1. 铸件铸造过程
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。 [1] 被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例:铜、铁、铝、锡、铅等),而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求,使用的方法也会有所不同。
按造型分:砂型、金属型、特种(低压、石蜡、精密铸造)
按熔炼方式分:电炉和冲天炉或者冲电并联,相对来说前者铸件材质品质高于后者,成本亦高。树脂砂生产中、小件的企业多用电炉
铸造生产过程流程图:原材料---熔炼--------- 浇注---开箱---热处理---清理---检验---入库---造型(芯)
热处理工艺:
作用:改善基体组织,消除内应力,降低硬度,提高塑性(延伸率)。
缺点:出现氧化皮,退火变形。
方式:退火、正火、退火+正火
2. 铸造工艺及过程
消失模铸造是目前国际上最先进的铸造工艺之一,被誉为是铸造史上的一次革命,是21世纪“绿色集约化铸造的主要途径”,必将在铸造生产中占有越来越重要的地位一、消失模铸造也称负压实型铸造(EPC)。
是用可发性聚苯乙稀(EPS)为原料制成泡沫型,根据砂箱内容积有效合理的组合模型束,涂刷专用涂料,烘干后用不含水分、粘结剂和其它附加剂的干砂埋入负压砂箱内,微震紧实后在适当负压下进行金属液体浇注的铸造方法,用这种方法制得的铸件表面光洁,尺寸精确,无飞边毛刺等优点。
具体消失模铸造的工艺优点如下:1.铸件尺寸形状精确,复印性好,具有精密铸造的特点;铸件的表面光洁度高;2 .取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品;3.不合箱、不取模,大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品;4.采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品;5.大大简化了砂处理系统,型砂可全部重复使用,取消了型砂制备工部和废砂处理工部;6.落砂极其容易,大大降低了落砂的工作量和劳动强度;7.铸件无飞边毛刺,使清理打磨工作量减少50%以上;8.可在理想位置设置合理形状的浇冒口,不受分型、取模等传统因素的制约,减少了铸件的内部缺陷;9.负压浇注,更有利于液体金属的充型和补缩,提高了铸件的组织致密度;10.组合浇注,一箱多件,大大提高了铸件的工艺出口率和生产效率;
3. 铸件的过程
液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为金属液态成形或铸造。今天为大家详解一下铸造工艺。
工艺流程
液体金属→充型→凝固收缩→铸件
工艺特点
1、可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。
2、适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。
3、材料来源广,废品可重熔,设备投资低。
4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
4. 铸件铸造生产流程
中国古代青铜器的铸造方法主要为范铸法和失蜡法。
范铸法
以范铸法为青铜器的制作方法多集中于夏代(二里头文化遗址)至东周早期,按所用材料的不同,分为石范、(陶范)泥范、铜范、铁范。
青铜器最早是以石范铸造,石范虽能反复使用多次,但不容易加工制作且不耐高温,因此进入商代中期后,便被(陶范)泥范所替代。
范铸法(泥范)工艺流程:
1
塑制泥模。用泥土按照器物原型塑造成泥模。
2
翻外范。将调合均匀的泥土拍打成平泥片,按在泥模的外面,用力拍压,使泥模上的纹饰反印在泥片上。等泥片半干后,按照器物的耳、足、鋬、底、边、角或器物的对称点,用刀划成若干块范,然后将相邻的两泥范做好相拼接的三角形榫卯,而后晾干,或用微火烘烤,修整剔补范内面的花纹,这就成了铸造所用的外范。
3
制内范。将制外范使用过的泥模,趁湿刮去一薄层,再用火烤干,制成内范。刮去的厚度就是所铸铜器的厚度。
4
合范。将内范倒置于底座上,再将外范块置于内范周围。外范合拢后,上面有封闭的范盖,范盖上至少留下一个浇注孔。
5
浇铸。将熔化的青铜溶液沿浇注孔注入,等铜液冷却后,打碎外范,掏出内范,将所铸的铜器取出,再打磨修整,制作完成。
失蜡法
失蜡法最早出现于春秋时期,是从东周晚期春秋战国沿用至的青铜器制作方法,它是一种精密铸造法,是以失蜡浇铸的方法,也称“熔模法”、“脱蜡法”。
失蜡法工艺流程:
1
塑泥制内范、贴蜡。先以泥制作出内范,便于外部贴蜡。
2
雕刻蜡模。将所需制作的金属器分部件雕刻成蜡模。
3
组装蜡模与制外范。将每一个部件蜡模进行浇口组装成器物整体模型,外部以泥填充加固,制成外范。
4
烘烤脱蜡与浇注铜液。通过加温使蜡质熔出,形成型腔,再向型腔内注入金属溶液。
5
脱范修整得到成品。等浇注的铜液凝固冷却后,打去填充的泥,便可得到与蜡模相同的金属器。
随着青铜技术的发展和繁荣,以及青铜器的普遍使用,在历史上出现了以青铜器艺术为主导的工艺美术,即“青铜文化”。
以失蜡法铸造的器物可以做出镂空等更为精准、细致的效果。
5. 铸件铸造过程中铁水冷却速度慢
。
它的准确计算方法:根据一个浇铸造型砂箱内一次浇铸成型的铸件毛坯总重量,包括所有浇道、冒口、浇口的重量,与造型砂箱内所用造型砂的总重量之比就叫铁砂比。
它是根据一个铸造砂箱一次浇铸成型的铸件模具、浇道、冒口、浇口总体积计算出铸件浇铸成型后的铸造毛坯总重量与一个铸造砂箱造型所用造型砂的总重量之比来进行计算。因为,各种浇铸方式,各种浇铸件由于所用材质、形状、尺寸的不同,铁砂比要求也就是不一样的,为了保证铸造产品浇铸成型的合格率,同一种铸造产品就可能造成铸造的方式不同,造型的千变万化来保证产品的浇铸成型合格率,所以,在铸件浇铸过程中的铁砂比,只能根据铸件体积与造型所用总砂量来进行计算。涉及到的计算公式就是体积公式与材料的比重。
砂铁比在铸造行业中没有明确的定义,一般的理解是砂用量和铁水用量的比,是对造型的工艺效率的评价指标。一般以重量为单位进行比较,铁水指浇注重量(以浇注重量和铸件重量比来考核工艺出品率)。
另外在计算过程中需包括合箱后铸型内(包括芯子)所有的啥子,因为这也消耗了啥子、粘结剂。尤其是在计算一些轮廓大但是重量却不大、中间用芯子成型的额铸件,只计算外形用砂就是去了计算意义。
铸造中的铁砂比,主要是考虑铸造件在铁水浇铸成型时,铸件凝固时的温度场、温度梯度与热交换问题的。叫砂铁比不妥,因为要考虑主题是铁水浇铸凝固成型时的质量问题,所以叫为铁砂比。
详解如下:
砂铁比=型砂与铸件重量的比值。
包括两层含义:
1.砂型与铸件的重量比;
2.砂处理能力与铸件产量之比。它是砂处理系统设计的重要参数。
3.砂铁比与型砂种类和砂型冷却能力有密切关系。
它是根据一个铸造砂箱一次浇铸成型的铸件模具、浇道、冒口、浇口总体积计算出铸件浇铸成型后的铸造毛坯总重量与一个铸造砂箱造型所用造型砂的总重量之比来进行计算。因为,各种浇铸方式,各种浇铸件由于所用材质、形状、尺寸的不同,铁砂比要求也就是不一样的,为了保证铸造产品浇铸成型的合格率,同一种铸造产品就可能造成铸造的方式不同,造型的千变万化来保证产品的浇铸成型合格率,所以,在铸件浇铸过程中的铁砂比,只能根据铸件体积与造型所用总砂量来进行计算。涉及到的计算公式就是体积公式与材料的比重。砂铁比估计还要考虑到是否有沙箱,如果没有沙箱,肯定高,有沙箱,肯定就低。
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