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                  金屬型鑄造工藝的詳細介紹

                  來源: 時間:2021-01-12 08:37:30 瀏覽次數:

                  根據金屬型鑄造工藝的一些特點,為了保證鑄件質量,簡化金屬型結構,充分發揮它的技術經濟效益,首先必須對鑄件的結構進行分析,并制訂合理的鑄件工藝。

                  根據金屬型鑄造工藝的一些特點,為了保證鑄件質量,簡化金屬型結構,充分發揮它的技術經濟效益,首先必須對鑄件的結構進行分析,并制訂合理的鑄件工藝。


                  一、鑄件結構的工藝性分析

                      金屬型鑄造結構工藝性的好壞,是保證鑄件質量,發揮金屬型鑄造優點的先決條件。合理的鑄造構應遵循下列原則:

                      1)鑄造結構不應阻礙出型,防礙收縮;2)厚差不能太大,以免造成各部分溫差懸殊,從而引起鑄件縮裂和縮松;3)限制金屬型鑄件的最小壁厚。

                      另外,對鑄件非加工面的精度和光潔度應要求適當。


                  二 、鑄件在金屬型中的澆注位置

                      鑄件的澆注位置直接關系到型芯和分型面的數量、液體金屬的導入位置,冒口的補縮效果,排氣的通暢程度以及金屬型的復雜程度等。選擇澆注位置的原則如下:

                  1.保證金屬液在充型時流功平穩,排氣方便,避免液流卷氣和金屬被氧化;

                  2. 有利于順序凝固,補縮良好,以保證獲得組織致密的鑄件;

                  3.型芯數目應盡量減少,安放方便、穩定、而且易于出型;

                  4.有利于金屬型結構簡化,鑄件出型方便等。


                  三、 鑄性分型面的選擇


                      分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類(垂直、水平混合分型或曲面分型)三種。選擇分型面的原則如下:

                  1.為簡化金屬型結構,提高稿件精度,對形狀教簡單的鑄件最好都布置在半型內,或大部分布置在半型內;

                  2.分型面數目應盡量少,保證鑄件外形美觀,鑄件出型和下芯方便;

                  3.選擇的分型面應保證設置澆冒口方便,金屬充型時流動平穩,有利于型腔里的氣體排出;

                  4.分型面不得選在加工基準面上;

                  5,盡量避免曲面分型,減少拆卸件及活決數量。


                  四、 澆鑄系統設計

                      根據金屬型鑄造的某些特點,在設計澆注系統時須注意以下幾點:金屬澆注速度大,超過砂型的約20%。其次,在液體金屬充型時,型腔里的氣體要能順利排除,其流向應盡可能與液流方向一致,順利的將氣體擠向冒口或出氣冒口;此外,應注意使液體金屬在充型時流動平穩,不產生渦流,不沖擊型壁或型芯,更不可產生飛濺。

                      金屬型的澆注系統一般分為頂注式、底注式和側注式三類。

                  1)頂注式,其熱分布較合理,有利于順序凝固,可減少金屬液的消耗,但金屬液流動不平穩,易進法,鑄件高時,易沖擊型膠底部或型芯。若用于澆注鋁合金件,一般只適用于鑄件高度小于100毫米的簡單件;

                  2)底注式,金屬液流動較平穩,有利于排氣,但溫度分布不合理,不利于鑄件順利凝固;

                  3)側注式,兼有上述兩者的優點,金屬液流動平穩,便于集渣,排氣等,但金屬液消耗大,澆口清理工作量大。

                      金屬型澆注系統的結構與砂型鑄造基本相似,但由于金屬型壁不透氣,導熱能力強,因此要求澆注系統結構,能有利于降低金屬液流速,流動平穩,減少其對型壁的沖刷。除應保證型腔內氣體有充裕的時間排除外,還保證在充型過程中不得產生噴濺。

                      當用金屬型澆注黑色金屬時,由于鑄件冷速大,液流的粘度急劇增加,因此多采用封閉式澆口,其各部分截面積比例為:F內:F橫:F直=1:1.15:1.25


                  五、 冒口設計

                      金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時具有同等的作用:即為補縮、集渣和排氣。它的設計原則也與砂型用冒口相同。由于金屬型冷卻速度大,而冒口又常采用保溫涂料或砂層,因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。

                      金屬型鑄件的工藝參數

                      由于金屬型工藝的特點,其鑄件的工藝參數與砂型鑄件略有區別。金屬型鑄件的線收縮率不僅與合金的線收縮有關,還與鑄件結構、鑄件在金屬型中收縮受阻的情況、鑄件出型溫度,金屬型受熱后的膨脹及尺寸變化等因素有關,其取值還要考慮在試澆過程中留有修改尺寸的余地。

                      為取出金屬型芯和鑄件,在鑄件的出芯和出型方向應取適當斜度,對各種不同合金鑄件的鑄造斜度參閱有關手冊。

                      金屬型鑄件精度一般比砂型鑄件高,所以加工裕量可較小,一般在0.5~4mm之間。

                      在確定鑄件工藝參數之后,就可繪制金屬型鑄件工藝圖,該圖與砂型鑄件的工藝圖基本相同。


                  六、金屬型的設計


                      鑄件工藝圖繪制之后,就可進行金屬型設計。設計內容主要包括確定金屬型的結構、尺寸、型芯、排氣系統和頂桿機構等。

                  對設計的金屬型應力求結構簡單,加工方便,選材合理,安全可靠。.金屬型的結構形式

                  1、金屬型的結構形式

                  金屬型的結構取決于鑄件形狀、尺寸大??;分型面數量;合金種類和生產批量等條件。按分型面位置,金屬型結構有以下幾種形式:

                  1.整體金屬型,鑄型無分型面,結構簡單,但它只適用于形狀簡單,無分型面的鑄件;

                  2.水平分型金屬型,它適用于薄壁輪狀鑄件。

                  3.垂直分型金屬型,這類金屬型便于開設澆冒口和排氣系統,開合型方便,容易實現機械化生產;多用于生產簡單的小鑄件;

                  4.綜合分型金屬型:它由兩個或兩個以上的分型面組成,甚至由活塊組成,一般用于復雜鑄件的生產。操作方便,生產中廣泛采用。


                  2、 金屬型主體設計

                  金屬型主體系指構成型腔,用于形成鑄件外形的部分。主體結構與鑄件大小,其在型中的澆注位置,分型面以及合金的種類等有關。在設計時應力求使型腔的尺寸準確;便于開設澆注系統和排氣系統,鑄件出型方便,有足夠的強度和剛度等。


                  3 、金屬型芯的設計

                  根據鑄件的復雜情況和合金的種類可采用不同材料的型芯。一般澆注薄壁復雜件或高熔點合金(如銹鋼、鑄鐵)時,多采用砂芯,而在澆注低熔點合金(如鋁、鎂合金)時,大多采用金屬芯。在同一鑄件上也可砂芯和金屬芯并用。


                  4 、金屬型的排氣

                  在設計金屬型時就必須有排氣設施,其排氣的方式有以下幾種:

                  1.利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進行排氣。

                  2.開排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上,芯座或頂桿表面上做排氣槽。

                  3.設排氣孔。排氣孔一般開設在金屬型的最高處。

                  4.排氣塞是金屬型常用的排氣設施


                  5、 頂出鑄件機構設計

                  金屬型腔的凹凸部分,對鑄件的收縮會有阻礙,鑄件出型時就會有阻力,必須采用頂出機構,方可將鑄件項出。在設計頂出機構時,須注意下面幾點:防止頂傷鑄件,即防止鑄件被頂變形或在鑄件表面頂出凹坑;防止頂桿卡死,首先是頂桿與頂桿孔的配合間隙要適當。如果間隙過大易鉆入金屬,過小則可能造成卡死的現象。根據經驗最好采用D4/dC4級配合。


                  6、 金屬型的定位、導向及鎖緊機構


                      金屬型合型時,要求兩半型定位準確,、一般采用兩種辦法,即定位銷定位和“止口”定位。對于上下分型,而分型面為圓形時,可采用“止口”定位,而對于矩形分型面大多采用定位銷定位。定位銷應設在分型面輪廓之內,當金屬型本身尺寸較大,而自身的重量也較大時,要保證開合型定位方便,可采導向形式。


                  7、 金屬型材料的選擇

                      從金屬型的破壞原因分析可以看到,制造金屬型的材料,應消足下列要求:耐熱性和導熱性好,反復受熱時不變形,不破壞;應具有一定的強度、韌性及耐磨性,機械加工性好。

                  鑄鐵是金屬型最常用的材料。其加工性能好,價廉,一般工廠均能自制,并且它又耐熱、耐磨,是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時,才使用碳鋼和低合金鋼。

                      采用鋁合金制造金屬型,在國外已引起注意,鋁型表面可進行陽極氧化處理,而獲得一層由Al2O3及Al2O3·H2O組成的氧化膜,其熔點和硬度都較高,而且耐熱、耐磨。據報導這種鋁金屬型,如采用水冷措施,它不僅可鑄造鋁件和銅件,同樣也可用來澆注黑色金屬鑄件。

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