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        鑄造方法的選擇原則及適用范圍

        發布時間:2016.08.09    編輯:admin    瀏覽:(


        前言
              鑄造是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內,經冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過程。鑄造是常用的制造方法,優點是:制造成本低,工藝靈活性大,可以獲得復雜形狀和大型的鑄件,在機械制造中占有很大的比重,如機床占60~80%,汽車占25%拖拉機占50~60%。鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械制造業中占有重要的地位。
              鑄造是一種古老的制造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業技術的發展,鑄造技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。由于現今對鑄造質量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,鑄造技術向著精密化、大型化、高質量、自動化和清潔化的方向發展,例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發展迅速。
              鑄造主要工藝過程包括:金屬熔煉、模型制造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金(銅、鋁、鋅、鉛等)等。鑄造方法常用的是砂型鑄造,其次是特種鑄造方法,如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造等。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機粘結劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等。


        鑄造方法
        選擇原則

         

        ——————————優先采用砂型鑄造——————————

        據統計,我國或是國際上,在全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以象汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。
        一般來講,對于中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件,但成本較高。
        當然,砂型鑄造生產的鑄件精度、表面光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該采用其它鑄造方法,例如熔模(失臘)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
         

        —————————鑄造方法與批量相適應—————————

        例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條件采用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產的要求,應逐步加以改造。對于小型鑄件,可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,占地面積也少;對于中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣沖造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自硬砂造型和造芯。
        單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各種復雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備??梢詰盟A靶?、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對于單件生產的重型鑄件,采用地坑造型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的定型產品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產品質量方面得到補償。
        低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產。
         
        鑄造方法
        適用范圍

        ————————————砂型鑄造———————————

        鑄件材質:各種材質
        鑄件重量:幾十克~很大
        適用范圍:最常用的鑄造方法。手工造型:單件、小批量和難以使用造型機的形狀復雜的大型鑄件;機械造型:適用于批量生產的中、小鑄件
        工藝特點:手工:靈活、易行,但效率低,勞動強度大,尺寸精度和表面質量低;機械:尺寸精度和表面質量高,但投資大

         

        ———————————金屬型鑄造———————————

        鑄件材質:有色合金
        鑄件重量:幾十克~20公斤
        適用范圍:小批量或大批量生產的非鐵合金鑄件,也用于生產鋼鐵鑄件
        工藝特點:鑄件精度、表面質量高,組織致密,力學性能好,生產率高

        ————————————熔模鑄造———————————

        鑄件材質:鑄鋼及有色合金
        鑄件重量:幾克~幾公斤
        適用范圍:各種批量的鑄鋼及高熔點合金的小型復雜精密鑄件,特別適合鑄造藝術品、精密機械零件
        工藝特點:尺寸精度高、表面光潔,但工序繁多,勞動強度大
         

        ————————————陶瓷型鑄造——————————

        鑄件材質:鑄鋼及鑄鐵
        鑄件重量:幾公斤~幾百公斤
        適用范圍:模具和精密鑄件
        工藝特點:尺寸精度高、表面光潔,但生產率低

         

        ———————————石膏型鑄造———————————

        鑄件材質:鋁、鎂、鋅合金
        鑄件重量:幾十克~幾十公斤
        適用范圍:單件小批量

         

        ————————————壓力鑄造———————————

        鑄件材質:有色合金
        鑄件重量:幾克~幾十公斤
        適用范圍:大量生產的各種有色合金中小型鑄件、薄壁鑄件、耐壓鑄件
        工藝特點:鑄件尺寸精度高、表面光潔,組織致密,生產率高,成本低。但壓鑄機和鑄型成本高

         

        ————————————離心鑄造———————————

        鑄件材質:灰鐵、球鐵
        鑄件重量:幾十公斤~幾噸
        適用范圍:小批量到大批量的旋轉體形鑄件、 各種直徑的管件
        工藝特點:鑄件尺寸精度高、表面光潔,組織致密,生產率高 

         

        ———————————消失模鑄造———————————

        鑄件材質:各種材質
        鑄件重量:幾克~幾噸
        適用范圍:不同批量的較復雜的各種合金鑄件
        工藝特點:鑄件尺寸精度較高,鑄件設計自由度大,工藝簡單,但模樣燃燒影響環境