金属材料液态成形工艺技术.ppt

2金属材料液态成形工艺技术 1定义所谓金属材料的液态成型 即铸造 是将液态金属借助外力充填到型腔中 使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺 2 1概述 铸造工艺异径管铸造工艺 2铸造工艺特点 适应性广 适应铸铁 碳钢 有色金属等材料 铸件大小 形状和重量几乎不受限制 壁厚1mm到1m 可成形复杂零件 适合形状复杂 尤其是有复杂内腔的毛坯或零件 成本低缺点 组织缺陷 力学性能低 质量不稳定 工作环境较差 因此 铸件多数做为毛坯用 3分类按造型分 砂型铸造与特种铸造 砂型铸造是基础 特种铸造是在砂型铸造基础上革新发展起来的 型砂配制 造型 砂型干燥工装准备 炉料准备 合金冶炼芯砂配制 造芯 型芯干燥 工艺三大块 冶炼 造型 芯 和浇注 落砂清理 铸件检验 入库 4砂型铸造工艺流程图 合型浇注 凝固冷却 砂型铸造两箱砂型铸造 收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现象 它产生缩孔与缩松 内应力 变形和裂纹 对铸造工艺影响很大 缩孔与缩松铸造应力铸件变形铸件裂纹 铸件的缩孔 定向凝固图解 浇注系统 型腔 冒口 温度 距离 1 2 3 缩孔 冷铁的使用图解 1 2 3 冷铁 三杆热应力分析模型 典型结构变形举例 框架结构 T型梁结构 内应力薄压厚拉变形方向恰相反 2 3特种铸造 金属型铸造陶瓷型铸造磁型铸造熔模铸造消失模铸造 压力铸造低压铸造挤压铸造离心铸造 特点 1充型力变更 2型模革新 特种铸造属先进铸造 是铸造技术沿精密 洁净和高效方向的发展 其中最主要的发展是铸造过程数控自动化与铸造工艺的绿色化 1压力铸造 压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下 以高速充填铸型型腔 并在高压下结晶凝固而获得铸件的特种铸造工艺 特点高压 比压30 70MPa高速 充型时间0 01 0 2秒 压铸特点 精度高 IT11 14级 3 2 0 8 m 组织致密 适应形状复杂 轮廓清晰 薄壁深腔铸件 可组合压铸或镶嵌压铸 生产率高 材料利用率提高60 70 实现少切削和零切削 经济效益好 缺点 压铸型寿命短 压铸机投资大 压铸件存在气孔 工业应用 汽车 摩托车 家电 照相机 仪表 计算机 医疗器械 电器 航天航空 五金 办公用品 钟表 纺织 军事武器等 汽车工业压铸应用分量例 镁合金70 80 铝合金60 锌合金50 压铸机 按压室是否浸在熔融金属中 分冷室压铸机热室压铸机 按压室位置 分卧式压铸机立式压铸机 主要构成 合型机构 压射机构 机座 液压传动系统 控制系统 润滑冷却系统等 卧式压铸机 立式压铸机 大型压铸机 离心铸造 热压铸 压铸工艺设计内容 压力参数 压射压力 压射力和比压运动参数 冲头速度充型条件 充型时间时间参数 建压与持压时间温度参数 浇注温度 铸型温度压铸涂料 种类与施涂方法 2低压铸造 低压铸造是液体金属在压力作用下 自下而上充填型腔以形成铸件的成形工艺 压力 0 02 0 06MPa 案例介绍 地处杏林的厦门路达有限公司为台资企业 产品为高档水龙头 国际市场售价在 几十到 几百不等 该水龙头基体为黄铜铸件 采用数控低压铸造 生产过程瑞士远端实时故障监控 铸件外表防护装饰性电镀 或根据需要进行磁控溅射特殊涂层 低压铸造装备外型 压缩气 坩埚炉 铸型 熔化黄铜水 低压铸造工艺原理 主要步骤通气充型加压凝固放气开模 低压铸造特点 浇注压力和速度可调 适应各种铸型 合金和铸件大小 底注式平稳充型 无飞溅 气体卷入和型壁冲刷等弊病 铸件合格率提高 压力下结晶 组织致密 轮廓清晰 表面光洁 少切削或零切削 机械性能高 对薄壁件铸造尤其有利 节省补缩冒口 金属利用率高达90 98 劳动强度低 劳动条件好 容易数控自动化 3熔模铸造 零件 木模 1 制蜡模石蜡 硬脂酸 1 1 在压型中铸造成形 2 制型壳水玻璃 石英粉固化层 3 脱蜡蜡料熔化流出型壳 4 型壳焙烧 强化 800 950 C 6 脱壳 清理 5 填砂浇注 熔模铸造 熔模铸造 熔模铸件的结构工艺性 铸孔不能太小和太深 一般铸孔应大于2mm 逐渐壁厚不可太薄 一般2 8mm 铸件壁厚尽量均匀 熔模铸造的特点和应用 1 铸件精度高 表面质量好 属少 无切削工艺 尺寸精度IT11 14 表面粗糙度Ra12 5 1 6 m 2 可铸造形状复杂铸件 最小壁厚可达0 3mm 最小铸孔直径0 5mm 可一次铸出组合体 3 铸造合金种类不受限制 尤其适合高熔点和难切削合金 4 生产批量不受限制 可单件或成批生产 5 工序繁杂 生产周期长 原辅材料费用高 生产成本较高 铸件限于25kg 4 金属型铸造 金属型冷速快 一型多用 金属型结构与材料 分型面 垂直 水平 复合分型垂直型便于开设浇注系统和取出铸件 材料 熔点应高于浇注合金 低熔点的Sn Zn Mg等可用灰铸铁 Al Cu合金可用合金铸铁或钢 型芯 砂芯或金属芯 金属型铸造 结构工艺性 铸件结构斜度比砂型铸造大 壁厚要均匀 不能过薄 最小壁厚 铝硅合金2 4mm 铝镁合金3 5mm 铸铁2 5 4mm 铸孔不能过小 过深 金属型铸造特点及应用范围 机加工余量小 尺寸精度IT12 IT16 表面粗糙度Ra12 5 6 3 m 冷却速度快 铸件晶粒较细 力学性