新型铸造技术及环保铸造

新型铸造技术及环保铸造 新技术专题 1 新型铸造技术 2 3 连续铸造 4 5 熔模铸造 6 7 特点 8 熔模铸造工艺过程 9 金属型铸造 金属型铸造是将液态金属浇入金属铸型中 并在重力作用下凝固成形以获的铸件的方法 由于金属铸型可以反复使用多次 故有永久型铸型之称 金属型铸造目前所能生产的铸件 在重量和形状方面还有一定的限制 如对黑色金属只能是形状简单的铸件 铸件的重量不可太大 壁厚也有限制 较小的铸件壁厚无法铸出 10 优点 实现了一型多铸 便于实现机械化 自动化生产 其次铸件尺寸精度提高 并且由于铸件的凝固冷却速度快 晶粒细密 铸件的力学性能得到显著提高 缺点 制造成本高 周期长 不适合于单件 小批量生产 内腔不能过于复杂 铸件不宜过薄 否则会产生浇不足等缺陷 当用于铸造高熔点合金时 金属型寿命往往较低 图示 一型多铸 用途 金属型铸造主要用于铝 铜 镁等有色合金铸件的大批量生产 也少用于一些铸铁件的生产 11 压力铸造 定义 熔融金属在压射冲头作用下 高压高速充填型腔 并且在高压下凝固形成铸件的铸造工艺 12 热压室压铸机 HotChamberDieCastingMachine 13 热压室压铸机压铸工艺简图 14 1 产品质量好铸件尺寸精度高 一般相当于6 7级 甚至可达4级 表面光洁度好 一般相当于5 8级 强度和硬度较高 强度一般比砂型铸造提高25 30 但延伸率降低约70 尺寸稳定 互换性好 可压铸薄壁复杂的铸件 2 生产效率高机器生产率高 15T机台每天最高产能为14000模次 88T为8000模次 3 经济效果优良 由于压铸件尺寸精确 表泛光洁等优点 一般不再进行机械加工而直接使用 或加工量很小 所以既提高了金属利用率 又减少了大量的加工设备和工时 铸件价格便宜 可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料 既节省装配工时又节省金属 15 离心铸造 定义 将液态金属浇入旋转的铸型里 在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法 16 离心铸造的特点是金属液在离心力作用下充型和凝固 金属补缩效果好 铸件组织致密 机械性能好 铸造空心铸件不需浇冒口 金属利用率可大大提高 因此对某些特定形状的铸件来说 离心铸造是一种节省材料 节省能耗 高效益的工艺 但须特别注意采取有效的安全措施 特点 17 18 定义 真空吸铸是一种在型腔内造成真空 把金属液由下向上地吸入型腔 使金属凝固成形的铸造方法 1 柱状铸件真空吸铸 生产柱状中空或实心铸件 真空保持时间控制 真空吸铸 19 2 成形铸件真空吸铸 生产各种形状铸件 优点 1 不易产生夹渣 气孔等缺陷 2 铸件凝固速度大 晶粒细小 不易产生偏析 3 补缩条件优越 4 金属液充型性高 易于生产形状复杂的薄壁件 5 易于实现机械化 自动化 生产效率高 缺点 需后续机加工处理 柱状中空内尺 20 消失模铸造 1定义 消失模铸造 又称实型铸造 采用可气化的材料制得的模型来造型 不用起模直接将金属液浇注到气化模上 使其燃烧 气化并形成空腔来容纳金属液 从而获得铸件的方法 21 22 工艺过程 23 典型例子 24 环保铸造 25 1 废水 对铸件碱爆清砂和对不锈钢铸件酸洗钝化时将产生的大量废水 废水中含有一定浓度的碱 氢氧化钠 或酸 氢氟酸 硝酸 盐酸 及铬 镍等重金属离子 特别是有害的六价铬离子 如果直接排放将会造成对生态环境的严重破坏 碱爆和酸洗中还会产生碱雾和酸雾危害工作环境 26 2 废型壳 产生量大 生产一吨精铸件大约会产生1 5吨左右的废型壳 型壳主要材料为煅烧高岭土或石英材料 虽未发现毒害用 但排放量大时也会破坏绿化植背 同时大量丢弃也是资源的严重浪费 27 3 粉尘 在粘浆淋砂的制壳工序及铸件震壳抛丸的清砂工序产生大量的粉尘 严重破坏员工的操作环境 引起呼吸系统疾病 同时铸件切割 打磨工序的粉尘中含有大量金属粉末 如果集中收集 具有回收价值 28 4 烟气 型壳进行高温焙烧时产生大量烟气 主要为二氧化碳 如烧煤时还会产生二氧化硫等气体 若是水玻璃粘结剂的型壳焙烧时还会产生硬化剂中氯盐的挥发气体 对大气造成污染 29 除以上四种排放物外 其他如蜡模清洗的化学废液 废蜡 废钢渣等 虽然都是有害的 但因产生量不大 祗要设有专门的集中收集装置 进行集中处理加强管理 将可消除危害 而废钢渣中因混有废金属 社会上有专门的回收单位收集处理 30 精铸生产排放物的治理方法和设备 1 水处理及酸雾处理设备 31 2 型壳回收再生设备 32 3 水幕除尘设备 33 4 高温烟气处理设备 34 精铸企业当前节能降耗的主要方向 一 降低精铸制壳过程能耗 采用硅溶胶粘结剂制壳时 每制一层壳均需在恒温除湿的干燥间干燥8至12小时 每个型壳需经5至6层制壳 在干噪间时间长达三天以上 需耗用大量的恒温除湿的电能 因而如何缩短制壳生产周期则是节能的重要途径 35 二 降低型壳焙烧能耗 型壳焙烧是精铸生产耗能最大的工序 采用燃油或煤气焙烧时按标煤计算 其能耗超过了熔化工序 应是重点的节能点 36 三 降低金属熔化能耗 由于精铸件结构复杂壁薄且重量偏小 要求钢水浇注温度高 熔炉的容量也普遍偏小 因而比一般铸造的吨钢水电耗要高很多 也正是这一现状 值得我们在熔化工序的节能上大下功夫 37 四 提高铸件工艺出品率和降低铸件废品率 在保证铸件的质量的前提下 为珍惜每一滴金属和材料 通过人为的努力 工艺出品率是可以大幅提高的 同样铸件的合格率在生产过程稳定下也是可以提高的 这两个指标直接关系着能耗的高低 是节能的重要途径 38 五 利用铸造过程的余热 铸造生产过程中会产生很多被 废弃 的热量 是一种多余的能量 如能被利用和转换 将是节能的一大亮点 国内有些精铸企业在进行探索 现将一些萌芽的动向介绍如下 39 1 利用浇注后铸件冷却的热量 宁波万冠公司首创将浇注后的热铸件推到双层的隧道式热交换炉的下层 而该炉的上层放入将被预热烘烤的型壳 东风精铸公司在新建生产线上也采用这一方案 根据他们的实践 在连续生产中采用这种热交换炉 利用铸件冷却的热量 可使型壳予热至300 以上 再进焙烧炉加热 从而可节约焙烧能耗30 左右 某些小型精铸企业也在探求利用浇注余热预热型壳的方法 40 41 42 2 利用感应电炉循环冷却水的热量 辽宁东港市华宇精铸公司已成功的利用中频感应电炉的冷却水 约60 左右的热水 作为水玻璃精铸制壳机械流水线上的硬化剂加热和热风乾燥室的加热热源 使该制壳线节省功率约20仟瓦 如在行业广泛推广节能效果显著 43 3 利用焙烧炉烟道的热量 秦皇岛佳盟精铸公司在新厂扩建时 拟采用溴化锂制冷的原理 将焙烧炉烟道余热变为95 的热水 驱动溴化锂制冷系统 制取0 以上的低温水用于制模 制