铸造知识概述

3铸造训练教案一铸造及其特点何谓铸造：铸造是将液体金属浇注到具有与零件外形相适应的铸型空腔中,待其冷却凝固后以获得零件或毛坯的方法,称为铸造。80%以上。此外还有种特种铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。铸造特点：部件。几克。铸件生产批量不受限制，可单件、也可大批量生产。方向。但是,铸造生产也存在某些缺乏,例如砂型铸造生产工序较多，有些工艺难的劳动强度大，劳动条件差等。砂型铸造工艺流程如图1所示。1砂型铸造工艺流程砂型的组成2情2砂型成。造型材料制造砂型和型芯材料称为造型材料。主要是型〔芯〕砂。型(芯)砂是由原砂(sio)、粘结剂、水和附加物〔煤粉、锯末等〕按肯定比2例混合制成。其中原砂是型〔芯〕砂的主体，常用sio2粘结剂常用粘土、水玻璃或渣油等组成粘土砂、水玻璃砂或油砂。型〔芯〕砂的根本性能要求：强度:抵抗外力破坏的力量；透气性：允许气体透过的力量；耐火性：抵抗液态金属高温的力量；退让性：铸件冷凝时，型芯砂可被压缩的力量；可塑性：在外力作用下变形，去除外力后能完整保持外形的力量等。退让性、出砂性等一般要求比型砂更高些。常参加油砂和树脂砂。三铸造工艺图:绘制铸型装配图、编制铸造工艺卡片的依据。工艺参数，设计冒口等。拔模斜度、铸造圆角及型芯头等。影响很大。选择浇注位置的主要原则：铸件重要加工面或主要工作面应朝下，如不能朝下应放在侧面：铸件大平面朝下；尽量将大面积薄壁局部放在铸型的下部或垂直、倾斜；铸件厚的局部应放在分型面四周的上部或侧面；削减型芯的数量，便于型芯的固定和排气。铸型分型面的选择原则：应使铸型有最少的分型面，并且在铸件的最大截面处；分型面选择应尽量使型芯和活块数量少；尽量使铸件全部或大部在同一砂箱内；尽量使型腔及主要型芯在下箱；分型面尽量承受平直面。类。这里主要介绍手工造型。〔1〕.整模造型特点：便利敏捷、适应性强。33两箱整模造型：分模造型4。4图图4 两箱分模造型挖砂造型5。图5 挖砂造型挖砂造型生产率低，技术要求高，适用于单件少量生产的小型铸件。活块造型6。图6 活块模造型三箱造型7。7三箱造型〔1〕型芯是砂型的一局部，在制造中空铸件或有阻碍起模的凸台时，往往承受型芯：自带型芯:以型砂制成的砂垛代替型芯。型芯在铸型中的位置时水平的。竖 芯：又称垂直型芯。特别型芯：常见的有悬臂式、悬吊式和引伸式等。铸件外型。〔2〕.188芯盒制芯29。3射芯机造芯

910。图10 射芯机射砂示意图〔3〕制芯的工艺过程1放芯骨：其作用是加强型芯的强度。大型芯骨作出吊环，以利吊运。2开通气道：其目的是提高型芯的透气。3操作不当，会造成跑火、错箱及塌箱等缺陷。熔炼金属的目的是获得合格的化学成分及良好流淌性的液态金属。金属的流淌金属流淌性好坏对铸造工艺和铸件质量影响很大。生产中承受铸造生产的有铸钢、铸铁、有色金属铸造〔铸铝、铸铜〕等。这里主要争论铝合金的熔炼与浇注。11。〔a〕焦炭坩埚炉 〔b〕电阻坩埚炉图11 及电阻坩埚炉示意图铝合金熔炼时常参加的原料有：炉料：铝锭或废铝等。溶剂：即造渣剂。常用氧化锌、氧化锰等。变质剂：可细化晶粒。常用氟化钠、氯化纳等盐类混合剂。用除气剂对液态铝合金进展除气精炼处理。20%～30%。浇注主要操作技术：〔或用挡渣棒挡住熔渣，防止熔渣流入型腔产生夹渣缺陷。浇注——浇注时将浇包口对准浇口，开头浇注或将近完毕时，应掌握以免熔渣卷入型腔。铸件冷却后还应当进展如下清理：〔1〕.充分冷却后进展。飞翅和氧化皮。铸造生产是较简单的工艺过程，往往由于原材料质量不合格、工艺方案不合砂眼、裂纹、偏析等。常见的铸件缺陷特征及产生的缘由见表。9910热处理〔一〕金属热处理概述金属材料的组织构造来获得预期性能的工艺方法。学成分，改善工件的使用性能。80%的零件需要热处100%都要经过热处理。料，不断提高环保与节能意识势在必行。1钢中的根本组织2.11%的铁碳合金为钢，含碳量高于2.11%〔6.69%〕的铁碳合金为铸铁。碳对钢的组织和性能有重要影响。FeC。3铁的同素异构转变固态铁是晶体，其具有同素异构转变特性。铁的同素异构转变如下：T<912℃α-Fe。912℃<T<1394℃时，铁为面心立方构造，称为γ-Fe。时，铁为体心立方构造，称为δ-Fe。T>1538℃时呈液态。同素异构转变是钢铁的重要属性，它是钢铁能够进展热处理的重要理论依据。钢中的根本组织铁素体〔F〕〔≤HB=80，光学显微镜下观看呈均匀光明的多边形晶粒。奥氏体〔A〕碳溶于γ解度大〔11472.06%，硬度为HB=160—200〕。稳定的奥氏体存723℃时，奥氏体将发生共析转变形成珠光体〔P〕。渗碳体〔Fe3C〕Fe3C6.67%。渗碳体量越高，渗碳体在肯定条件下可分解成铁和石墨，这在铸铁中有重要意义。珠光体〔P〕HB1800.8%)723℃，将发生共析转变,其转变产物为铁素体和渗碳体片层相间的机械混合物，即珠光体。由于含碳量不同，碳钢中的根本平衡组织为：当钢中含碳量<0.77%〔P+F。0.77%〔P,即(F+Fe3C)当钢中含碳量>0.77%〔P+Fe3C〕。2钢在加热时的组织转变钢在加热时的转变主要包括奥氏体形成和晶粒长大两个过程。或长时间保温，奥氏体晶粒会长大。钢在冷却时的组织转变奥氏体转变产物也不同。不同温度区间组织转变产物大致可分为三类〔1〕：1共析钢等温转变曲线由图可见：1高温转变——珠光体〔P〕A→。度区间形成的珠光体层片越薄，硬度越高。2中温转变——贝氏体〔B〕A→。是含碳过量的铁素体和微小的渗碳体混合而成，贝氏体比珠光体硬度高。3低温转变——马氏体〔M〕A→。α铁中的过饱和固溶体，马氏体不稳定，加热时析出渗碳体。马氏体硬度高〔HB=600——650〕但塑性、韧性很差。〔二〕一般热处理的工艺过程热处理。一般热处理主要有：退火、正火、淬火和回火四种常用方法，见图2。图2 热处理工艺示意图退火将钢加热到适当温度，保温肯定的时间后缓慢冷却的工艺方法称为退火。完全退火对于中低碳钢加热到完全奥氏体状态，温度为Ac3〔指亚共析钢的相变温度〕以上30～50℃，保温肯定时间后缓冷到室温，获得接近平衡态组织的热处加工性能。去应力退火Ac1500～600℃，保温后缓冷的工艺方法。主要目的是消退焊接、铸造、锻造和机械加工过程中产生的应力。再结晶退火工件在经过肯定量的冷塑性变形后，在晶粒内部产生大量的晶格畸变和错热到肯定温度以上〔Ac1600～70℃，会重生核长大成均匀的一现象称为再结晶。其中：Ac1723℃。Ac3正火将钢加热到上临界点〔Ac3，过共析钢为Accm〕以上适当温度，保温肯定时间，然后在空气中冷却的工艺方法称为正火。其中：Accm线指过共析钢的相变温度线。正火的目的：改善含碳量较低的钢材的切削性能。目的。消退过共析钢的网状渗碳物。消退缺陷、细化晶粒、改善组织、为最终热处理做预备。〔如水、油〕弱，所以工件在空气中的实际冷却速度受其自身的尺寸大小影响较大。大工件冷却件则可承受堆垛在一起的方法适当降低冷速等。淬火Ac3〔亚共析钢〕Ac1〔过共析钢〕以上某一温度，Ms〔250℃〕以下发生马氏体转变的工艺方法称为淬火。淬火的目的是使过冷奥氏体进展马氏体转变，得到马氏体组织，然后协作性等，从而满足各种机器零件和工具的不同使用性能要求。Ac3+30～50Ac1+30～50℃。1.2～1.5/1.5～1.8/介质等。.4回火Ac1〔通常是缓冷〕到室温的工艺方法称为回火。1〕回火的目的消退淬火时产生的内应力，防止工件的变形和开裂。调整工件的机械性能。2〕回火分类在生产中依据对工件的机械性能要求的不同，回火主要分为以下三种：〔1〕低温回火〔150℃～250℃〕通过低温回火，使工件在保持淬火后的硬度、强度的同时，局部消退工件的内HRC58～64〔2〕中温回火〔250℃～450℃〕经过中温回火的工件具有很好的弹性。主要用于各类弹簧。硬度一般为〔3〕高温回火〔450℃～650℃〕即有好的综合机械性能。主要用于各种轴类和重要的机械零件。硬度一般为HRC20～35过调质处理，工件将具有良好的机械性能。〔三〕钢的外表淬火和化学热处理〔简介〕生产中有些零件，如齿轮、花键轴、活塞销等，要求外表具有高硬度钢的外表淬火氏体，而心部仍保持原组织和性能的热处理工艺。〔淬透层一般为2—6mm〕和感应加热外表淬火〔1.——15mm2.钢的化学热处理表层，以转变其表层化学成分和组织，从而转变表层性能。渗铝等。〔四〕热处理工艺简介形变热处理后余热淬火、热轧淬火等。真空热处理空热处理可以避开零件氧化、脱碳，能到达光亮热处理的目的。其特点为：热处理变形小可提高零件的外表力学性能；节约能源，削减污染;但真空热处理设备造价较高，目前多用于工模具、周密零件的热处理。可控气氛热处理节约钢材，掌握渗碳时渗层的碳浓度，而且可使脱碳零件重复碳。激光热处理是以高能量激光为能源，以极快速度加热零件并自冷强化的热处理工艺。肯定限制。电子束外表淬火速度加热零件并自冷使零件外表强化的热处理工艺。80%，高于激光热处技术。〔五〕钢的硬度测定及显微组织观看1硬度测试金属材料抵抗其他更硬物体压入其外表的力量称为硬度。硬度是表达金属要手段。硬度的测试方法很多，在机械制造工业中广泛承受压入法来测定硬度。依据测试的标准不同，硬度的主要指标有布氏硬度和洛氏硬度。〔1〕布氏硬度〔HB〕把规定直径的淬火钢球或硬质合金球以肯定的试验力压入被测材料外表后测量压痕直径，经计算得出布氏硬度值。这种方法主要用于测试原材料〔钢、锻件、铸件〕或有色金属的硬度。小于450HBS有色金属等材料的硬度。另外，由于试验压痕较大，故不宜于测定成品及薄片材料。〔2〕洛氏硬度〔HR〕深度来确定硬度值指标。洛氏硬度试验所用压头有两种：一种是顶角为120°的金刚石圆锥，另一种是直径为1.5883.176后者多用于退火钢、有色金属等较软的金属材料的测定。洛氏硬度试验标准见表1。不均匀时，硬度数据波动较大，使测量值不够准确。通常需要在不同部位测试数次，取其平均值代表金属材料的硬度。2显微组织观看金属显微组织观看承受的仪器有光学金相显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜。在光学显微镜下观看材料的内部组织是一种常用的检验方法下：取样轮、锯弓、车床加工等，但取样时不行因受热而转变材料的内部组织。镶嵌或夹持压、加湿后，把试样包裹起来，常承受的夹持方法是用两块小钢板将试样加紧。磨光与抛光最细一道的砂纸为600#。最好承受水砂纸，不仅可降温，还可准时把磨屑冲走，再在抛光机上用金刚石研磨膏或三氧化二铝粉等磨料抛光。化学腐蚀冲洗干净，吹干，试样就可供观看。45453。退火组织 х400 (b)正火组织 х400(c)淬火组织 х400 (d)淬火+低温回火〔200℃〕组织х600345〔六〕火花鉴别低碳钢、中碳钢、高碳钢粗略的鉴别其化学成分的方法，此方法简便易行。火花鉴别时使用的主要设备是砂轮机36—60号一般氧化铝砂轮。鉴别时，为了防止可能发生的错觉，应备有成份的标准样块。试验宜在暗处进展。火花束的长度和各部位花型特征。末中的碳与空气中的氧发生反响生成COCO的氧化膜时，便发生爆裂，产生火花。4。火花束分为根部火花、中部火花和尾部火花三局部。火花是由流线、节点、爆花、芒线和尾花等局部组成，见图〔a。流线有三种形式：直线流线、断续流线、波状流线。爆花有一次、二次、三次与屡次爆花，在流线上的爆图4(b)。尾线是流线末端局部呈现的各种特别形式火花的名称，一般分为狐尾尾花和4。图4 火花束碳钢的火花形式是火花根本形态，以此为根底可进一步了解合金元素对火花的影响。碳钢的火花是直线流线，火花束呈草黄色。随着含碳量的增加，流线增多、变细，芒线也增多、变细，爆花数量增多、增密；整个火花束的色泽趋于光明，当含碳量大于0.7%以后，色泽又变暗了。各类碳钢和铸铁的火花特征和火花外形见图5。(a)20钢〔含碳0.2%〕 (b)45钢〔含碳0.45%〕〔c〕T12钢〔含碳1.2%〕 (d)HT200〔含碳2.5%～4.0%〕图5碳钢和铸铁的火花特征(七)热处理安全操作规程,事项。操作前，首先生疏热处理工艺规程和预备好所要使用的工具和设备。操作时，必需穿戴好防护用的工作服、手套、防护眼睛等安全装备。在热处理工作场地之间，不得放置任何阻碍操作的无关物件。训练场地的全部机械及电器设备，未经允许一律不得乱动。不行用脚、手去触及已经过热处理而未冷却的工件。热处理的工具，应放在适当的位置。残缺、不适宜的工具一律不能使用。否完好，配电柜上指示灯和仪表工作是否正常。在装、出工件时尽量轻拉、轻放，不要使工件摇动。严禁湿工件装入炉内，工件出炉后炉温降至室温时，应去除炉内和炉底电热元件处的氧化铁皮。否全都。在工件出炉时肯定要先切断电源。工件在油中冷却时，为防止火灾，油温应掌握在80