金属工艺学项目教学模块八铸造.ppt

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1、模块八模块八 铸造铸造项目一项目一 砂型铸造砂型铸造教学要求：教学要求：1、掌握砂型造型、模样、芯盒、造型材料、熔炼、浇铸等基本概念。、掌握砂型造型、模样、芯盒、造型材料、熔炼、浇铸等基本概念。2、理解砂型造型的生产工艺过程。、理解砂型造型的生产工艺过程。3、掌握常用手工造型的特点及应用。、掌握常用手工造型的特点及应用。4、了解机器造型。、了解机器造型。5、掌握造型材料的组成及性能要求。、掌握造型材料的组成及性能要求。6、了解熔炼与浇铸的方法。、了解熔炼与浇铸的方法。重点难点：重点难点：1、砂型造型、模样、芯盒、造型材料、熔炼、浇铸等基本概念。、砂型造型、模样、芯盒、造型材料、熔炼、浇铸等基本

2、概念。2、砂型造型的生产工艺过程。、砂型造型的生产工艺过程。3、常用手工造型的特点及应用。、常用手工造型的特点及应用。4、型砂、芯砂的组成和性能要求。、型砂、芯砂的组成和性能要求。砂型铸造砂型铸造 铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类。铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类。在砂型中生产铸件的方法称为砂型铸造。砂型铸造原料来源丰富，生在砂型中生产铸件的方法称为砂型铸造。砂型铸造原料来源丰富，生产批量和铸件尺寸不受限制、成本低廉、是最常用的铸造方法，砂型铸件产批量和铸件尺寸不受限制、成本低廉、是最常用的铸造方法，砂型铸件目前约占铸件总产量的目前约占铸件总产量的90。砂型铸造是最常用的方法，其生产工艺过程如

3、下：砂型铸造是最常用的方法，其生产工艺过程如下：下图为砂型铸造生产套筒铸件的工艺下图为砂型铸造生产套筒铸件的工艺流程示意图。流程示意图。活动一活动一 造型材料造型材料 1.1.对型砂和芯砂的性能要求对型砂和芯砂的性能要求 （1 1）强度）强度 指型（芯）砂抵抗外力破坏的能力。足指型（芯）砂抵抗外力破坏的能力。足够的强度可保证砂型在制造、搬运和浇铸过程中不至于够的强度可保证砂型在制造、搬运和浇铸过程中不至于变形毁坏。变形毁坏。（2 2）耐火性）耐火性 型砂承受高温作用而不软化、不熔融的型砂承受高温作用而不软化、不熔融的能力。若型砂耐火性差，易使铸件产生粘砂缺陷。能力。若型砂耐火性差，易使铸件产生

4、粘砂缺陷。（3 3）其它性能）其它性能 透气性、流动性、韧性、落砂性、溃透气性、流动性、韧性、落砂性、溃散性、退让性等。散性、退让性等。2.2.造型材料的配制造型材料的配制 （1 1）原砂）原砂 成颗粒状，主要成分是石英（成颗粒状，主要成分是石英（SiO2SiO2）,耐火耐火度高，质地坚硬。度高，质地坚硬。（2 2）粘结剂）粘结剂 常用粘土、树脂、水玻璃、合脂等，使砂常用粘土、树脂、水玻璃、合脂等，使砂粒粘结，型砂有强度。粒粘结，型砂有强度。（3 3）附加物）附加物 主要有煤粉、木屑等。主要有煤粉、木屑等。活动二活动二 模样和芯盒模样和芯盒 模样模样 是用来形成铸型型腔的工艺装备。是用来形成铸

5、型型腔的工艺装备。芯盒芯盒 是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备。是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备。活动三活动三 造型造型 1.1.手工造型手工造型 是全部是全部用手工或手动工具完成用手工或手动工具完成的造型工序。的造型工序。常用手工造型材料和工具常用手工造型材料和工具 常用手工造型方法特点及应用常用手工造型方法特点及应用1、整体模造型、整体模造型特点：模样为一整体，分型面为一特点：模样为一整体，分型面为一平面，型腔在同一砂箱中，不会产平面，型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单。生错型缺陷，操作简单。应用：最大截面在端部且为一平面的铸件，应用较广。应用：最大截面在端部且为一

6、平面的铸件，应用较广。2、分块模造型、分块模造型特点：模样在最大截面处分开，型腔特点：模样在最大截面处分开，型腔 位于上、下型中，操作较简单。位于上、下型中，操作较简单。应用：造型较复杂，用于单件、小应用：造型较复杂，用于单件、小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。批生产，带有凸台，难以起模的铸件。3、挖砂造型、挖砂造型特点：整体模样，分型面为一曲面，特点：整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的型砂才能取出需挖去阻碍起模的型砂才能取出 模样，对工人的操作技能要求高，生产率低。模样，对工人的操作技能要求高，生产率低。应用：适宜中小型、分型面不平的铸件单件、小批生产。应用：适宜中小型、分型面不平

7、的铸件单件、小批生产。4、假箱造型、假箱造型 特点：特点：将模样置于预先做好的将模样置于预先做好的假箱或成型底板上，可直接造出曲假箱或成型底板上，可直接造出曲面分型面，代替挖砂造型，操作面分型面，代替挖砂造型，操作 较简单。较简单。应用：应用：用于小批或成批生产，分型用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。面不平的铸件。5、活块造型、活块造型 特点：将模样上阻碍起模的部分做特点：将模样上阻碍起模的部分做成活动的，取出模样主体部分后，小心成活动的，取出模样主体部分后，小心将活块取出。将活块取出。应用：造型较复杂，用于单件、小批应用：造型较复杂，用于单件、小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。生产，带

8、有凸台，难以起模的铸件。6、刮板造型、刮板造型 特点：刮板形状和铸件截面相适应，特点：刮板形状和铸件截面相适应，代替实体模样，可省去制模的工序。代替实体模样，可省去制模的工序。应用：单件小批生产，大、中应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。型轮类、管类铸件。7、两箱造型、两箱造型 特点：采用两个砂型，只有特点：采用两个砂型，只有一个分型面，操作简单。一个分型面，操作简单。应用：是最广泛应用的造型方法。应用：是最广泛应用的造型方法。8、三箱造型、三箱造型 特点：采用上、中、下三个砂箱，有两个分型面，铸件的中特点：采用上、中、下三个砂箱，有两个分型面，铸件的中间截面小，用两个砂箱时取间截面小

9、，用两个砂箱时取不出模样，必须分开，操作复杂。不出模样，必须分开，操作复杂。应用：单件小批生产，适合于应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大的铸件。中间截面小，两端截面大的铸件。9、脱箱造型、脱箱造型 特点：它是采用带有锥度的砂箱来造型，在铸型合型后将砂特点：它是采用带有锥度的砂箱来造型，在铸型合型后将砂箱脱出，重新用于造型。所以箱脱出，重新用于造型。所以一个砂箱可制出许多铸型。一个砂箱可制出许多铸型。应用：可用手工造型，也可用应用：可用手工造型，也可用机器造型。用于大量、成批或单件机器造型。用于大量、成批或单件生产的小件。生产的小件。是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。机

10、器造是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。机器造型生产率高，质量稳定，劳动条件好，在大批量生产中已代替大部分手工造型。型生产率高，质量稳定，劳动条件好，在大批量生产中已代替大部分手工造型。机器造型有震实造型、压实造型、震压造型、抛砂造型、射砂造型等。以震压机器造型有震实造型、压实造型、震压造型、抛砂造型、射砂造型等。以震压造型最常见，见下图：造型最常见，见下图：（2 2）机器造型）机器造型 活动四活动四 浇铸系统浇铸系统 浇铸系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列浇铸系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常有浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和冒口组成，通道。通常有浇口

11、杯、直浇道、横浇道、内浇道和冒口组成，见下图。其作用是承接和导入金属液，控制金属液流动方向见下图。其作用是承接和导入金属液，控制金属液流动方向和速度，使金属液平稳地充满型腔；调节铸件各部分的温度和速度，使金属液平稳地充满型腔；调节铸件各部分的温度分布；阻挡夹杂物进入型腔。分布；阻挡夹杂物进入型腔。活动五活动五 浇注、落砂与清理浇注、落砂与清理 浇注是指将熔炼金属从浇包中浇入铸型的操作。浇注是指将熔炼金属从浇包中浇入铸型的操作。（2）控制要素）控制要素 液相线以上液相线以上2000C2000C（一般为（一般为125012500 0147014700 0）。若浇注温度过高，金属液吸气多、体收）。若

12、浇注温度过高，金属液吸气多、体收缩大，铸件容易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷；若缩大，铸件容易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷；若浇注温度过底，金属液流动性差，铸件容易产生浇浇注温度过底，金属液流动性差，铸件容易产生浇不到、冷隔等缺陷。不到、冷隔等缺陷。浇注速度过快会使铸型中的气体来不浇注速度过快会使铸型中的气体来不及排除而产生气孔，并易造成冲砂；浇注速度过慢，及排除而产生气孔，并易造成冲砂；浇注速度过慢，使型腔表面烘烤时间长，导致砂层翘起脱落，易产使型腔表面烘烤时间长，导致砂层翘起脱落，易产生夹砂结疤等缺陷。生夹砂结疤等缺陷。（1）定义）定义 浇注温度浇注温度浇注速度浇注速度 落砂是指用手工或机械方法

13、使铸件与型（芯）落砂是指用手工或机械方法使铸件与型（芯）砂分离的操作。落砂应在铸件充分冷却后进行，若落砂过早，砂分离的操作。落砂应在铸件充分冷却后进行，若落砂过早，铸件冷却过快，会使灰铸铁表层出现白口组织，导致切削困铸件冷却过快，会使灰铸铁表层出现白口组织，导致切削困难，增大铸造内应力，使铸件变形、开裂；若落砂过晚，由难，增大铸造内应力，使铸件变形、开裂；若落砂过晚，由于收缩应力大，会使铸件产生裂纹，且影响生产率，因此浇于收缩应力大，会使铸件产生裂纹，且影响生产率，因此浇注后应及时进行落砂。一般铸铁件的落砂温度为注后应及时进行落砂。一般铸铁件的落砂温度为4004000 05005000 0。清

14、理是指对落砂后的铸件采用机械切割、铁清理是指对落砂后的铸件采用机械切割、铁锤敲击、气割等方法清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括锤敲击、气割等方法清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇冒口、飞翘和氧化皮）等过程的总称。浇冒口、飞翘和氧化皮）等过程的总称。清理后的铸件应进行检验，并将合格铸件进清理后的铸件应进行检验，并将合格铸件进行去应力退火。行去应力退火。（1）落砂）落砂（2）清理）清理（3）检验）检验巩固练习：巩固练习：1、什么是砂型铸造、模样、芯盒、熔炼、浇铸？、什么是砂型铸造、模样、芯盒、熔炼、浇铸？砂型铸造：在砂型中生产铸件的方法称为砂型铸造。砂型铸造：在砂型中生产铸件的方法称为砂型铸造。

15、模样：是用来形成铸型型腔的工艺装备。模样：是用来形成铸型型腔的工艺装备。芯盒：是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备。芯盒：是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备。熔炼：熔炼是通过加热使金属由固态转变为液态，并通过冶金反应去除金熔炼：熔炼是通过加热使金属由固态转变为液态，并通过冶金反应去除金属液中的杂质，使其温度和成分达到规定要求的过程和操作。属液中的杂质，使其温度和成分达到规定要求的过程和操作。浇注：浇注是指将熔炼金属从浇包中浇入铸型的操作。浇注：浇注是指将熔炼金属从浇包中浇入铸型的操作。2、试述砂型铸造的生产工艺过程。、试述砂型铸造的生产工艺过程。3、铸铁的浇注温度和落砂温度各是多少？

16、、铸铁的浇注温度和落砂温度各是多少？浇注温度：液相线以上浇注温度：液相线以上2002000 0C C（一般为（一般为125012500 0 147014700 0）。）。落砂温度：落砂温度：4004000 05005000 0小结：小结：1 1、砂型铸造的生产工艺过程。、砂型铸造的生产工艺过程。2 2、型砂、芯砂的组成及性能。、型砂、芯砂的组成及性能。3 3、手工造型特点及应用。、手工造型特点及应用。4 4、熔炼、浇铸及清理落砂概念。、熔炼、浇铸及清理落砂概念。作业：作业：列表说明常用手工造型的特点及应用。列表说明常用手工造型的特点及应用。活动一活动一 熔模铸造熔模铸造 1 1、定义：、定义：是用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包是用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火材料，制成型壳，熔出模样后经高温培烧即覆若干层耐火材料，制成型壳，熔出模样后经高温培烧即可浇注的铸造方法。可浇注的铸造方法。2、熔模铸造的特点和适用范围、熔模铸造的特点和适用范围 优点：优点：（1 1）型腔表面极为光滑）型腔表面极为光滑（2 2）能生产高熔点的黑色金属铸件）能生产高熔点的黑色金属铸件（3 3）生