Ⅰ 3.铸造时常采用哪些熔炼方式
1、真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法):随着真空技术的发展和计算机的应用,VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术,今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。
2、非自耗真空电弧炉熔炼法(简祢NC法):水冷铜电极已经取代了钛工业起步阶段的钨一钍台金电投或石墨电扳,解决了工业污染问题,从而使NC法成为熔炼钛及钛台金的 重要方法,几吨级的NC炉已在欧美运转。
3、冷炉床熔炼法(简称CHM法):由原料的污染和熔炼工艺过程异常引起的钛及钛舍金铸锭的冶金夹杂缺陷,一直影 响着钛及钛台金在航空航天领域的应用。
4、冷埚熔炼法(简称CCM法):80年代美国硅铁公司,发展了无渣感应熔炼工艺,把CCM法推向工业生产应用,用于生产钛锭和钛的精密铸件。
5、电渣熔炼法(简称ESR法):ESR法是利用电流通过导电电渣时带电粒子的相互碰撞,而将电能转化为热能的。
(1)感应电弧熔炼是什么铸造方法扩展阅读:
CCM 法兼有VAR 法和难熔材料坩埚感应熔炼的特点,不需耐火材料,不必制作电极即可 获得一次熔炼成分均匀而无坩埚污染的高质量铸锭。CCM 法与VAR 法相比具有设备成本低,操作简便等优点,但从目前来看该技术仍处于发展阶段。
ESR法使用自耗电极在非活性渣(CaF2)中进行电渣熔炼,它可直接熔铸成同形状的锭坯,并且具有良好的表面质量,适宜于下道工序直接加工。
Ⅱ 钢材铸造里所讲的"真空重溶"和"电渣重溶"是什么
电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢,纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电渣钢锭的质量取决于合理的电渣重熔工艺和保证电渣工艺的设备条件。 电渣重熔的产品品种多,应用范围广。其钢种有:碳素钢、合金结构钢、轴承钢、模具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金、电热合金等400多个钢种。此外,可用电渣法直接熔铸异形铸件,可以铸代锻,简化生产工序,提高金属的利用率。 电渣熔铸工艺从根本上解决了一般铸造工艺的主要矛盾,它综合了电渣重溶-获得高冶金质量的金属和铸造-浇铸异型零件精化毛坯的长处,并具有与普通冶炼的变形金属相近的致密组织以及无各向异性的特点。与普通锻件相比,电渣熔铸件的各项性能指标完全达到同钢种的变型金属指标,甚至还避免了锻件的一些不足之处。� 近些年来,电渣熔铸新工艺逐渐引起了国内外工程技术界的重视,许多工业部门在加紧研究和使用电渣熔铸产品。在发展这项新工艺方面,原苏联、日本和美国的研究成果较多,其次是西德、捷克斯洛伐克、英国、瑞典和法国。我们东北大学电冶金研究室在发展电渣熔铸新工艺以及研制使用它的异型件方面取得了以下成果:� 电渣熔铸冷轧辊、阀体、三通管、厚壁中空管、石油裂解炉管、齿轮毛坯、各种模具(包括冲压模具)和柴油机曲轴等。 目前,国外着名的电渣炉制造厂家,如美国的CONSARC、德国的ALD和奥地利的INTECO等公司均采用基于PLC和工控机的2级计算机控制系统,能实现整个重熔过程的设备和工艺的全自动控制。 东北大学从20世纪90年代开始研制以液压传动或滚珠丝杠传动为核心的新型机械设备,以工控机和PLC为硬件,以专家控制为软件的智能化计算控制系统的新一代电渣炉,目前已有近20台设备成功应用于国内的工业生产中,使用效果良好。 把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺,英文简称ESR。美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展,电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。生产的品种包括:优质合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有色金属的合金。1980年世界电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。中国1960年建成第一座电渣炉,其后得到很大发展。最大的是上海重型机器厂电渣炉,钢锭重达200吨.大连远东工具的电渣重熔钢生产能力已经进入国内领先水平。 简易电渣重熔基本过程: 在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣,自耗电极一端插入熔渣内。自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。在通电过程中,渣池放出焦耳热,将自耗电极端头逐渐熔化,熔融金属汇聚成液滴,穿过渣池,落入结晶器,形成金属熔池,受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。在电极端头液滴形成阶段,以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢-渣充分接触,钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。钢中有害元素(硫、铅、锑、铋、锡)通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。 液态金属在渣池覆盖下,基本上避免了再氧化。因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的,这就杜绝了耐火材料对钢的污染。钢锭凝固前,在它的上端有金属熔池和渣池,起保温和补缩作用,保证钢锭的致密性。上升的渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳,不仅使钢锭表面光洁,还起绝缘和隔热作用,使更多的热量向下部传导,有利于钢锭自下而上的定向结晶。由于以上原因,电渣重熔生产的钢锭的质量和性能得到改进,合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强,钢材使用寿命延长。 电渣重熔设备简单,投资较少,生产费用较低。电渣重熔的缺点是电耗较高,目前通用的渣料含CaF□较多,在重熔过程中,污染环境,必须设除尘和去氟装置。 真空重熔 真空”是一种不存在任何物质的空间状态,是一种物理现象。在“真空”中,声音因为没有介质而无法传递,但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上,在真空技术里,真空系针对大气而言,一特定空间内部之部份物质被排出,使其压力小于一大气压,则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡(pascal)或托尔(Torr)做为压力的单位。目前在自然环境里,只有外太空堪称最接近真空的空间。现代许多高精密度的产品在制造过程中的某些阶段必需使用程度不一的真空才能制造,如半导体、硬盘机、镜片。在实验室和工厂中制造真空的方法是利用泵在密闭的空间中抽出空气以达到某种程度的真空。在真空技术中按照压力的高低我们可以区分为:
粗略真空 (Rough Vacuum) 760 ~ 1 Torr
中度真空 (Medium Vacuum) 1 ~ 10-3 Torr
高真空 (High Vacuum) 10-3 ~ 10-7 Torr
超高真空 (Ultra-High Vacuum) 10-7 Torr以下
Ⅲ 感应电炉熔炼都有什么应用特点
一、熔炼工艺稳定,铸件有较高的机械强度
在感应电炉中,可以熔炼各种成分的铸铁,由于熔炼过程中氧化损耗少,又能较方便地调节铁液的成分和温度,获得的铁液质量较稳定。一般情况下,使用感应电炉代替冲天炉熔炼铸铁,往往能使铸件的废品率降低1/2~2/3,这就给企业带来较高的经济收益。感应电炉熔炼所获得的铸铁含气量(氮、氢、氧)比冲天炉熔炼的铸件少1/3~1/4,非金属夹杂物少,铸件强度高,性能可靠。一般情况下可以减少铸件的截面积,使金属材料的消耗降低20%~25%。节省金属原材料,且使机械设备的重量降低。
二、用感应电炉熔炼有色金属可减少熔化烧损或实现无氧化熔炼
采用感应电炉熔炼铝或铝合金时,由于无火焰炉炉膛内强烈的氧化性火焰的冲刷,熔化速度快,再加上使用中频感应电炉熔化,以提高熔化速度,降低电磁搅拌,因此熔化时的氧化烧损低于火焰炉。采用沟槽式感应电炉熔化铜时,由于炉膛易于密闭,易于通入还原性保护气氛防止铜液氧化,致使这种形式感应电炉已成为生产无氧铜线材和棒(板)材的典型理想炉型。
三、可利用廉价的原材料
在感应电炉熔炼过程中,由于细小废料加入铁液表面后,很快被卷入铁液之中熔化,氧化烧损较少,而这些细小的废料在其它形式铸铁熔炼炉中是很难直接利用的。由于感应电炉能大量使用各种廉价废料,从而可以大幅度降低炉料的成本。在使用感应电炉后,虽然电能费用要比燃料费用贵,但由于铸件废品率的减少和炉料成本降低等因素的影响,节省的费用总是大于电费开支的增加,因而电炉设备的投资可以迅速回收。
四、减少环境污染
由于感应电炉没有能量载体的燃烧生成物,排出的烟气和粉尘较少,发出的噪声也远远低于冲天炉,工人的劳动强度和劳动条件都得到改善,只要条件许可,在铸铁生产中使用感应电炉熔炼、双联和保温浇注,往往是十分有利的。在使用感应电炉后,由于铸铁的强度提高,在设备的可靠性得到提高的同时,还可以适当减轻设备的重量;而铸件耐磨性能的提高又延长了设备的使用寿命。设备的可靠性、寿命和重量大小往往能反映一件企业的制造水平高低。由此可知,在铸造生产中感应电炉应用的普及程度也能反映一个国家机械工业水平。
Ⅳ 铸造用电炉的工作原理
铸造电炉是在原始铸造业所使用的设备上利用了中频感应炉,工作原理是:将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代制造工业的基础工艺之一。利用中频感应炉可更高效、更节能地进行铸造,节约成本并且环保。
铸造是机械制造行业最主要、最基本的工序之一,最基本的方法是砂型铸造,主要工序包括造型、合金冶炼、浇注、铸件清砂等;其主要的职业病危害因素是粉尘,可以存在于铸造的许多环节中,包括碾碎、筛砂、混砂、造型、落砂、清砂、喷砂等,长期吸入铸造粉尘可引起铸工尘肺。熔炼、浇注以及热铸件都是热源,熔炼工和浇铸工均会受到高温、强热辐射影响,熔炼和浇铸过程还可产生一氧化碳、二氧化硫以及金属烟雾等。
另外震实、压实、落砂与清理过程中使用的机械设备还可以产生噪声与振动。 因此,铸造首先要尽量选用低游离二氧化硅含量的型砂,并减少手工造型和清砂作业,特别是清砂作业是铸造中粉尘浓度最高的岗位,应予以重点防护。
如安装大功率通风除尘系统,实行喷雾湿式作业,以降低工作场所中的粉尘浓度,并配戴符合国家有关标准的防尘口罩,按照有关规定,做好劳动者职业健康检查工作。
Ⅳ 机械铸造的简要过程
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,都是古代铸造的代表产品。
早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的,受陶器的影响很大。
中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件—晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。
进入20世纪,铸造的发展速度很快,其重要因素之一是产品技术的进步 ,要求铸件各种机械物理性能更好,同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展,给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展,保证了铸件质量的提高和稳定,并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明,帮助人们深入到金属的微观世界,探查金属结晶的奥秘,研究金属凝固的理论,指导铸造生产。
在这一时期内开发出大量性能优越,品种丰富的新铸造金属材料,如球墨铸铁,能焊接的可锻铸铁,超低碳不锈钢,铝铜、铝硅、铝镁合金,钛基、镍基合金等,并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺,使铸件的适应性更为广泛。
50年代以后,出现了湿砂高压造型,化学硬化砂造型和造芯,负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺,使铸件具有很高的形状、尺寸精度和良好的表面光洁度,铸造车间的劳动条件和环境卫生也大为改善。
20世纪以来铸造业的重大进展中,灰铸铁的孕育处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊的意义。这两项发明,冲破了延续几千年的传统方法,给铸造工艺开辟了新的领域,对提高铸件的竞争能力产生了重大的影响。
铸造一般按造型方法来分类,习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。特种铸造按造型材料的不同,又可分为两大类:一类以天然矿产砂石作为主要造型材料,如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等;一类以金属作为主要铸型材料,如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。
铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时,为了达到更高要求,金属液在出炉后还要经炉外处理,如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例,铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料,如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料,以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质,选择合适的原砂、粘结剂和辅料,然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的,连续混合,速度快。
造型造芯是根据铸造工艺要求,在确定好造型方法,准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果,主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里,造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。
铸件自浇注冷却的铸型中取出后,有浇口、冒口及金属毛刺披缝,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序,所以在选择造型方法时 ,应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
铸造是比较经济的毛坯成形方法,对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖,船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件 ,如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。
另外,铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽,金属种类几乎不受限制;零件在具有一般机械性能的同时,还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能,是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件,在数量和吨位上迄今仍是最多的。
铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子,有混砂用的各种混砂机,有造型造芯用的各种造型机、造芯机,有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。
铸造生产有与其他工艺不同的特点,主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染,比起其他机械制造工艺来更为严重,需要采取措施进行控制。
铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能,更高的精度,更少的余量和更光洁的表面。此外,节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求,新的铸造合金将得到开发,冶炼新工艺和新设备将相应出现。
铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时,将更多地向柔性生产方面发展,以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展,少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面,将有新的发展。
铸造工作者在电子技术和测试手段不断进步的条件下,将对金属结晶凝固和型砂紧实等理论进行更深入的探索,以研究提高铸件性能和内部质量的有效途径。机器人和电子计算机在铸造生产和管理领域里的应用,也将日益广泛。
Ⅵ 钛合金及钛目前最常用的一种熔炼方法是哪种
真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法)
随着真空技术的发展和计算机的应用,VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术,今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。VAR法显着特点是功率消耗低、熔化速度高和良 好的质量重现性,VAR法熔炼的铸锭具有良好的结晶组织和均匀的化学成分。通常,成品铸锭应由VAR法熔炼制得. 至少要经过两次重熔。用VAR法生产钛铸锭,世界各国生产厂家使用的工艺基本相似,差别在于使用不同的电极制备方式和设备.电极制备可分为三大类,一是采用按份加料连续压制的整体电极,排除了电 极焊接工序:二是单块电极压制,拼焊成自耗电极。并通过等离子氩弧焊或真空焊焊接成一体;三是利用其它熔炼法制备铸造电极。
现代先进的VAR炉的技术特点和优势:
(1)全同轴功率输入,也就是说整个炉体高度上的完全同轴性,称 同轴供电’,减少偏析现象的产生;
(2)坩埚内电校可在X 轴向/Y轴向上微调;
(3)具有精确的电极称重系统,熔炼速率得到自动控制,实现了恒速熔炼’。保证了熔炼质量;
(4)保证每次熔炼的重复性和一致性;
(5)灵活性,即一台炉子能够生产多种锭型以及铸锭的 大型化,可大幅度提高生产率;
(6)具有良好的经济性。“同轴供电”方式可以避免因坩埚供给电流不平衡所造成的磁偏漏.减弱或消除感应磁场对熔炼产品的不利影响.并且提高了电效率,从而获得质量稳定的铸锭。“恒速熔炼”的目的是为了提高铸锭质量,通过先进的电控系统和重量传感器来确保熔炼过程中电弧的长度和熔化速率的恒定,从而控制了凝同过程。可以有效的防止偏析现象,保障 了铸锭的内在质量。现代钛熔炼用VAR炉除具有以上两大特点外,还实现了VAR炉的大型化,现代VAR炉可熔炼直径为1.5m,重32t的大型铸锭.vAR法是现代钛及钛合金标准的工业熔炼法.还有以下技术需 要解决.第一,电极制备方法.制备电极工艺非常繁琐.需要用昂贵的压力机将海绵钛、中间合金和返回残料压制成整体电极或单块小电扳.单块电极还需要焊接成自耗电极.同时为了保 证自耗电极成分的均匀性,还需要配置布料、称料、混料等相应的设施。第二,偶尔存在的偏析等冶金缺陷.如成分偏析和凝固偏析。介绍前者是由于杂质元素或合金元素在电极中分布不均匀 .熔炼时来不及平衡分布就凝固所产生;后者是由于原料或工艺过程偶尔带入了 高密度夹杂物(HDI) 和低密度夹杂物(LDI),这些夹杂物质在熔炼过程中无法彻底溶解,从而导致产生危 害极大的夹杂等冶金缺陷。
Ⅶ 高频感应熔炼炉的工作原理是什么
主要工作原理: 高频的高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈(通常是用紫铜管制作)。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束,将金属等被加热物体放置在线圈内,磁束就会贯通整个被加热物体,在被加热物体的内部与加热电流相反的方向,便会产生相对应的很大涡电流。由于被加热物体内存在着电阻,所以会产生很多的焦耳热,使物体自身的温度迅速上升。达到对所有金属材料加热的目的。
Ⅷ 电弧炉炼钢的工艺流程是什么
以前的方法(老三期):
补炉→装料→熔化期(分为四个阶段:起弧期→穿井期→主熔化期→熔末升温期)→氧化期→还原期→出钢
装料:废钢;也可以装入少量铁水,叫热装铁水。
熔化期:主要是废钢等的熔化。
氧化期:通过矿石氧化或者吹氧等操作,去除钢水中的杂质、N、H等
还原期:造渣、配合今等。
现在常用:废钢预热→熔氧期→出钢→精炼
现在一般把还原期拿到LF来操作,这样可以缩短冶炼周期,操作也比较方便
用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中,弧区温度在3000℃以上.对于熔炼金属,电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大,能有效地除去硫、磷等杂质,炉温容易控制,设备占地面积小,适于优质合金钢的熔炼。
Ⅸ 铸钢厂用各种铸造熔炼炉的介绍
铸钢厂家铸造铸钢件及铸钢节点时使用的的熔炼炉一般采用平炉,电弧炉和感应炉等。
②三相电弧炉的开炉和停炉操作方便,能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温,故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等,是生产成型铸钢件的常用设备。http://www.wqyfgg.com/hydt/561.html
③采用工频或中频感应炉,能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高,即杂质含量少、夹杂少,适于小型铸钢车间采用。
Ⅹ 铸造有哪几种
铸造
铸造(founding)
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。
铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。铸造工艺通常包括:①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备,铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型,铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素;②铸造金属的熔化与浇注,铸造金属(铸造合金)主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金;③铸件处理和检验,铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时,为了达到更高要求,金属液在出炉后还要经炉外处理,如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例,铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料,如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料,以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质,选择合适的原砂、粘结剂和辅料,然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的,连续混合,速度快。
造型造芯是根据铸造工艺要求,在确定好造型方法,准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果,主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里,造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。
铸件自浇注冷却的铸型中取出后,有浇口、冒口及金属毛刺披缝,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序,所以在选择造型方法时 ,应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
铸造是比较经济的毛坯成形方法,对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖,船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件 ,如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。
另外,铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽,金属种类几乎不受限制;零件在具有一般机械性能的同时,还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能,是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件,在数量和吨位上迄今仍是最多的。
铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子,有混砂用的各种混砂机,有造型造芯用的各种造型机、造芯机,有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。
铸造生产有与其他工艺不同的特点,主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染,比起其他机械制造工艺来更为严重,需要采取措施进行控制。
铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能,更高的精度,更少的余量和更光洁的表面。此外,节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求,新的铸造合金将得到开发,冶炼新工艺和新设备将相应出现。
铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时,将更多地向柔性生产方面发展,以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展,少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面,将有新的发展。