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铸造工艺具体分析与介绍
铸造工艺具体分析与介绍
1
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铸造
铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺,也称浇铸。广义
铸造工艺书籍
的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造,泥模铸造等;窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力(不含重力)作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等;窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造,简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中*常用的、也是相对价格*低的。
2
.
砂型铸造
砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料,制作铸型的传统铸造工艺。
砂型一般采用重力铸造,有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广,小件、大件,简单件、复杂件,单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具,以前多用木材制作,通称木模。旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病,除单件生产的砂型铸件外,全部改为尺寸精度较高,并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高,但仍比金属型铸造用的模具便宜得多,在小批量及大件生产中,价格优势尤为突出。此外,砂型比金属型耐火度更高,因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是,砂型铸造也有一些不足之处:因为每个砂质铸型只能浇注一次,获得铸件后铸型即损坏,必须重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;又因为砂的整体性质软而多孔,所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低,表面也较粗糙。不过,旭东精密铸件厂集多年的技术积累,已大大改善了砂型铸件的表面状况,其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。
3
.
金属型铸造
是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。
金属型既可采用重力铸造,也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用,每浇注一次金属液,就获得一次铸件,寿命很长,生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好,表面光洁,而且在浇注相同金属液的情况下,其铸件强度要比砂型的更高,更不容易损坏。因此,在大批量生产有色金属的中、小铸件时,只要铸件材料的熔点不过高,一般都优先选用金属型铸造。但是,金属型铸造也有一些不足之处:因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵,所以金属型的模具费用不菲,不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言,分摊到每件产品上的模具费用明显过高,一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制,所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件生产中,很少使用金属型铸造。此外,金属型模具虽然采用了耐热合金钢,但耐热能力仍有限,一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造,在铜合金铸造中已较少应用,而用于黑色金属铸造就更少了。旭东精密铸件厂的金属型模具全部是自行设计、自行制造,因而能更及时地为客户提供价廉、适用的上等模具。
4
.
压铸
压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造,是目前生产效率*高的铸造工艺。
压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两类。热室压铸机自动化程度高,材料损耗少,生产效率比冷室压铸机更高,但受机件耐热能力的制约,目前还只能用于锌合金、镁合金等低熔点材料的铸件生产。当今广泛使用的铝合金压铸件,由于熔点较高,只能在冷室压铸机上生产。压铸的主要特点是金属液在高压、高速下充填型腔,并在高压下成形、凝固,压铸件的不足之处是:因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中,不可避免地把型腔中的空气夹裹在铸件内部,形成皮下气孔,所以铝合金压铸件不宜热处理,锌合金压铸件不宜表面喷塑(但可喷漆)。否则,铸件内部气孔在作上述处理加热时,将遇热膨胀而致使铸件变形或鼓泡。此外,压铸件的机械切削加工余量也应取得小一些,一般在
0.5mm
左右,既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本,又可避免穿透表面致密层,露出皮下气孔,造成工件报废。
铸造工艺
铝锭铸造的净化技术
从电解槽吸出的铝液中含有各种杂质,因此
铸造
之前需要进行净化。工业上主要采用澄清、熔剂、气体等净化方法,也有的试用定向凝固和过滤方法进行净化。
1.
熔剂净化熔剂净化是利用加入铝液中的熔剂形成大量的细微液滴,使铝液中的氧化物被这些液滴湿润吸附和溶解,组成新的液滴升到表面,冷却后形成浮渣除去。净化用的熔剂选用熔点低、密度小,
表面张力
小、活性大、对氧化渣有很强吸附能力的盐组成。使用时,先将小块熔剂装入铁笼里,再插入混合炉底部来回搅动,至熔剂化完后取出铁笼,静止
5~10min.
捞出表面浮渣即可浇铸。根据需要也可将熔剂撤在表面上起覆盖作用。
2.
气体净化气体净化是一种主要的原铝净化法,所用气体是氯气、氮气或氯氮混合气体。
(
1
)氯气净化。以前采用活性气体氯气作净化剂(氯化法)。在氯化法中,把氯气通入铝液内时生成很多异常细小的
AlCl3
,气泡,充分地混合在铝液内。溶解在铝液中的氢,以及一些机械夹杂物便吸附在
AlCl3
气泡上,随着
AlCl3
气泡上升到铝液表面而排出。通入氯气时还能使某些比铝更加负电性的元素氯化,如钙、钠、镁等均因通入氯气而生成相应的氯化物,得以分离出来。所以氯化法是一种非常有效的原铝净化法。氯气用量为每吨铝
500-700g.
但因为氧气有毒而且比较贵重,为了避免空气被污染和降低铝锭生产的成本,故在现代铝工业上已逐渐废去了氯化法改成惰性气体
——
氮气净化法。
(
2
)氮气净化法。又称为无烟连续净化法,用氧化铝球(
418mm
)作过滤介质。
N2
直接通入铝液内。铝液连续送入净化炉内,通过氧化铝球过滤层,并受到氮气的冲洗,于是铝液中的
非金属夹杂物
以及溶解的氢得以**,然后连续排出,从而使细微的氮气泡均匀分布在受处理的铝液内起到净化的作用。氮气对大气无污染,且净化处理量大,每分钟可处理
200~600kg
铝液,净化过程中造成的铝损失量相对减少,故现在广泛应用。但它不象氯气那样能够**铝液中的钙、钠、镁。
(
3
)混合气体净化法。采用氯气和氮气的混合物来净化铝液,其作用是一方面脱去氢气和分离氧化物,另一方面**铝中某些金属杂质(如镁),常用的组成是
90%
氮气
+10%
氯气。也有采用
10%
氯气
+10%
二氧化碳
+80%
氮气。这样效果更好,二氧化碳能使氯气与氮气很好的扩散,可缩短操作时间。
注:铸件里的各种微量元素(碳,硫,硅,锰,磷,铜,铬,镍等)均可用南京正源分析仪器制造有限公司公司的高速碳硫分析仪,多元素分析仪,炉前碳硅分析仪,高频红外碳硫仪等各种仪器进行测定,仪器测试速度快,精度高,是各铸造单位保证产品质量的理想化验设备。
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