作条件比砂型更为恶劣,所以,芯砂除应具有更高的强度、耐火性、透气性和退让性外,还应具有较小的发气性、较低的吸湿性和较好的出砂性。
4.为了改善和提高型砂的性能,有时还需加入煤粉以防止铸件表面粘砂,加入木屑、焦炭粒可以改善其退让性、透气性。
5.整模造型操作简便,制得的型腔形状和尺寸精度较好,适用于形状简单而且最大截面在一端的铸件。分模造型操作简便,是应用最广的一种造型方法,常应用于筒类、管类、阀体等形状比较复杂的、各种生产批量的铸件。挖砂造型它的特点是:模样形状较为复杂,分型面是曲面,合箱操作难度较大;要求准确挖至模样的最大截面处,比较费工时,生产率低,要求操作工人技术水平高。它仅适用于单件、小批生产。当成批生产时,可用假箱造型或成形模板造型来代替挖砂造型。
6.型芯的主要作用是形成铸件的内腔,有时也可用来形成铸件难以起模部分的局部外形,如凸台、凹槽等。芯头是指伸出铸件以外,不与金属接触的砂芯部分,它主要用于定位和固定砂芯,使砂芯在铸型中有准确的位置。
7.一般的浇注系统由四部分组成,即浇口杯(盆)、直浇道、横浇道和内浇道。浇口杯(盆)的作用是:承接来自浇包的金属液流并引入直浇道,防止金属液过浇而溢出;避免金属液直冲直浇道,减小液流对铸型的冲击。直浇道是浇注系统中的垂直通道,其作用是从浇口杯(盆)向下引导金属液进入横浇道,并提供足够的压力,使金属液在重力作用下能克服流动过程中的各种阻力,充满型腔的各个部位。一般直浇道的高度应比铸型内型腔顶点高100~200mm。横浇道是浇注系统中的水平通道,用以连接直浇道和内浇道,并将金属液平稳而均匀地分配给各个内浇道。横浇道与铸型型腔的连接部分
称为内浇道,其作用是引导金属液进入型腔。
8.合金的铸造性能是指合金在铸造中表现出来的综合工艺性能,包括流动性、吸气性、收缩、成分偏析、氧化等。其中流动性和收缩性对合金的铸造性能影响最大,对于是否容易获得合格的铸件是非常重要的。合金的流动性越好,金属液充填铸型的能力就越强,就越容易得到轮廓清晰、壁薄而形状复杂的铸件。合金的流动性好,还有利于金属液中的气体、渣、砂等杂物的上浮和排除,易于对金属液在凝固过程中所产生的收缩进行补充。
9.浇注温度升高,过热度增大,金属液的流动时间就延长,粘度就降低,流速就增加。铸铁的浇注温度每提高10℃,流动性指标增长100mm。型腔过窄,直浇道过低,内浇道面积过小或布置不合理,型砂含水过多或透气性不足,铸型排气不畅,铸型材料导热性过大等,均会降低合金流动性。为了改善铸型的充填条件,铸件设计时必须保证铸件的壁厚大于规定的“最小壁厚”,并在工艺上采取相应的措施,如加高直浇道,扩大内浇道截面,增加通气道等。碳、硅含量越多,硫含量越少,则析出的石墨越多,凝固收缩越小。浇注温度越低,过热度越小,液态收缩就越小。发生矛盾时应根据合金成分及铸件的结构特点确定适当的浇注温度,以全面保证铸件的质量。
10.铸造时,金属液在铸型内的凝固过程中,若其收缩得不到补充,在铸件最后凝固的地方将形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔,小而分散的孔洞,称为缩松。
收缩是合金的物理本性,是不可避免的,但只要合理控制铸件的凝固,使之实现定向凝固,是可以获得没有缩孔的致密铸件的。所谓定向凝固,就是采取一些工艺措施,使铸件远离冒口的部位先凝固,尔后是靠近冒口的部
位凝固,最后才是冒口本身凝固,将缩孔转移到冒口中去。
11.铸件凝固后,温度继续下降,产生固态收缩,尺寸缩小。当线收缩受到阻碍时,便在铸件内部产生应力。这种内应力有的仅存在于冷却过程中,有的一直残留到室温,故称为残余应力。铸造内应力是导致铸件变形、也是产生裂纹的主要因素。
铸造内应力简称铸造应力,按产生的机理分为收缩应力、热应力和金相组织体积变化产生的相变应力。
预防热应力、减小铸件变形的基本途径是尽量减小铸件各部分的温度差,使其均匀冷却。为此,设计铸件时,应尽量使其壁厚均匀,并采用同时凝固原则,即采取措施使铸件各个部分凝固时没有大的温差。另外,不允许变形的重要铸件必须采用时效方法有效地去除残余应力。
12.当铸造内应力超过金属的强度极限时,铸件便产生裂纹。裂纹是一种严重的铸件缺陷,必须设法防止。
铸件所产生的热应力和收缩应力的总和,若大于该温度下合金的强度,则产生冷裂。冷裂是在较低温度下形成的,并常出现在受拉伸的部位,其裂缝细小,呈连续直裂状,缝内干净,有时呈轻微氧化色。
壁厚差别大、形状复杂的铸件,尤其是大而薄的铸件,易发生冷裂。凡能减小铸造内应力或降低合金脆性的因素,都能防止冷裂的发生。钢和铸铁中的磷明显降低合金的冲击韧度,增大脆性,因此,在金属熔炼中必须加以限制。
13.分型面是指两半铸型的接触表面。挖砂时,必须挖到模样的最大截面处。分型面应平整光滑。为避免上型的吊砂过陡,分型面的坡度应尽量小。
三箱造型:它的特点是:中箱的上、下两面均为分型面,且中箱高度应与中箱中的模样高度相近,模样必须采用分模。三箱造型操作较复杂,生产率低,故只适用于单件、小批生产。b)整模造型:造型时模样全部放在一个砂箱内,有一个平整的分型面。整模造型操作简便,制得的型腔形状和尺寸精度较好,适用于形状简单而且最大截面在一端的铸件。c)分模造型:特点是:模样在最大截面处分成两半,两半模样分开的平面(即分模面)常常作为造型时的分型面。造型时,两半模样分别在上、下两个砂箱中。分模造型操作简便,是应用最广的一种造型方法,常应用于筒类、管类、阀体等形状比较复杂的、各种生产批量的铸件。还可采用刮板造型。
15.铸件的结构工艺性是指进行铸件结构设计时,不仅要考虑能否满足使用性能的要求,还必须考虑该结构是否符合铸造工艺和合金铸造性能的要求。
合金铸造性能对铸件结构的要求 :
1)铸件的壁厚应合理 首先保证合金流动性的要求,然后再考虑尽量不使铸件的壁厚过大。
2)铸件各处壁厚应尽量均匀 热节处则容易形成缩孔、缩松、晶粒粗大等缺陷。
3)壁间连接要合理
(1)要有结构圆角。
(2)壁的厚薄交界处应合理过渡。 (3)壁间连接应避免交叉和锐角。 4)铸件的厚壁处应考虑补缩方便
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