铸造成型工艺
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名词解释
1.材料成形技术:利用生产工具对各种原材料进行增值加工或处理,材料制备成具一定结构形式和形状工件的方法
2.液态成型:将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法
3.逐层凝固:纯金属和共晶成分的合金在凝固中不存在固液两相并存的凝固区,所以固液分界面清晰可见,一直向铸件中心移动(铸铁)
4.糊状凝固:铸件在结晶过程中,当结晶温度范围很宽且铸件界面上的温度梯度较小,则不存在固相层,固液两相共存的凝固区贯穿整个区域(铸钢)
5.同时凝固原则:铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近,甚至是同时完成凝固过程,无先后的差异及明显的方向性
6.顺序凝固原则:在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施,使铸件远离冒口的部位先凝固,然后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口本身凝固。
7.均衡凝固原则:利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方式
8.砂型铸造:以型砂(SiO2)为铸型、在重力下充型的液态成形工艺方法
9.金属型铸造:以金属为铸型、在重力下的液态成形方法。
10.熔模铸:以蜡为模型,以若干层耐火材料为铸型材料,成形铸型后,熔去蜡模形成型腔,最终在重力下成形的液态成形方法
11.压力铸:把液态或半液态的金属在高压作用下,快速充填铸型,并在高压下凝固而获得铸型的方法
12.低压铸造:是液态金属在较小的压力(20—80Kpa)作用下,使金属液由下而上对铸型进项充型,并在此压力下凝固成型的铸造工艺
13.反重力铸造:液态金属在与重力相反方向力的作用下完成充型,凝固和补缩的铸造成型
14.离心铸造:将液态金属浇注到高速旋转的铸型中,使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法
15.消失模铸造:用泡沫塑料制成带有浇冒系统的模型,覆上涂料,用干砂造型,无需取模,直接浇注的铸件方法
16.浇注系统:液态金属流入型腔的通道的总称,通常由浇口杯,直浇道,直浇道窝,横浇道和内浇道组成
17.阻流界面:在浇注系统各组元中,截面积最小的部分称为阻流截面
18.集渣包:横浇道上被局部加大加高的部分
19.浇口比:直浇道,横浇道,内浇道截面积之比
20.热节:在壁的相互连接处由于壁厚增加,凝固速度最慢,最容易形成收缩类缺陷
分型面:两半铸型相互接触的表面。分为平直和曲面。作用:便于造型、下芯和起模具。
21.砂芯:为了起模方便并形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位,所采用的砂块
22.芯头:伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分芯头种类:垂直芯头、水平芯头、特殊结构的芯头
23.冒口:铸型内用于储存金属液的空腔,在铸件凝固过程中补给金属,起到防止缩孔,缩松,排气和集渣的作用
冒口=冒口区+轴线缩松区+末端区
24.冒口的补缩距离:冒口补缩后形成的致密冒口区和致密末端区之和
25.补贴:为实现顺序凝固和增强补缩效果,在靠近冒口的壁厚上补加倾斜的金属块
26.均衡凝固:利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方法
27.缩孔与缩松:液态合金在冷凝过程中,若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充,则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的称为锁孔,细小而分散的称为缩松
28.收缩时间分数:铸铁件表观收缩时间与铸件凝固时间的比值
29.补缩量:铸件从浇注系统,冒口抽吸的补缩液量收缩模数:均衡凝固时均衡点的模数
30.复合材料:由有机高分子,无机非金属和金属等几类不同材料人工复合而成的新型材料。它既保留原组分的主要特征,又获得了原组分不具备的优越性能
31.机械加工余量:在铸件加工表面上流出的、准备切削去的金属厚度。
32.冒口补缩通道:末端多了一个散热面,散热快—构成一个朝向冒口而递增的温度梯度;存在平行于轴线的散热表面,形成一个朝向冒口的楔形的补缩通道
33.工艺出品率:铸件质量占铸件及浇注系统(含冒口)质量的比例
34.反重力铸造:指液态金属在与重力方向相反方向力的作用下完成充型,补缩和凝固过程的铸造成型方法
35.离心铸造:指将液态金属浇入高速旋转的铸型中,使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法
填空
1.芯盒设计的原则:满足砂芯的基本要求;根据制芯方式的工艺方法;方便使用。
2.砂型浇注系统的充满条件:P>Pa
3.封闭式浇注系统的特点:消耗金属少、喷射、冲砂、金属易氧化形成二次渣。适用于不易氧化的金属,如铸铁
4.开放式浇注系统的特点:充型平稳、金属氧化小、冲刷作用小、阻渣差、金属消耗大—内浇道大。适用于易氧化的金属。
5.通用冒口分为:普通冒口、特种冒口;实用冒口分为:直接实用冒口、控制压力冒口、无冒口补缩
6.实用冒口的核心:部分或全部利用石墨化膨胀消除二次收缩缺陷,设计依据:铸件的壁厚(模数)及铸型的强度
7.设计冒口的关键是:冒口先于铸件凝固
8.塑料分为:热塑性塑料、热固性塑料
9.塑料的组成:合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂、色料
10.工程塑料的工艺性能:流动性、结晶性、吸湿性、收缩性、热敏性
11.整体复合材料的成型有:粉末冶金法、外加增强体颗粒法、原位反应复合法
12.铸造的主要影响因素:金属的流动性、浇注温度、充型压力、凝固方式、冷却速度。
13.改善金属的流动性有利于:形成薄壁复杂的铸件、排除内部夹杂物和气体、加快凝固中液体的补缩
14.影响铸件凝固方式的主要因素:合金的结晶温度范围、铸件的温度梯度
15.砂型铸造的特点:方便、成本低、适用于生产各类铸件、环境污染严重
16.涂料作用:调节铸件冷却速度、保护金属型、利用涂料层蓄气通气。
17.合金收缩的三个阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩
18.防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固次序,使铸件实现“顺序凝固”。
19.体收缩:是铸件产生缩孔或缩松的根本原因 线收缩:是铸件产生应力,变形,裂纹的根本原因
20.收缩分为:液态收缩,凝固收缩,固态收缩
21.凝固顺序:顺序凝固,同时凝固,均衡凝固
22.零件结构的铸造工艺性:零件结构是否符合生产要求,是否易于保证铸件的质量,是否能达到简化工艺,降低生产成本的要求
壁 铸件结构 壁与壁的连接(避免锐角连接) 均匀过度,避免或减少热节的形成
内壁散热比外壁差,设计时内壁比外壁薄,避免水平方向上出现较大平面,否则会产生夹砂,粘砂,浇不足 热节:在壁的相互连接处由于壁厚增加,凝固速度最慢,最容易形成收缩类缺陷
壁厚⎪⎩
⎪⎨⎧⎩⎨⎧→补缩能力填充能力凝固特性晶粒大小冷却速度 ⎪⎩⎪⎨⎧薄:浇不足,冷隔相关过度,与铸造方法密切临界壁厚:壁的连接和厚:晶粒粗大
与砂型铸造相比,金属型铸造有如下特点:
优点: 1、金属型可以多次使用,浇注次数可达数万次而不损坏,因此可节约工时和大量的造型材料; 2、金属型加工精度高,型腔变形小,型腔壁光洁,因此铸件形状准确,尺寸精度高,表面粗糙度值小; 3、金属型传热迅速,铸件冷却速度快,因而晶粒细小,力学性能好; 4、生产率高,无粉尘,劳动条件得到改善。
缺点: 1、金属型的设计、制造、使用及维护要求高,生产准备时间较长; 2、金属型无退让性、透气性,铸件容易产生裂纹。
铸件的浇注位置 浇注时铸件在铸型内所处的状态和位置
质量原则:外在,内在→确定浇注位置→控制凝固顺序,性能
基本要求:1.重要部位(主要加工面,耐磨面,在下面) 2.大平面应朝下(采用倾斜浇注工艺!!!)
3.保证铸件的充型能力(薄壁在下)
4.合金收缩率大,结构薄厚不均采用顺序凝固
5.尽量保证合箱位置,浇注位置和铸件冷却位置一致
球铁曲轴:横浇竖冷