河北工程鑄造工程學總結

2022-07-16 19:36:02 字數 4933 閱讀 5691

鑄造工程學

1. 鑄造:鑄造就是將熔融的液態金屬或合金澆注到與零件的形狀(尺寸)相適應的預先製備好的鑄型空腔中使之冷卻、凝固,而獲得毛坯或零件的製造過程稱為鑄造生產,簡稱鑄造。

2. 冷鐵:為增加鑄件區域性冷卻速度,在型腔內部及工作表面安放的金屬塊稱為冷鐵。

3.冒口冒口是鑄型內設定的乙個儲存金屬液的空腔。

4.分型面兩半鑄型相互接觸的表面。

5.澆注位置澆注時鑄件在鑄型中的位置。

6.熔模鑄造;熔模鑄造工藝是液體金屬在重力作用下澆入由蠟模熔化後形成的中空型殼中成形,從而獲得精密鑄件的方法,又稱為失蠟鑄造。

7.氣化模鑄造;氣化模鑄造又稱消失模鑄造或實型鑄造,是用泡沫聚苯乙烯塑料模樣代替普通模樣,造好型後不取出模樣,直接澆注金屬液。在灼熱液體金屬的熱作用下,泡沫塑料模氣化、燃燒而消失,金屬液取代原來泡沫塑料模所佔據的空間位置,冷卻凝固後即可獲得理想鑄件的一種鑄造方法。

8.壓力鑄造;壓力鑄造(簡稱壓鑄)是在高壓作用下將液態或半液態金屬以極高的速度壓入充填壓型,並在壓力下凝固而獲得鑄件的方法。

9.低壓鑄造低壓鑄造是液體金屬在壓力作用下,完成充型及凝固過程而獲得鑄件的一種鑄造方法。由於作用的壓力較低(一般為20~70kpa),故稱為低壓鑄造。

10.差壓鑄造;差壓鑄造又稱反壓鑄造、壓差鑄造。是在低壓鑄造的基礎上,鑄型外罩個密封罩,同時向坩堝和罩內通入壓縮空氣,但坩堝內的壓力略高,使坩堝內的金屬液在壓力差的作用下經公升液管充填鑄型,並在壓力下結晶。

11.擠壓鑄造;擠壓鑄造是對定量澆入鑄型型腔中的液態金屬施加較大的機械壓力,使其成形、結晶凝固而獲得零件毛坯的一種工藝方法。

12.離心鑄造 ;離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉的鑄型中,使之在離心力的作用下,完成充填和凝固成形的一種鑄造方法。

13.金屬型鑄造;金屬型鑄造又稱硬模鑄造,是在重力作用下,將液體金屬澆入金屬鑄型充填並隨後冷卻凝固成形,以獲得鑄件的一種鑄造方法。

14.金屬流動性:液態金屬本身的流動能力。

15.鑄型;將熔化的金屬倒入鑄模,鑄模的型腔,提供鑄件最終有用的形狀。

16.型芯;鑄造時用於形成塑件內部結構,常由原砂和粘結劑配成的芯砂在芯盒中手工或機器製成。

17.順序凝固;使液態金屬的熱量沿著一定的方向排出,或通過對液態金屬施行某方向的快速凝固,從而使晶粒的生長向著一定的方向進行,最終獲得有單方向晶粒組織或單晶組織的鑄件。

18.同時凝固;鑄件相鄰各部位或鑄件各處凝固及結束的時間相同或相近,甚至是同時完成凝固過程,無先後差異及明顯的方向性,稱同時凝固。

19.均衡凝固均衡凝固就是利用收縮和膨脹的動態疊加,通過工藝措施使單位時間的收縮與補縮、收縮與膨脹按比例進行的凝固原則。

1.什麼是充型和凝固?影響鑄件凝固方式的主要因素是什麼?

充填鑄型(充型):亦稱澆注,是指液態合金填充鑄型的過程,是一種運動速度變化的機械過程。液態金屬充滿鑄型型腔獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力稱為液態金屬的充型能力。

冷卻凝固:液態金屬通過冷卻凝固而形成鑄件的過程,是結晶和組織變化的熱量傳遞過程。凝固是鑄件形成過程的核心問題,在很大程度上決定了鑄件的鑄態組織和某些鑄造缺陷的形成,並且對鑄件質量特別是鑄態力學效能起決定作用,因此鑄造技術的重要內容就是凝固過程的控制。

影響鑄件凝固方式的主要因素: 合金的結晶溫度範圍, 鑄件的溫度梯度

2.合金的收縮分為幾個階段?各易產生何種缺陷?

(1) 液態收縮:從澆注溫度(t澆)到凝固開始溫度(即液相線溫度tl)間的收縮。縮孔和縮松

(2) 凝固收縮:從凝固開始溫度(tl)到凝固終止溫度(即固相線溫度ts)間的收縮。縮孔和縮松,鑄件變形,

(3) 固態收縮:從凝固終止溫度(ts)到室溫間的收縮。應力、變形和裂紋

3.砂型分為幾類?粘土砂型、水玻璃砂型各分為幾類?溼型砂的基本組成是什麼?其粘結機理?

粘土砂型,無機化學粘結劑砂型,有機粘結劑砂型。

粘土砂型:濕型,表面乾型,乾型。

水玻璃砂型:co2硬化水玻璃砂(包括vrh法) 自硬水玻璃砂(有機酯硬化) 物理硬化水玻璃砂(烘乾法/微波法)

溼型砂:包括原砂、粘土、附加物及水。

粘結機理:1)粘土顆粒間的粘結機理 :粘土在水中形成粘土—水膠體體系。

2)粘土顆粒與砂粒之間的粘結機理 :砂粒因自然破碎及其在混碾過程中產生新的破碎面而帶微弱負電,形成「橋」聯結;直接吸附在膨潤土顆粒表面的極性水分子彼此聯結形成「表面聯結」,使粘土砂獲得濕態強度。3)粘土的熱濕粘結機理:

鈉離子形成的橋聯結使粘土產生較高的熱濕粘結力。4)粘土的幹態粘結機理 :此時使粘土和砂粒聯結在一起的是分子間的引力

4.什麼是夾砂結疤和鼠尾?

鼠尾:鑄件表面上細長而不規則的線狀凹槽,形狀好象裂紋或隙縫,凹槽深度不超過5mm,有一定方向性,無金屬瘤狀物,這種缺陷通常沿下型內澆口正前方產生,在下型表面上可看到與這些凹槽相對應的線狀稜紋,稱為鼠尾。

夾砂結疤:夾砂結疤均是指在鑄件比較開闊的表面上出現一片或多片粗糙而不規則的金屬凸出物,其內部金屬層中還常夾有砂層,稱為夾砂結疤。過去將兩種情況分別稱為夾砂和結疤,或稱前者為a型結疤,後者為b型結疤。

5.澆注系統的組成是什麼?各有什麼作用?

澆注系統:澆口杯,直澆道,直澆道窩,橫澆道,內澆道。

澆口杯:①承接來自澆包的金屬液,防止飛濺和溢位,方便澆注;②減少金屬液對鑄型的直接衝擊;③可能撇去部分熔渣、雜質、阻止其進入直澆道內;提高金屬液靜壓力。

直澆道:從澆口杯中將澆口杯中的金屬液引入橫澆道、內澆道或直接進入型腔。

直澆道窩:①緩衝作用,減輕金屬液對直澆道底部型砂沖刷;②縮短直橫澆

道拐彎處的高度紊流區;③改善內澆道的流量分布,有利於內澆道流量分布的均勻化;④減少直-橫澆道拐彎處的區域性阻力係數和水頭損失,有利於金屬液中氣泡的浮出。

橫澆道:①分配流量,使金屬液流足量、平穩地流入內澆道;②阻渣作用,將最初澆入的含氣和渣滓的低溫金屬液儲存起來。

內澆道:控制金屬液充填鑄型的速度和方向,調節鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序,起補縮作用

6.冒口的型別和作用?設定原則?

根據鑄件的特點,冒口一般可分為通用冒口和實用冒口。

①冒口應就近設在鑄件熱節的上方或側旁。②冒口應設在鑄件最高和最後凝固的部位,同時必須採取措施形成向冒口方向的定向凝固。③冒口不應設在鑄件重要的、受力大的部位。

④冒口應避免放在鑄件上應力集中的部位,注意減輕對鑄件的收縮阻礙,以免由於加大熱差造成鑄伴變形或開裂。⑤冒口應盡量設定在方便和容易清除冒口殘根的地方或盡量放在加工面上,減少鑄件不必要的加工或修整。⑥對於不同高度上的冒口,應用冷鐵使各個冒口的補縮距離隔開。

7.冷鐵的型別和作用?設定原則?

內冷鐵,外冷鐵(直接冷鐵,間接冷鐵)

作用:1)在冒口難以補縮的部位防止縮孔、縮松。2)劃分冒口的補縮區域,控制和擴大冒口的補縮距離,提高冒口的補縮效率。

3)加速壁厚交叉部分及急劇變化部位的凝固,避免產生熱裂紋。4)改善鑄件區域性的金相組織和力學效能。

原則:1)形狀一致原則。2)外冷鐵尺寸不易過大,長度尺寸不超過200mm。

3)外冷鐵表面工作表面應平整光潔,無油汙和鏽蝕,並塗以塗料。4)冷鐵的安放位置必須充分考慮鑄件的結構與冒口的配合。

8.鑄型和型芯的材料和製備方法?

9.為什麼鑄件要有結構圓角?

物體有熱脹冷縮的特性,為了防止熔液冷卻時產生裂隙,避免應力集中減少鑄件轉角處得縮孔、縮松及裂紋等缺陷。

10.鑄件的壁厚為什麼不宜過薄和過厚?

為了避免澆不到、冷隔等缺陷,鑄件不能太薄,鑄件的最小允許的壁厚和鑄造合金的流動性密切相關。超過臨界壁厚的鑄件,中心部分的晶粒粗大、廠出現縮松、縮孔等缺陷,導致力學效能降低,所以壁厚也不能太厚。

11.鑄鐵和鑄鋼的結晶過程各有什麼特點和不同?其鑄造效能如何?

鑄鋼的機械效能比鑄鐵高,但其鑄造效能卻比鑄鐵差。因為鑄鋼的熔點較高,鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮大,其體收縮率為10~14%,線收縮為1.8~2.

5%。為防止鑄鋼件產生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺陷,必須採取比鑄鐵複雜的工藝措施

鑄鐵的熔點低。流動性好,所以鑄造效能比鋼好

12.什麼是重力作用下的鑄造方法?什麼是非重力作用下的鑄造方法?特種鑄造的方法有哪些?各適用於什麼材料什麼場合?

重力:砂型鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造、金屬型鑄造、氣化模鑄造、陶瓷模鑄造。

非重力:離心鑄造、壓力鑄造、差壓鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造。

熔模鑄造:生產各類合金,批量生產、形狀複雜,精密的各種中小件。

金屬型鑄造:主要適用於大批量生產中、小型非鐵合金鑄件。

壓力鑄造:適用於大批量生產形狀複雜的中小型薄壁非鐵合金鑄件。

低壓鑄造:主要用於生產要求氣密性好的、形狀複雜的薄壁非鐵合金鑄件,也可生產鑄鐵件和鑄鋼。

離心鑄造:用於大批量生產管套環類各種合金鑄件。

13.何謂鑄件的拔模斜度?如何確定?

為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒脫出,在模樣或芯盒平行於起模方向設定的斜度。 原則:(1) 製品精度要求越高,拔模斜度應越小。

(2) 尺寸大的製品,應採用較小的拔模斜度。 (3) 製品形狀複雜不易拔模的,應選用較大的斜度。 (4) 製品收縮率大,斜度也應加大。

(5) 增強塑料宜選大斜度,含有自潤滑劑的塑料可用小斜度。 (6) 製品壁厚大,斜度也應大。

14.常見的造型和砂處理裝置及其工作原理。

裝置:震壓式造型機、多觸頭高壓微震造型機、垂直分型無箱擠壓造型機、水平分型脫箱射壓造型機、氣衝造型機

新砂烘乾裝置、粘土砂混砂機、樹脂砂水玻璃砂混砂機、粘土舊砂處理裝置、舊砂再生裝置、砂處理輔助裝置

15.鑄件結構的合理性分析。

16.什麼是分型面?分型面的選擇原則是什麼?

兩半鑄型(上、下型)或多個鑄型(多箱鑄造)相互接觸、配合的表面。

原則:1.應使鑄件全部或大部分分置於同一半型內,如果做不到,應盡可能把鑄件的加工面和加工基準面放在同一半型內。

2.應儘量減少分型面的數。3。

盡可能選擇平直分型面,為了利於清理和機加工也可採用曲面分型。4.選擇的分型面要有利於下芯、檢驗和合型。

5)不使砂箱過高。6)受力件分型面的選擇不應削弱鑄件結構強度。7)注意減輕鑄件清理和機械加工量。

8)分型面的選擇要根據零件的形體特徵、技術要求、生產批量,並結合澆注位置綜合考慮,以優先保證鑄件品質為主,兼顧造型、下芯、合箱和清理等操作便利。

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