铸造工艺范文

铸造工艺范文第1篇

该铸件属于大型厚壁件，根据确定的生产纲领以及该零件的结构特点，若采用普通铸造工艺，会使用较多的砂芯，砂芯的放置、定位、排气等问题会大大增加铸造工艺的难度。针对该件单件小批量的生产纲领，采用实型铸造工艺（即普通砂型与消失模相结合的铸造方法）来生产。该方案选用STMMA做为模样材料，采用自硬尿烷树脂砂中的醇酸油尿烷树脂砂，进行填充模型表面一定厚度的型砂填充，其余部分使用干砂填充，这样可以减少自硬树脂砂的用量，降低成本。通过参考资料[3]确定该铸钢件的涂料采用铝矾土70%，锆英粉30%的骨料制备的消失模铸钢涂料,进行刷涂，涂层厚度4mm左右即可。

2铸造工艺设计

选取开放式底注浇注系统。根据铸件材质，确定浇口杯用耐火砖砌成，浇注系统均采用陶瓷管砌成。在设计浇注系统时，为了获得好的铸件质量，采用在宽度方向上相对浇注的方式，即两个直浇道通过"搭桥"方式与浇口杯连接，其分布见图2所示。采用阻流截面设计法计算该铸件的各个浇注系统尺寸[4]，直浇道截面积为50.24cm2，高度1030mm；横浇道截面积为50.24cm2，长度为4525mm；内浇道截面积为31.4cm2，长度为60mm；"搭桥"浇道截面积为50.24cm2，长度为3040mm。设计使用冒口补缩，并配合冷铁以加强顺序凝固，冒口选取易割明冒口；1#冒口32个，直径为180mm，高为360mm的圆柱体，2#冒口8个，直径为250mm，高360mm的圆柱体。冒口及冷铁的放置位置如图3、图4所示。该件为长条类铸件，轮廓尺寸：4600mm×2550mm×550mm，为防止挠曲变形，在制作塑料模样时，按铸件可能产生变形（"热凹冷凸"[5]）的相反方向做出反变形的塑料模样；留反变形量为2mm/m。

3铸造凝固模拟

经过对该铸件物性参数的分析，确定了浇注温度为1570~1600℃，浇注时间为470~500s时，铸件的质量较好。铸件的凝固过程与铸件的缩孔、缩松及应力集中直接相关。对铸件进行凝固过程模拟就是为了预测缩孔及缩松的位置，同样，由凝固时间及凝固顺序也可以根据经验预测缩孔及缩松。采用华铸CAE软件得到的铸件开始凝固图、凝固过程图和凝固结束图分别见图5~图7；整个浇注系统及铸件底部、侧部最先凝固，然后依次从下而上凝固，冒口底部及铸件顶部为最后凝固的位置。由图7可知：整个铸件凝固结束后，缩孔缩松大部分分布在冒口及浇道中，铸件绝大部分的外表面都没有缺陷，而且有可能出现缺陷的外表面为该铸件的非承载面，且这些面放有机加工余量，基本不会影响铸件性能。

4结论

针对单件、小批量生产的后梁支座采用砂型与消失模相结合的铸造方法，得到了一套生产该后梁支座的铸造工艺方案，并运用华铸CAE软件对其进行凝固过程模拟分析，得出该铸造工艺方案具有可行性，且生产过程比传统的砂型铸造方法更加便捷、成本低、生产周期短，提高了生产效率。

铸造工艺范文第2篇

[关键词]球墨铸铁；铰链支架；铸造工艺

中图分类号：F407.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0351-01

0 引言

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，具有良好的机械性能，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度比普通铸钢、灰铸铁、可锻铸铁好。正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。

1. 造型材料的选择

造型及制芯材料均选用自硬呋喃树脂砂。自硬呋喃树脂砂是以呋喃树脂为粘结剂，并加入催化剂混制出型砂，不需烘烤或通硬化气体，即可在常温下使砂型自行固化剂的造型方法。自硬呋喃树脂砂具有 铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高；造型效率高，缩短生产周期；减轻劳动强度，尤其是减轻噪音、砂尘等，减少环境污染；节约了能源，大大降低了压缩空气消耗；成型性好，发气量较其它有机铸型低、热稳定性好、透气性好，可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷，从而降低废品率等一系列优点[1]。

2. 铸件工艺方案设计

2.1 铸件整体工艺设计

右铰链支架材质为QT450-10，毛量约为11.676kg，轮廓尺寸为424.5mm×363mm×152.5mm。铸件安装部位表面需精加工且精度较高，其余为毛坯。铸件上下部位各有两条肋，肋与铸件连接部位容易产生热节。支架整体分布在两个平面，平面连接处形成拐角，易产生应力集中。铸件还有许多需要加工的小孔，由于孔径较小，不直接铸出。右铰链支架-驾驶室铸件UG三维造型如图1所示。

因右铰链支架铸件对铸造质量要求较高且支架壁较薄，不易安放冒口和支架材质为QT450-10，可以利用球墨铸铁在凝固过程中由于石墨化膨胀产生的体积膨胀来实现自补缩。支架模数M=5.1cm>2.5cm，铸件壁厚小于40mm不易于产生石墨夹渣，支架壁较厚的安装孔部位可利用冷铁加快凝固速度，因此综合参考可采用无冒口铸造方案。

无冒口铸造方案减少金属液的浪费，可以大幅度提高出品率，同时对铁水性质要求较高，为生产高质量支架铸件提供了保障。但无冒口铸造方案要求铸型有一定的刚度，为此要使用刚性良好的金属砂箱，砂箱之间需牢固地夹紧或用螺钉、楔形箱卡紧固[2]。

2.2 零件结构工艺性分析

支架安装部位相对其他部位较厚有螺纹孔，为加工面需增加加工余量，致使壁厚更加不均匀，铸件与肋板连接部位有热节，对铸件的同时凝固原则不利。支架材质为球墨铸铁，凝固时收缩大易生成缩松、缩孔。支架上端为安装部位加工精度高，要求其组织致密无缺陷，但其相对其他部位厚大不易形成致密组织，铸件整体铸造难度较大。结构工艺性分析如下：

（1）铸件壁厚为8～15mm，以10mm为主。轮廓最大尺寸小于200mm，壁厚大于临界壁厚3～4mm，可以避免产生浇不到和冷隔缺陷，且主要以10mm为主有利于实现同时凝固；

（2）铸件壁的连接多采用T形接头，铸件顶部和中部连接部位为L形接头。接头部位壁厚明显变大容易产生热裂、裂纹、缩松等缺陷；

（3）为达到使用要求铸件使用4根肋，上下肋错位分布有利于分散热结点，肋与铸件连接部位采用圆角过渡利于减少应力集中；

（4）铸件结构分上下两部分，但两部分不在同一平面对分型面的确定不利。前后方向最大尺寸为143mm，虽没有结构斜度但因长度较小对左右分型没有影响。

2.3 铸造工艺方案确定

根据该支架铸件的结构特点及选择分型面的一般原则，初步选定铸件分型面为铸件最大截面处。

铸件采用假箱两箱造型，铸件分别放在上、下砂箱。假箱采用木模，材质用红松。假箱上部放置砂箱进行造型，在不断重复造型过程中，木材因压力、磨损等情况将导致变形，产生误差，造成铸件变成废品，因此假箱两侧需用45#钢制作两块垫料，用于承受砂箱的重量。

支架铸件采用一箱两件生产，铸件种类相同，采用对称排列，可使金属液作用于砂型的抬型力均匀，有利于浇注系统的安排，同时可充分利用砂箱面积[3]。

2.4 浇注系统设计

浇注系统设计为封闭―开放式，中注式浇注系统，使用这种浇注系统金属液进入型腔时流速大，充型平稳，另外，为了更好的撇渣，选择带过滤网的漏斗形浇口杯，在浇口杯处安放用油砂制成的厚为15mm的滤渣网，网孔上部直径为Φ6mm，下部为Φ7mm，提高金属液的质量。

球墨铸铁浇注系统各组元的截面积虽可计算，但通常采用经验数据更接近实际，此处取。

结论

本文主要研究的工作是右铰链支架的工艺设计，根据支架特点使用无冒口铸造方案，利用铁液在凝固过程中的石墨膨胀来实现自补缩进而提高出品率节约能源。合理利用一箱两件方式提高生产率。

参考文献：

[1] 赖中义.自硬呋喃树脂砂工艺性能研究[J].机械 2005 S1.

[2] 译著 [日]张博，明智清明，U健三等.球墨铸铁-基础・理论・应用-[M].任善之，葛丰德，王昭.北京：机械工业出版社，1988.238～244.

铸造工艺范文第3篇

目前，大多数高校依然采用一种所谓的“师傅带徒弟”，手把手的教学模式。即指导教师根据铸造工种，先讲述铸造工艺基本原理、操作方法及安全操作规程。其次，找一个具体零件讲解其加工工艺并进行示范加工。最后，让学生依次完成该零件的加工，依据加工的质量作为评定学生的实习成绩。由此而造成学生被动地学习，缺乏自主学习的积极性。整个实习过程学生一直处于模仿或重复教师动作的状态，没有自由发挥的空间，不利用培养他们的创新能力及独立思考能力。所以，从提高学生的综合分析能力和动手能力着手，充分调动学生学习积极性为出发点，促进金工实习铸造工艺的教学效果。笔者进行了积极的思考，具体探索如下，以提高学生学习的积极性。

（1）打破教学常规，让学生主动参与进来。在铸造实习开始之前，让学生憧憬自己当工程师的场景，想象自己想要做些什么有价值，有意见的零件，比如坦克、飞机等儿时的玩具等。让自己设计产品，当然前提要求学生所设计的产品要根据现有设备及条件能够铸造出来为宜。

（2）采取提问的方式引导学生，激发学生独立思考的能力。通过询问方式，咨询学生通过什么样的方式才能制造出自己所设计的产品，促使他们想迫不及待的知道答案，以此调动学生思考积极性，提高学生的兴趣。之后告知学生这次实习主要的工艺———铸造，就是现代企业里用来生产复杂金属零件最常用的方法之一。

（3）从实例出发，通过多媒体视频，动画和图片形式展现出铸造工艺的流程，以增强学生对铸造工艺的感性认识。由于多媒体展出的效果直观，易懂且形象，能够极大调动学生积极性。使学生有一个感性认识，为后续课程的讲解打下基础。

（4）与学生一起从多媒体视频提供的实例中总结出铸造工艺的概念，原理，操作方法及安全操作规程。其中，将视频展示的内容与讲解的内容结合起来，可以让学生以提问的方式，反复观看视频以强化理解知识点。

（5）与学生一起将学生设计的作品浇注出来。根据现有设备及条件，帮助学生制定出合理的铸造方法，使用设备将学生的作品浇注出来，让学生体会到实习带来的成就感，激发学生学习热情，并因此达到熟练掌握的目的。

2总结

针对大多数高校采用的金工实习的教学模式出现的问题，以提高学生学习积极性为出发点，结合笔者的教学实践，提出了如下步骤的教学方法：首先，让学生主动参与进来，采取提问的方式引导学生。其次，从实例出发增强学生对铸造工艺的感性认识，并从实例中总结出铸造工艺的概念、原理、操作方法及安全操作规程。最后，将学生的作品浇注出来，激发学生学习热情。所提出的方法极大地提高了学生学习的积极性，提高了课堂上金工实习铸造工艺教学效果。

铸造工艺范文第4篇

Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金的精密铸造工艺流程如图1所示。在精密铸造工艺控制过程中，浇注温度、保压时间以及保压压力是影响镍基合金精密铸造质量的主要工艺参数。为了更好地控制精密铸造工艺，获得力学性能和耐腐蚀性能均较佳的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金，本文采用基于嵌入式系统的精密铸造工艺控制方法。精密铸造工艺控制的嵌入式系统结构框图如图2所示。控制系统由冷压成型和真空烧结两个子系统构成。该控制系统通过多种传感器实时检测精密铸造过程中的各项信息，输送给嵌入式操作系统硬件平台进行基本处理，再利用MODBUS通讯协议，通过RS232C/RS485转换模块实现实时数据在上位机监控软件与将操作系统硬件平台间的传输。上位机监控软件由嵌入式MCGS(Monitorandcontrolgeneratedsystem)组态软件编制而成，主要用于实时动态显示精密铸造过程的状态参数。试验人员可通过触摸屏操作，快捷地对固态烧结过程进行有效控制和管理。

2试验材料与方法

2.1试验材料

试验选用雾化制粉法制备Ni、Cr、Mo、Nb和V金属粉末，采用LS13320激光粒度仪进行粉末原料粒径分析，结果如表1所示。按照图1、2所示的精密铸造工艺流程及其控制系统，在QM-1SP4型行星式球磨机、QYF2型冷压成型机、HV-1700V型真空烧结炉中完成基于嵌入式系统的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金精密铸造试样制备；并采用DM2300型能量弥散X射线荧光分析仪进行化学成分分析。

2.2试验方法

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样，其显微组织采用PG-15型金相显微镜和EM3900型扫描电子显微镜进行观察。物相组成采用D8ADVANCE型X射线衍射仪进行分析，靶材选Cu靶、扫描角度0°～80°、扫描速度3°/min、加速电压40kV。力学性能采用CMT4000型电子万能试验机进行测试，测试温度为室温、200℃和600℃，并采用JSM6510型扫描电子显微镜进行断口观察。耐腐蚀性能采用CHI660E型电化学工作站进行测试，试验选用三电极体系(即甘汞电极作参比电极、铂黑电极作辅助电极、合金试样制备的电极作工作电极)；测试温度为室温、电解液为5wt%NaCl溶液、扫描速度为0.001V/s、扫描范围为-0.4～-0.9V，并采用JSM6510型扫描电镜进行电化学腐蚀形貌的观察；为了清除试样表面的氧化物，测试前先在-1.0V恒电位下极化3min。采用常规精密铸造工艺制备同样的试样。

3试验结果及讨论

3.1显微组织

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样，其显微组织金相照片和SEM照片分别如图3所示。从图可以看出，本试验获得的镍基精密铸造试样组织较为致密、晶粒大小较为均匀、无明显粗大的第二相、无明显的裂纹、孔洞等缺陷。这主要是因为基于嵌入式系统的精密铸造工艺控制方法，使得镍基合金在精密铸造过程中的各项工艺参数得到了精确的控制，从而使得制备出的合金试样具有致密、均匀的内部组织，合金试样的精密铸造质量高。

3.2物相组成

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金金试样的XRD图谱如图4所示。从图可以看出，本试验获得的精密铸造试样由大量的Ni基固溶体和少量的Ni3Mo第二相组成。

3.3力学性能

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金，分别在室温、200℃和600℃的力学性能如图5所示。从图可以看出，室温、200℃和600℃抗拉强度分别为759、757、753MPa，伸长率分别为19.8%、23.4%、29.4%。由此可以看出，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备得到的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金具有较佳的力学性能，且高温力学性能优异。这主要是因为合金的精密铸造工艺通过嵌入式系统进行控制，重要工艺参数得到了精确控制，试样的组织致密且均匀，无粗大的第二相，从而使得合金在拉伸过程中具有良好的力学性能，且能抵抗高温变形，具有较佳的高温力学性能。基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样，其室温拉伸断口形貌SEM照片如图6所示。从图可以看出，该精密铸造试样的拉伸断口以韧窝为主，且韧窝在断口中大面积地呈网状相连，呈现出较为明显的韧性断裂特征。

3.4耐腐蚀性能

采用常规精密铸造工艺以及基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金的极化曲线测试结果如图7所示。从图可以看出，与常规精密铸造工艺相比，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的镍基合金腐蚀电位明显正移，从-0.711V正移至-0.392V，正移了0.319V。众所周知，腐蚀电位愈正，材料的耐腐蚀性能越好；反之越差。由此，我们可以看出，基于嵌入式系统的精密铸造工艺，使镍基合金的耐腐蚀性能得到了显著提高。图8是采用常规精密铸造工艺以及基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的镍基合金试样电化学腐蚀后的表面形貌照片。从图可以看出，常规精密铸造工艺制备的镍基合金电化学腐蚀后表面出现较多粗大的蚀坑、合金腐蚀现象较为严重，而基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的合金表面仅有少量的蚀点、无明显的蚀坑，腐蚀现象较轻，耐腐蚀性能得到提高。这与合金试样的极化曲线测试结果一致。

4结论

(1)采用基于嵌入式系统的精密铸造工艺可以制备出组织致密、晶粒大小均匀、无明显粗大第二相的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金，其力学性能和耐腐蚀性能较佳。(2)基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金由大量的Ni基固溶体和少量的Ni3Mo第二相组成。(3)基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金的室温、200℃和600℃抗拉强度分别为759、757、753MPa，伸长率分别为19.8%、23.4%、29.4%。(4)与常规精密铸造工艺相比，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的镍基合金腐蚀电位从-0.711V正移至-0.392V，正移了0.319V。

铸造工艺范文第5篇

关键词：铝合金；铸造工艺；研究现状

一、引言

1.铝合金代替钢铁材料的必要性

就相关数据表明，耗油量与汽车的质量成正相关，一般情况下，汽车质量每降低一个百分点，其耗油量相应的降低0.6到一个百分点。为了缓解能源紧张的局势，以及人们的环境保护意识的加强，节能减排是保护环境最有效的手段之一。而汽车重量的减轻非常好的契合了节能减排这一目的。对铝合金零件的使用可以有效的减轻汽车自重。因此铝合金的应用是汽车零部件行业的未来发展趋势。在一辆汽车中，最重要的部件就是发动机的缸体以及缸盖，而且也是汽车部件中重量比重占得最大的。因此对铝合金的应用可以有效减少汽车的重量。铝合金材料几乎应用在了所有轿车缸体缸盖部分。

2.简述铝合金缺陷

发动机的缸体缸盖作为汽车中最重要的部件，其结构比较复杂，其特点主要有几何形状复杂以及对加工尺寸的加工精度要求高，工作强度高，而工作条件十分恶劣等特征。所以，在生产中，铝合金缸体缸盖铸件的合格率一般很低。

因此，在本文中将就缸体缸盖的制造的只要工艺以及其优缺点进行简要的介绍。

二、缸体缸盖主要铸造方法

1.金属型铸造工艺

金属型铸造工艺是比较传统的对铝合金缸体缸盖进行铸造的工艺，其主要优点是铸件冷却时间短、零件组织细密、力学性能较高等优点；其主要缺点是由于金属性铸造工艺不透气且无退让性，铸造的部件容易产生气孔、裂纹以及浇不足等缺陷。但其总体质量还是明显比砂型铸造质量高。

金属型铸造工艺由于其工艺的特殊性，制造成本相对较高，并且生产周期长，对于单件或小批量生产的零部件一般不采用此种铸造方法。外型上采用金属型铸造工艺，而内腔采用砂芯，这两种工艺相结合使得对缸体缸盖的金属铸造工艺变得相对简单，并且灵活。高压铸造工艺

高压铸造又称压力铸造，其工作原理见下图（图1）：

图1、压铸原理图

压力铸造的主要过程是，通过高压使液态或半液态的铝合金在较高的速度下填满压铸型型腔，并在一定压力下是铸件凝固成型。

高压铸件的主要优点有：较高的精度以及表面光洁度、废品率低、生产效率高等，其主要缺点是不能应用于内腔复杂的零件的铸造。在铸造的过程中要把握对压力以及流速的控制以防止气孔的产生。

2.中压铸造工艺

高温压铸时不能使用砂芯，Toukei公司改进了高压铸造，提出了中压铸造法。中压铸造法的主要原理见图2：

图2、中压铸造工艺原理图

压力铸造的主要过程是，通过对压力的控制使液态或半液态的铝合金在较高的速度下填满压铸型型腔，增高压力即可改变速度，并在一定压力下是铸件凝固成型。

高压铸件的主要优点有：较高的精度以及表面光洁度、废品率低、生产效率高等等，其主要缺点是不能应用于内腔复杂的零件的铸造。在铸造的过程中要把握对压力以及流速的控制以防止气孔的产生。

3.中压铸造工艺

为满足日益提高的发动机功率，发动机缸体结构变得越来越复杂，而由于高温压铸时存在不能使用砂芯的缺点，Toukei公司改进了高压铸造，提出了中压铸造法。此时中压铸造的优点显现的十分明显。中压铸造法的主要原理见图2：

图2、中压铸造工艺原理图。其主要是将压力降低，使中压制造可以使用砂芯，而达到满足对复杂内腔结构的缸体的制造。

4.低压铸造工艺

低压铸造的优点之一包括对铸造材料的利用率高，是综合了重力铸造与压力制造的优势的方法。其主要工作过程是在低压30kp下，铝合金液体由下而上的对型腔进行填充，此方法可以铸造出闭舱结构的缸体。

其主要的优点有：充型速度调节便捷、可以实现方向性凝固、获得铸件的质量高，并且可以使用砂芯，可以实现对复杂内腔结构的铸件的铸造。主要缺点是该工艺的生产周期长，生产效率低并且废品率高。

5.消失模铸造工艺

消失模铸造工艺的基本原理是代替法。其工程是将与铸件形状一模一样的泡沫塑料模代替铸模进行造型。通过浇注铝合金液体使泡沫气化，浇注出的铸件与泡沫塑料外形一致。

消失模铸造工艺的主要优点是：生产周期短，铸件质量高，浇注均匀。但由于消失模铸造工艺其工艺制造复杂，不经济，有其是在前期投入较高，使用范围很小。当大规模大批量生产时，其优越性才显露出来。我国此项技术仅仅在小批量试验阶段，与国外发达国家的制造水平相差甚远。

6.Cosworth法铸造工艺

Cosworth法，中文是冷芯盒砂芯造型。其工作原理如图3所示：

图3、冷芯盒砂芯造型原理

冷芯盒砂芯造型即在一定气氛、压力下的一种锆英树脂的自硬砂组芯造型。主要优点在于：冷芯盒砂芯造型采用锆砂，锆砂的膨胀率稳定并很小，使铸造的铸件尺寸更加精密；动力由电磁泵提供，计算机控制，使铝液充型平稳；浇注过程在保护气下进行，减少了氧化渣的形成。由于其优性使得到的铸件的质量较高。但由于锆砂极好的导热性，对于壁厚小于4mm的铸件难以完成。

三、总结

工厂在选用铸造方法时要根据铸件特点以及工厂自身生产条件选择，铸造出高质量的铸件。经过上述对铝合金缸体缸盖制造工艺的介绍，可以得知，金属型铸造和低压铸造是比较常用的方法，对于较简单的缸体铸件高压铸造也是比较常用的。当缸体内腔结构比较复杂时，一般需用消失模铸造或冷芯盒砂芯造型。

高压铸造在生产简单缸体时有其特有的优越性，例如生产效率高、生产的铸件质量好，所以在较长的时间内，高压铸造工艺不会被替代。低压铸造则是生产缸盖的主要生产工艺。

随着科技的发展，冷芯盒砂芯造型法将会得到优化，其经济性得到提高，其铸造工艺将进一步完善，而在未来消失模铸造或冷芯盒砂芯造型必然是铝合金缸体缸盖制造工艺的主流。

参考文献：

[1]梁光泽，李增民，姜不居.等编写，消失模铸造技术培训资料（第四版），2007

[2]裴兵，孙林，苏勇.发动机缸体压铸模具热循环的数值模拟[J].中国铸造装备与技术.2010（2）

[3]王建玲，王杰，刘祥.铝合金发动机缸体的消失模铸造工艺研究[J].铸造技术2010，31（4）

铸造工艺范文第6篇

关键词：大型球铁件；铸造工艺；浇注系统

中图分类号：TG255 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）16-0011-02

随着各种机械设备的功率和个体越来越大，其所使用的零部件重量和体积也越来越大，这造成了大量的金属消耗。以前许多大型零部件是由优质钢材锻造而成，这不仅增加了加工的难度，而且还造成了优质钢材的大量消耗。为了解决上述问题，现在许多的大型机械零部件都由球墨铸铁铸造而成，这不仅节约了优质钢材的消耗，而且也大大降低了生产成本。大型球铁件是指重量为1～10吨的铸件，重量超过10吨的铸件被称为重型铸件。现在大型球铁件的应用越来越广泛，如水轮机叶片、风机叶片及重型机械的零部件等。在大型铸铁件的铸造过程中，由于种种原因会使生产出的铸铁件出现各种缺陷，这在很大程度上都是由于铸造工艺不完善造成的，因此必须对大型球铁件的铸造工艺进行改进，以尽可能提高大型球铁件的铸造质量。

1 大型球铁件铸造工艺的特点

大型球铁铸件的个体和重量比较大，生产成本较高，对其的铸造质量要求也很高。要求大型铸件成型后不仅有非常好的表面质量，而且要有较高的致密度；此外，大型铸件还要经过严格的无损检测，表面及内部绝对不允许有小的孔洞出现，并且不能进行补焊。大型铸件铸造工艺与小型铸件铸造工艺不同，小型铸件的铸造工艺可以进行多次的反复试验，而大型铸件的铸造工艺要求一次成功，因此这给大型球体件铸造工艺的设计者提出了更高的要求。随着计算机技术的发展，现在的大型球铁件铸造工艺的设计都借助于CAD及CAE技术进行，即首先根据理论和经验进行初步设计，然后利用计算机进行模拟，预测铸造过程中缩孔、冲砂、夹渣等缺陷出现的位置，然后对初设工艺进行完善和修正，以得出优化后的工艺。这就是现代铸造工艺的设计过程。随着科学技术的不断发展，目前已经可以利用很多方法对铸造工艺进行改进，以尽量减少铸造成型的球铁件的缺陷。

2 大型球铁件的铸造工艺改进措施

大型球铁件的铸造工艺改进可以从很多方面进行，但主要应从浇注系统设计、冒口设计及冷铁的应用等方面

考虑。

2.1 合理设置浇注系统

大型球铁件浇注系统的设计应遵循的设计原则为流速小、流量大、平稳、分散均匀，能很好地对铁液流量及浇注时间进行控制，从而使铁液能够均匀地流入型腔中，并能很好地进行挡渣、隔渣。大型铸件的浇注系统通常由浇口杯、内浇道、直浇道和横浇道等组成。为了使设计出的浇注系统满足浇注时间段、浇注截面积合理的要求，需要利用奥赞（Osann）公式对内浇道的截面积进行计算，然后根据各截面积的比值确定直浇道和横浇道的截面积。大型铸件的浇注系统，内浇道、直浇道及横浇道的截面积比值通常选为：ΣA1∶ΣA2∶ΣA3=1.5∶2∶1。这是以伯努利方程为基础对换算后的水力学计算公式进行推导，再根据大孔出流理论进行各截面积推导的方法，解决了以前用的老公式计算出的浇注时间偏长、浇注截面积偏小的问题。如果在铸造时采用的是无冒口铸造，则尽量采用宽而薄的分散形式的内浇道，浇道的宽度应为厚度的五倍以上，以方便清理及挡渣。

2.2 冒口设计

球铁在从高温液体凝结到固态的过程中由于铁水温度降低会发生体积收缩的现象，但同时由于在凝结的过程中会有石墨球的析出而使铁水体积发生膨胀，因此可以考虑利用球铁自身的膨胀而对体积收缩现象进行抵消，大型球铁件的冒口设计即是依据这个原理。但由于铸造条件的不同，因此怎样设计冒口以及是否需要设置冒口以获得致密性好、无缺陷的球铁件是亟待解决的一个问题。

如果铸造工艺满足以下条件则在铸造的过程中可以不设置冒口：（1）使用的铸型刚度较高，如采用了树脂自硬砂型等；（2）浇注时的温度较低（1300℃～1350℃）；（3）在铸件顶部有多个排气孔；（4）铸件的平均模数较大，通常要在2.5cm以上；（5）对所用铁液的质量要求较高，CE值要大于4.2%；（6）内浇道是采用的多道薄片型快浇式。无冒口浇注的工艺已经使用了几十年，在实践中也得到了很好的检验，但其适用的条件较苛刻，特别是在进行重型球铁件浇注时尤其要慎重。

当球铁件的铸造工艺条件不能满足上文所述的条件时，为保证球铁件铸造的质量必须设置一定量的安全冒口，以弥补铸造工艺缺陷及对铸造偏差进行纠正。在使用刚度较高的铸型进行铸造时，为了方便造型和脱模，安全冒口的形式常设计成随形或矩形压边明冒口，冒口的位置位于铸件的顶部，以便于实现补缩、排气及清除作用。压边冒口的冒口颈长度为零，压边缝隙虽然较窄，但此处的型砂不容易散热，因此在铁水浇注完毕以后该处仍能自上而下对球铁件的液体体积收缩进行补充，从而有利于防止缩孔现象的发生。在浇注过程中压边缝隙的大小要选择合适，如果压边缝隙过小则会导致铸件未完全凝固时缝隙已经被封闭，无法起到液态补偿的作用；如果缝隙过大则会导致铸件发生石墨化时缝隙还未封闭，发生“倒补缩”现象，易发生缩孔现象，因此必须选择合适的缝隙大小。压边安全冒口的总质量不应超过铸件总质量的2%，其长宽高之比通常选为a∶b∶h=1∶（0.5～0.7）∶（1.5～2.5）。如果铸件的外形不太规则，则可以楔缝型或鸭嘴形冒口，其缝隙的宽度应比压边大2～4cm。

2.3 冷铁的应用

由于大型铸件的厚实部位在铸造时的凝结速度比较慢（这些厚实部位主要包括热节和一些比较重要的加工面），因此在这些部位容易出现缩孔和缩松缺陷等，为了有效地防止这些缺陷的产生，需要在厚实部位设置冷铁。冷铁的厚度选择对激冷作用的影响很大，如果厚度过大则激冷效果不好，太薄则不容易挂住砂。在选择外冷铁的厚度时，通常取为壁厚值的0.4～0.6倍。而在对致密度要求高的铸孔进行加工时，则最好使用冷铁芯进行冷却。

3 结语

大型球铁件的铸造是一个复杂的工艺过程，影响其工艺的因素很多，需要在实践中进行不断的探索和改进，只有这样才能不断提高大型球铁件的铸造质量。

参考文献

[1] 李润生.大型球铁件的铸造工艺设计[J].现代铸铁，2011，（6）：48-53.

[2] 于明艳，等.大型球铁筒体的工艺改进[J].一重技术，2003，（4）：23-24.

铸造工艺范文第7篇

【关键词】真空压力；铸造工艺；重点突破

1.前言

随着社会经济的不断发展，传统的铸造工艺因为其铸件组织疏松、内部缺陷多等多方面的质量问题，已经不能满足人们的需求。近年来相应的科研单位对铸造工艺提出了无缺陷、高致密度等要求，传统的铸造工艺急需得到改善和优化。针对此种情况，砂型真空压力铸造新型工艺得到了不断的研发和推广。砂型真空压力铸造的原理是在真空的外在条件下进行浇筑，并在压力环境下完成凝固工作。其在工艺流程方面较于传统的铸造工艺更加的精密和复杂，但主要的流程可以分为造型、抽真空、浇铸和加压固化四个方面。下面针对砂型真空压力铸造工艺的主要流程，结合在铸造过程中突破的工艺重点与难点，谈一谈砂型真空压力的铸造工艺。

2.砂型真空压力铸造的主要工艺流程

2.1 造型

在造型方面，砂型原料应该尽量的选用拥有规范几何形状并且强度较高的特种砂，并用特定的粘接剂进行拌匀等后续工作，最后进行温度时效，并把成型后的砂型放在浇铸罐中去。此种造型方式相较于其他方式，在应用型砂造型方面有非常显著的效果，并且整个造型过程把真空浇铸与加压凝固良好的融合在一起，增强了造型的成效性。此外，因为此造型过程中砂型是在浇铸罐中完成其浇铸过程的，因此在整个浇铸过程中，砂型会经历负压与正压的双重环境，这也决定了所选用的砂型需要有较高的强度，否则在造型过程中就很容易出现局部掉砂或者塌砂等不良现象，从而出现一些不必要的缺陷。在实际的应用中，还应该通过长期的比较实验，来测定最好的特种砂与特种粘接剂，从而保证造型的质量，并且在浇铸以前还应该用专门的合模夹具进行处理，以增加砂型合模的精度与强度。

2.2 抽真空

在抽真空流程中，应该快速的将浇铸罐关闭，并启动抽气阀，在限定的时间内抽光浇铸罐内部存在的空气，在浇铸罐内制造出一个真空的环境。但整个抽真空过程不可能真正抽光浇铸罐内的全部气体，必然会有部分的气体残留，此时如果残留气体不能通畅的排放出去，就会给铸件质量带来很大的影响。因此应该设置相应数量的冒口，从而使残留空气在浇铸过程中能够从冒口处排出。而对于浇铸罐腔内结构死角所存在的残留空气则可以通过砂型良好的透气性排出。此外还应该注意的是，如果抽真空进行的时间过久，就会使得金属液在浇铸罐的温度下降，从而增加了其氧化程度。

2.3 浇铸

在砂型真空压力铸造工艺中的浇铸过程中，主要的工作是把浇铸架上存在的金属液以相对平缓与均匀的速度，倒进砂型浇口中去，待到“补缩浇冒杯”渗满以后停止。因为此过程先经历了真空环境，然后再进行浇铸，并且在浇铸过程中没有任何的传热介质，浇铸罐内气体和其产生的阻力都很小，因此就使得金属液能够有良好的流动性，并且加压过程也使得铸件也具有较大的收缩率。所以在整个浇铸过程中，还应该注意适量的补缩浇铸液，并在关键时候给予一定的补缩温度，从而避免因为补缩不够，而使得铸件产生严重的铸造缺陷。

2.4 加压固化

加压固化的过程为：快速的打开高压阀，使浇铸罐内部的压力在一定的时间内升到特定的高压状态，并辅助其中的金属液进行冷却凝固，从而保证铸件能够拥有较为致密的内部组织结构。在这之中，加压的时间是决定铸件质量的关键性因素。如果加压的时间过长，就会使得铸件因为温度不够或者补缩通道不畅等因素影响，大大降低其加压的效果。因此在加压固化铸造过程中，当压力达到一定数值的时候，应该及时的进入保压状态，从而使铸件在保压的环境中完成其固化过程，保证铸件组织的致密性。

3.砂型真空压力铸造的重点突破工艺

3.1 增强气体流动性与排气能力

在砂型真空压力铸造工艺中，其型腔的选用有很多选择。原有的石膏型或金属型，因为自身特殊的性质，一般都能够生产出表面光洁的铸件。但是石膏型或金属型在排气功能方面却不是非常的理想，甚至根本就不具备排气功能。在抽真空过程中，有很多的残留空气滞留在型腔中得不到排出，大大增加了金属液流动的阻力，从而产生了一定的缺陷。因此，石膏型或金属型一般都只能在小型薄壁铸件方面得到广泛的应用。选择砂型的铸模就能够避免此种情况的发生，增强气体的流动性与排气能力，从而提高铸件的质量。

3.2 解决铸造热裂问题

在砂型真空压力铸造的过程中，因为一些大壁厚或中大型铸件的体积过大，其具有的热容量也很大，从而也决定了其拥有较大的冷却收缩率。石膏型或金属型有很高的强度，但它们的收缩弹性也不是很理想。因此在铸造过程中，如果采用石膏型或金属型来进行真空压力铸造，那么其生产出来的铸件经常伴有裂纹缺陷，并且铸件的体积越大，这种现象也就越明显。砂型结构内部组织较为疏松，并且有较好的弹性，选择砂型为铸模，就能够成功地避兔了铸件收缩热裂现象。

3.3 增强铸件的抗腐蚀性

由于砂型组织自身的特性，砂型真空压力铸造工艺较于其他工艺有更好的机械性能。不仅如此，因为此种铸造工艺所产生的铸件一般都拥有致密性很高的特性，因此其抗腐蚀性也很理想。经过相关的科学实验发现，砂型真空压力铸造工艺所生产出来的铸件，相较于普通砂型铸造所成产出来的铸件，在抗腐蚀性方面有着天差地别。特别是砂型真空压力铸造工艺所生产出来的铸件在盐雾的环境下，能够有效的避免空气吸呼现象的发生，从而保证了铸件的使用性能。

3.4 解决普通浇铸问题

砂型真空压力铸造工艺主要是在真空状态下进行浇铸工作，相较于普通浇铸能够极大程度的较少金属液与空气的接触，从而避免金属液发生氧化，并有利于金属液中氢气的析出，增强了金属液整体的清洁，进而阻止铸件形成夹渣。真空压力的铸造方式还大大减少了型腔中的空气阻力，增强了金属液的流动性，从而减少了铸件内部缺陷的出现。此外，在整个浇铸过程中没有传热介质，就使金属液在浇铸过程中能够保持稳定的温度。便于控制铸件顺序冷却。不仅如此，砂型真空压力铸造工艺中的加压固化能够使补缩通道更加畅通，从而使得铸件在压力的作用下进行冷却凝固，形成高致密性的铸件组织，解决了普通浇铸中铸件收缩率大的问题。

4.结语

随着社会经济的进一步发展，人们对于铸造工艺的要求也会也来越多。而砂型真空压力铸造工艺作为一种新型的工艺，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。不仅如此，砂型真空压力铸造工艺能够充分的解决传统铸造工艺的缺点，在未来的发展中也会有更为广阔的应用前景。作为一名铸造工艺的设计人员，在当下更应该对砂型真空压力铸造工艺的核心内容进行深入的了解，积极借鉴国内外关于砂型真空压力铸造的先进技术经验，给砂型真空压力铸造工艺的发展做出自己的贡献。

参考文献：

[1] 刘孝福，娄延春，齐笑冰，朴东学. 低压铸造技术在铜合金和黑色金属领域的发展和应用[J]. 铸造，2006，06：585-588.

[2] 赵忠，樊自田，李继强，董选普. AZ91D真空低压消失模铸造组织特性分析[J]. 特种铸造及有色合金，2008，04：294-297+244.

[3] 王艳光，彭晓东，赵辉，谢卫东，魏群义. 大型薄壁精密镁合金铸件铸造技术进展[J]. 兵器材料科学与工程，2011，05：101-104.

[4] 朴东学，齐笑冰，李慧玉，吴绍杰，王景安，赵青海. 真空（负压）实型铸造工艺生产抗磨铸件[J]. 水利电力机械，1995，05：38-41.

铸造工艺范文第8篇

关键词：树脂砂，铸造工艺，产品质量

树脂砂上世纪50年代开始在铸造行业出现和使用，到现在已经有几十年的历史了，其生产工艺和设备已相当成熟和完善。

一、树脂砂铸造工艺优点

相对于传统的粘土砂干型铸造工艺，树脂砂铸造工艺具有下以下一些优点：

1、铸件尺寸精度高，表面光滑，轮廓清晰。 这是因为在树脂砂造型过程中可以消除大部分变形的因素。由于铸件是在砂型固化后起模，这就有利于减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型引起的变形；还有在铸造过程中不需修型，最大限度的减少了不必要的修型引起的变形；再有模型不需要烘烤，消除了因烘烤造成的铸型变形。从铸件的构造来看，铸型强度高、表面稳定性好，所以芯头间隙小、分型负数小，减少了下芯、配模过程中铸型的破损和变形，保证了配模精度；铸型硬度高，热稳定性好，可以有效地抵御浇注时的型壁退让、迁移现象，减少了铸型的热冲击变形。型砂的溃散性好，清理、打磨容易，从而减少了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度的损害。综上所述，因为树脂砂具有流动性好、易紧实、脱模时间可调节、硬化后强度高、在随后的搬运及合箱过程中变形小；并且由于树脂砂的刚度高，在浇注和凝固过程基本上无形壁位移现象，所以铸件的尺寸精度高，它比粘土砂及油砂生产的铸件可提高1-2个级别。

2、生产效率高，缩短了生产周期。 这是因为树脂砂流动性好，易紧实，从而节省了大量的捣固紧实工作量，使造型操作大大简化；在起模时，由于铸型强度高，减少了起模后修型工作量；由于不用烘干，节约了工时和场地；旧砂回收后干法机械再生，使砂处理为封闭系统，便于机械化，可以节约大量旧砂处理，型砂混制、运输等辅助劳动；型砂的溃散性好，落砂容易，修整工作量少、节约了一些造型前的准备工作量。如插芯固等。 根据一般统计，用自硬呋喃树脂砂代替粘土烘模砂后，生产效率可提高40― 100%，单位造型面积产量可提高 20― 50%。

3、有利于机械化生产。由于型砂易紧实，溃散性好易清理等，大幅度降低了工人的劳动强度，为实现机械化生产创造了条件。工人的工作条件和环境得到改善，如减轻了噪音、矽尘等。

4、节约资源。由于不需要烘窑和水力清砂，提高了铁水成品率，大大降低了压缩空气消耗，从而减少水、电、煤的使用。 并且由于旧砂再回收利用很容易，再生回收率能达到90―95%，所以在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害等方面效果显著。

5、成品率高。因为树脂砂型成型性好、强度高、发气量较其它有机铸型低、透气性好，热稳定性好、可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷，从而降低废品率，可以制造出用粘土砂难以做出的复杂件、关键件。

二、铸造工艺中树脂砂的选用

1、了解树脂砂的特性。在生产中用作型砂黏结剂的树脂种类很多，除常用的呋喃树脂、酚醛树脂和脲烷树脂三大类外，还有不饱和聚酯树脂、环氧树脂和聚丙烯酸钠等。机床铸件选用树脂砂时，除了要对各种树脂的性能、价格和市场供应条件有大概的了解，还要分析各种硬化方式的适应性，然后才能根据合金种类、铸件特征、生产批量和工厂的实际条件选定适用的树脂和合理的工艺参数。

2、选用质量好的原砂。与相对于选用黏土砂时只需要注意原砂的化学成分和粒度，在采用树脂砂时，原砂对树脂砂性能的影响将非常突出。除了需要考虑原砂的化学成分和粒度外，还必须对其粒度组成、颗粒形状、表面特征和需酸量等因素的影响有深刻的认识，并根据需要进行合适的选取。

三、树脂砂铸造工艺控制

1、砂温对树脂砂硬化的影响及控制。树脂自硬砂的硬化原理是：树脂在固化剂的催化作用下逐渐发生交联反应而自行硬化，固化剂的催化作用受温度的影响较大，温度升高催化作用加速，温度下降，催化作用减慢，因而树脂自硬砂在硬化过程中，硬化反应的速率与砂温有密切的关系，同时硬化反应速率对硬化后铸型的强度有着重要的影响。因此，为了满足铸型强度，在生产过程中需要对砂温进行严格控制。2、固化剂的加入量和酸值对铸型的影响及控制。固化剂加入量的确定，需要根据其占树脂的比例来计算。如果在固化剂加入量一定的情况下，固化剂酸值愈高，树脂砂硬化速率愈快，反之，愈慢。如果固化剂酸值一定，固化剂加入量愈大，树脂砂的硬化速率就愈快，反之，愈慢。因为过快或过慢的硬化速率，都会降低铸型硬化后的强度，所以合理控制树脂砂的硬化速度对于铸型强度至关重要。

3、模具工艺控制。相对于粘土砂铸造，树脂砂铸件的外观质量对于模具质量的依赖更重。为了适应树脂砂造型的需要，需要做好模具工艺的几个方面：①拔模斜度。采用树脂砂造型时，应根据生产实际和产品结构加大模具的拔模斜度，能顺利的起模，得到质量较好的铸型。②模具的表面粗糙度。树脂砂铸件的表面粗糙度受模具表面粗糙度影响很大，所以降低模具表面粗糙度，是生产高品质铸件的重要措施。③加工余量。硬化后的树脂砂铸型有较好的刚度和较高的尺寸精度，且不易变形，所以在选择工艺参数时，可以选取较小的机械加工余量，从而减少金属溶液的消耗和机械加工的成本，从而可以提高铸件的尺寸精度。

4、加强工艺管理 。要保证采用树脂砂得到应有效益，严格的工艺管理是前提。从生产过程来看，有以下几点：①保证原材料和各种辅助材料质量的一致性。在采用树脂砂时，除了保证材料的质量要求外，其质量的一致性也是很重要的。②在型砂配置时，原材料必须确保定量准确。要做好定量装置定期检修，每日校核工作。③砂温和环境温度要严格控制。如若出现不可控情况，应注意测定砂温的变化，并据此调整相关的工艺参数，以保证生产正常运行。

四、结语

随着市场对铸件产品外观质量要求的不断提高，树脂砂铸件由于表面质量好、尺寸精度高、废品率低，适用范围广等特点，使得树脂砂铸造工艺日益受到重视。但是树脂砂铸造工艺也面临着初始投资大，生产成本高的缺点，如何解决这个问题，对树脂砂铸造工艺以后的发展至关重要。

参考文献

[1]王耀科，李远才，王文清．国内外树脂砂的现状及展望．铸造，1999

[2]董选普．铸造工艺学．化学工业出版社，2009

铸造工艺范文第9篇

关键词：矿山机械设备；铸造工艺；耐磨性；锰钢

随着社会经济的快速发展，全球范围内的矿业经济也取得了长足的进步。对于铁矿石，铜矿石以及其他金属矿石的需求量激增，带动了市场对于矿山机械设备铸件的需求，这也大大增加了对铸件铸造工艺的要求。而矿山机械铸件在铸造时往往采用的材质是碳钢或锰钢，这些材质的铸件在进行铸造时，需要注意的最大问题是铸件的耐磨性，所以想要提升铸件的铸造工艺，首先是铸件的耐磨性得到提升。

1. 矿山机械设备铸件耐磨性种类

随着我国经济的发展，我国在机械设备的耐磨铸件铸造方面取得了快速发展，其中一些如磨球、衬板等耐磨铸件甚至出口海外，技术水平已经达到了国际先进水平。矿山机械的耐磨铸件有许多种，最主要的有一下几类。

1.1奥氏体耐磨锰钢

在矿山机械设备中奥氏体锰钢有非常广泛的应用，它有韧性高、容易加工和硬化和强度高耐磨性好的特点。在铸件应用中如圆锥式破碎机和破碎壁、旋回式破碎机衬板、锤式破碎机锤头和湿式矿山球磨机衬板都会广泛的应用奥氏体锰钢。Mn13系列是最重要的耐磨锰钢材料，而在一些技术发达的国家一般会采用强度更高和耐磨性能更好的的Mn13Cr2奥氏体耐磨锰钢。在发展中锰钢技术进步取决于Si和P的含量，其中P的含量甚至要求在

1.2耐磨白口铸铁

在耐磨铸件中，耐磨铸铁的主流是铬系白口铸铁，在国内外应用也是最为广泛。Cr15、Cr26型耐磨白口铸铁是高铬耐磨铸铁，是现在质量最好和技术最为成熟的一种。随着技术的不断研发，铬硅耐磨铸铁和低铬耐磨铸铁也得到了研发和生产，其耐磨性能优于高铬耐磨铸铁，未来的市场前景更好。在未来发展中以磨球为例，需要满足耐磨，不开裂，不变形等诸多铸造工艺要求，要朝着节能、环保、高质量、高耐磨性方向发展。铸造工艺也不断大型化，产业化和自动化。

1.3非锰系耐磨合金钢

随着开采技术要求的不断提升，非锰系耐磨合金钢得到了研发和推广应用。主要使用在矿山机械设备中湿式球磨机衬板。这是一种低碳高合金铸钢衬板，非常适合用于湿式球磨机中。在应用试验中非猛系耐磨合金钢的使用寿命是高锰钢衬板的两倍，这样的效果大大提升了球磨机的使用效率和说明，将来在应用中会不断扩大和推广。在未来工艺提升中，需要不断的提高铸造工艺和合金钢热处理工艺优化上。技术的不断进步，高强度、高耐磨性中碳耐磨合金取得了快速的发展，硬度50 HRC的合金钢，αkn达到200 J/ c；硬度55 HRC的合金钢，αkn达到100 J/ c，使得耐磨合金钢不仅耐磨性得到了巨大的提高，硬度和韧性也得到了加强。

2. 提高矿山机械中锰钢铸件耐磨性铸造工艺

在矿山机械设备铸件中，锰钢的使用已经相当广泛，由于矿山开采时对于机械设备的强度要求极高，表现在设备铸件方面就是机械设备的耐磨性，所以就如何提高锰钢的耐磨性，分析如何加强矿山机械设备的铸件铸造工艺。

2.1铸造时改善锰钢铸件的致密度

铸件的致密程度极大的影响到了锰钢的耐磨性能，所以在进行铸造时，工艺方面应该做一下几个方面的考虑，第一，对于锰钢壁厚大于四十毫米的铸件，必须严格按照规范采用冒口易割片来达到补缩的目的，这样配合外冷铁的使用，能够大大加强锰钢的致密度，对于壁厚小于四十毫米的锰钢铸件，采用的是同时凝固的工艺技术，此时也需要配合外冷铁。这其中可以考虑使用发热保温冒口，这种冒口可以提高锰钢铸件的出品率，保证锰钢的耐磨性。第二，对于成批量，且形状较为简单的铸件在铸造时，尽量使用的工艺技术是金属型挂砂工艺，这样可以在最短时间，最大效率完成耐磨性锰钢铸造。第三，在铸件铸造工艺时，需要严格的遵守“三低操作”，三低主要指的是，铸件低温配模，低温铸造，低温出钢。这是保证铸件锰钢耐磨性的关键和基础。

2.2铸造时加强锰钢的热处理工艺

锰钢进行热处理的目的主要在于，通过热处理实现锰钢的单一奥氏体组织，加强锰钢自身的硬度和韧性，达到铸件的使用标准。锰钢相对于一般的碳钢铸件来说，导热性能较差，大约只有碳钢的三分之一左右。所以热处理工艺比一般的碳钢要求更高，更严。考虑到在进行热处理时，锰钢可能会出现变形或者开裂的质量问题，衬板在装置时需要采用竖装，并对锰钢进行预热处理，防止热涨冷缩导致锰钢变形开裂。

首先，对于厚壁的锰钢铸件，要缓慢的加热到650℃，并进行3个小时的预处理，此时已经可以使部分的奥氏体发生分解，分解量可以达到一半以上。这个过程会导致分解物存在铁元素和碳化物，形成奥氏体晶粒细化，少量的晶粒是在允许范围之内的。其次，通过预热处理之后，加热到1100℃，保持6小时左右。这个过程需要注意不能使温度过高导致铸件脱碳，所以保温的时间要决定于锰钢的壁厚，根据25mm/h进行计算，保证组织的碳化物溶解。再次，通过预热和加热的两个过程，需要进行迅速的水冷，进行水韧处理。锰钢在水韧处理时，入水的温度大约是1000摄氏度，入水经过三次以上的摆动，过程中注入冷却循环水，防止水的温度太高。最后，水韧处理要保持8小时450℃。之后会得到奥氏体，这样就会形成猛钢的高强度，增加锰钢的屈服强度，从而加强锰钢的整体耐磨性能。其中需要注意的是对于水韧的温度把握和控制一定要精确到位。温度高于450℃，碳化物会变得粗大，形成针状，这种分布降低了锰钢的韧性，不能达到良好的耐磨性能。

3.总结：

在矿山机械设备中铸件铸造工艺中，需要提升和加强的方面有很多，其中耐磨性是其中重要的部分，文章通过对矿山耐磨性铸件的介绍分类，提出锰钢铸件在铸造时通过改善锰钢的致密度和加强热处理工艺，加强锰钢的耐磨性能，其实还有很多其他的工艺改造，如改善锰钢的晶粒度，对锰钢的表面脱碳处理，都能提高锰钢的耐磨性能。

参考文献：

[1]鲁云.大型矿山机械铸件铸造工艺分析[J].宁夏机械， 2010（04）

[2]高瞻.厚壁大型高锰钢耐磨铸件的制造工艺[J].梅山科技， 2008（01）

[3]吴霞.高锰钢的热处理[J].热处理技术与装备， 2009（02）

铸造工艺范文第10篇

关键词：薄壁壳体；低压铸造；仿真模拟

中图分类号：TG2 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2013）03-0066-06

本次开发的变速箱上的铝合金离合器壳体，在试制阶段要求在45天内交付60件合格毛坯，费用控制在20万以下。为满足高质量、短周期、低成本的试制要求，选择合适的铸造工艺非常关键。

铝合金离合器壳体毛坯在量产阶段通常采用金属型高压铸造工艺，模具成本高、制造周期长，不能满足试制阶段项目开发进度和成本要求。公司在以往的试制阶段一般采用砂型重力铸造工艺，模具成本低、试制周期短，但是对于离合器壳体这种外形尺寸大、壁厚不均匀的薄壁件，其浇注系统设计复杂、造型难度高、工艺出品率较低；另外，由于砂型温度低，在浇注过程中铝液降温幅度大，在薄壁部位容易产生浇注不足或冷隔缺陷，在厚大部位，即使采用冒口补缩，其作用也比较有限，易产生缩松缺陷。而为此提高浇注温度又会带来熔体含气量高，容易产生缩孔等缺陷的问题，其毛坯质量不能满足试制要求。

低压铸造也是汽车零部件生产中常用的铸造工艺，一般采用金属型结合砂芯的方式来实现复杂铸件的生产。低压铸造相对重力铸造而言，金属液在压力下充型和结晶，具有充型平稳、浇注过程及工艺参数可自动控制等特点，用低压铸造工艺生产铸件具有合格率高、质量稳定及出品率高等特点，但是金属型低压铸造的模具费用和制造周期还是不能满足试制要求。

本文提出采用树脂砂型低压铸造工艺的设想，将低成本的树脂砂型和低压铸造工艺有机的结合，达到低成本、高质量、短周期的试制目的，通过对离合器壳体铝合金铸件的结构分析，结合砂型低压铸造工艺原理，设计铸件低压铸造浇注系统和低压铸造工艺方案。利用计算机数值模拟技术对铸件进行充型、凝固、缺陷模拟，根据模拟结果，修正铸件浇注系统和工艺方案。

1 铸件结构分析

1.1 产品技术要求

1.2 工艺可行性分析

该壳体的铸造难点是外形尺寸大、薄壁且壁厚不均匀。采用金属型压铸工艺完全能够满足生产要求，而对于砂型铸造而言，由于铸型在常温下浇注，铸型温度低，4 mm的壁厚相对过薄，在常规重力浇注下很难保证铸件成型完整。而一些厚大部位，特别是螺栓连接部位，在压铸时可以用型芯保证不至于壁厚过厚，同时压铸工艺上可以采用布置冷却通道的手段进行规避，而砂型铸造时这些孔难以成型，一般采用填平后续加工的方法完成，这就人为加大了铸件壁厚的不均匀性。铝合金属于低密度合金，在重力作用下的补缩作用有限，因此在厚大部位产生缩松缺陷很难避免。而采用低压浇铸工艺，合金液浇注时在可控的压力作用下充型，大大提高了金属液的充型能力和补缩能力，辅之以冒口进行补充，有效地减少或避免缩孔缩松等铸造缺陷，提高铸件质量。

2 低压铸造原理

本次试制采用树脂砂型低压铸造工艺，树脂砂固化后强度高，完全能够满足压力下成型的要求[4]。树脂砂经充分混合后在铝质模具中造型固化，脱模后再进行组芯合模，由于铸型内腔要承受一定压力，铝液极易从分型面流出或射出，因此要采用夹具将铸型固定牢固。

3 低压铸造工艺设计

3.2 砂芯造型

3.3 确定低压浇注工艺参数

3.3.1 浇注温度

由于合金液在压力作用下充型，其充型能力高于重力浇注，合金液在密封状态下浇注，散热慢，其浇注温度可比一般铸造方法低10℃～20℃[6]。浇注温度根据铸型条件、铸件壁厚、铸件结构及合金种类等条件确定，在保证铸件成形的条件下，温度较低为宜，因为浇注温度低可以减少合金液的吸气和收缩，使铸件产生气孔、缩孔、缩松、内应力、裂纹等缺陷的概率减少，本铸件的浇注温度取730℃左右。

3.3.2 充型、凝固压力与时间

（1）加压充型阶段

（2）保压结壳阶段

保持充型压力一段时间，使铸件表层形成一定厚度壳，在增压结晶时可以避免合金液渗入砂型中，减少机械粘砂机会[6]。在不产生粘砂和跑火的前提下结壳时间越短越好。

（3）加压凝固阶段

铸件结壳后在充型压力P1的基础上增加压力至结晶压力P2，使铸件在压力下结晶凝固。结晶压力越高铸件组织越致密，但受砂型强度的限制，压力不能太高，根据经验取凝固压力45 kPa。

（4）保压凝固阶段

保持结晶压力P2一段时间使铸件完全凝固。保压时间长短对铸件质量和生产效率有明显影响。保压时间与铸件结构、铸型条件等有关，通常取铸件凝固后，残留浇道长度一般控制在20～50 mm为宜。到目前为止，保压时间的确定没有较方便实用的计算公式，在铸件凝固模拟时可以通过模拟凝固状态，初步得到铸件保压时间。

3.4 充型、凝固过程模拟

3.4.2 充型过程速度模拟

3.4.3 凝固过程温度场模拟

3.5 模拟后修正工艺参数

3.5.1 浇注系统修正

3.5.3 浇注工艺参数对比

4 结论

离合器壳体采用树脂砂造型，低压浇注工艺成型，辅之以铸造CAE手段进行工艺设计、工艺参数指导及缺陷预测，能够快速生产出表面光洁，内部无缺陷的高质量铸件，铸件的力学性能满足设计要求而且成本低廉。这种工艺方法对其他薄壁铸件的快速试制具有极大指导意义和推广价值。

参考文献：

[1] 邱孟书，王小平，等.低压铸造实用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[2] 铸造手册 第三版编委. 特种铸造分册[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[3] 田荣璋. 铸造铝合金[M]. 湖南：中南大学出版社，2006.

[4] 约翰·坎贝尔. 铸造原理[M]. 北京：科学出版社，2011.

[5] 胡忠，张启勋，高以熹，等. 铝镁合金铸造工艺及质量控制[M]. 北京：航空工业出版社，1990.

[6] 罗庚生，张志忠，吕有纲等. 低压铸造[M]. 北京：国防工业出版社.1989.