学文网铸造工艺篇1
英文名称：Foundry Equipment and Techology
主管单位：太原科技大学（原太原重型机械学院）
主办单位：太原重型机械学院;全国(高校)铸造设备教学研究委员会
出版周期：双月刊
出版地址：山西省太原市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1004-6178
国内刊号：14-1352/TG
邮发代号：22-154
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1979
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Caj-cd规范获奖期刊
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铸造工艺篇2
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）
铸造工艺篇3
【关键词】铸件缺陷；粘砂；砂眼；夹砂结疤；分析
现代生产中，“质量”包含两个方面的内容：一是产品质量，即铸件满足用户要求的程度，也就是适应性。二是工程质量，即是制造铸件的生产过程对产品质量的保证程度。两者有相关性，但又不是一个概念。铸件质量的现代概念应该是有两层思：首先是满足使用要求，即适用性；其次是在保证适用性的基预上价格最低，即经济性。铸件的检验方法应根据铸件的验收条件要求选用。由于铸件作用不同，其质量要求也各不同。随着科技高速发展，对铸件的质量要求越来越高，铸件的检验言法也不同。同时从满足生产和客户的要求出发，铸件质量应包括：外观质量、内在质量、使用质量。而铸件外观质量显得尤为重要。其中以铸造缺陷当用时发现避免，因为铸造缺陷，是导致铸件性能低下，使用寿命短，失效和报废的重要原因。
表面缺陷是铸件表面上产生的各种缺陷的总称。常见的铸件表面的缺陷：粘砂、砂眼、夹砂结疤。表面缺陷给切削加工增加了难度。这些缺陷有些可直接看到，有的在切削加工后才能发现。对于浅表层缺陷通过切削加工可以消除，不会使铸件报废。加工后仍存在于铸件加工表面，并影响使用的，会使铸件报废。
一、粘砂的定义、产生原因、防治方法
1、粘砂的概念：
铸件表面粘附着一层难以清除的砂粒，称为粘砂。粘砂分为机械粘砂和化学粘砂。机械粘砂是铸件的部分或整个表面上，粘附着一层砂粒和金属的机械混合物。清铲粘砂层时能看到金属光泽。化学粘砂是铸件的部分或整个表面粘附一层金属氧化物、砂粒和粘土相互作用而生成的低熔点化合物，硬度较高，只能用砂轮磨去。
2、粘砂产生的原因：
粘砂是金属液与型壁表面之间产生热物理作用或经学反应的综合结果。凡是加剧热物理作用或热化学反应的各种因素，都会造成铸件的部分表面或整个表面产生不同程度的粘砂。铸件表面牌液态时间长，铸件厚壁或大热节处，散热条件差的地方（凹角、细长孔、狭窄沟槽等），金属液的静压力大，浇注温度高，原砂颗粒越粗，则容易粘砂。
3、防治粘砂的措施：
（1）铸件壁厚要均匀，适当加大圆角半径，尽量减小热节圆，采用冷铁。
（2）根据铸件厚度和金属液浇注温度，正确选用原砂粒度，面砂和粘结剂的耐火度适当高些，砂型紧实度要均匀，涂料层耐火度要高，热化学稳定性要好，砂型要干燥。
（3）提高金属液质量，适当降低浇注温度、浇注速度。
二、砂眼的定义、产生原因、防治措施
1、砂眼的定义：
铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。铸件表面的砂眼可以看到：内部砂眼只有机械加工后才能发现。
2、砂眼产生的原因：
产生砂眼的主要原因是铸型中存在有砂粒。这些砂粒来自：
（1）铸型结构不合理，造型下芯合型操作过程型壁表面砂粒易碰落;
（2）型砂和涂料的强度不够，造型操作时紧实度不均匀，型腔未修好;
（3）浇注系统不合理，浇注温度和浇注操作不当，金属液冲击型壁而脱落的砂粒;
（4）合型操作不细致，型内脱落的砂粒未清理干净，合型时压坏砂型等。
3、砂眼的防治措施：
（1）修改工艺，如增大铸型尖角部位的圆角半径，增大起模斜度，改进下芯方案等。
（2）提高型芯砂质量、造型操作质量、型芯烘干质量。
（3）改进浇注系统和控制浇注操作，减少金属液对型壁的热辐射和强烈冲击。
（4）提高合型操作质量，认真检查型芯尺寸，吸尽型内散砂，平稳合型，防止碰撞和挤压，坚持验型操作等。
三、夹砂结疤的定义、产生原因、防治措施
1、夹砂结疤的概念：
夹砂结疤是指在铸件表面产生的疤片状金属突起物，其表面粗糙、边缘锐利，有一小部分金属和铸件本体相连，疤片状突起物与铸件之间有砂层。
2、夹砂结疤产生的原因：
铸件产生夹砂结疤与铸件结构、造型方法、型芯砂质量、浇注等因素有关。如：
（1）处于水平位置的铸件大平面受金属液强烈热辐射作用;
（2）砂型（芯）质量不佳造成浇注过程型壁开裂或砂块掉落;
（3）金属液流动性差或浇速慢不能较快覆盖型腔底部平面。
3、夹砂结疤防治措施：
（1）减小上下型水平型壁面积、在水平大平面上附设肋结构、水平大平面倾斜浇注、在大平面上插钉加固。
（2）提高型砂、造型、合型质量。
（3）保证熔炼质量和浇注速度，如：减少金属液杂质含量、提高流动性、控制好浇注温度、增加内浇道面积和数量，提高浇注速度，缩短对型壁热辐射作用时间等。只要是转型与金属液接触的表层不破裂和不垮塌，一般铸件就不会产生夹砂结疤。
铸件外观质量检验一般采用直观就可以检查，对铸件表面缺陷的检验（例如粘砂、夹砂、夹砂结疤等）大多数用肉眼直观目视检查，也可借助于低倍放大镜，就可以发现暴露在铸件表面的宏观缺陷，检查时，应判定铸件对于检查项目是否合格，区分合格品返修品和废品。重点要在铸件内腔质量检验（内腔形状尺寸、表面粗糙度各种表面铸造缺陷、内腔清洁度等）检验。当用时发现内腔表面是否有粘砂、夹砂和夹砂结疤等缺陷时，必须采取措施将这些缺陷清除。
参考文献
[1]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册1卷.2版,北京,机械工业出版社,2002.8
[2]杜磊.铸造实用技术问答（M）北京：机械工业出版社,2007.6
[3]韩春鸣.机械制造基础.北京,化学工业出版社,2006.8
铸造工艺篇4
【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.
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铸造工艺篇5
【关键词】铸造工艺；集成CAD；现状；转换；工装设计
前言
随着科学技术的不断进步，在铸造中已经广泛采用了计算机技术，并且几乎每一个铸造的环节中都可以发现计算机的使用。自从上个世界八十年代以来，计算机技术得到了长足的进步，继而也被广泛的应用到各行各业中来，其中就有铸造生产，它通过集合所有生产过程中的信息，使之形成一个CIM“孤岛”。并且随着新的工艺设计、合理产品理念的提出，已经将制造过程与设计过程通过CAM、CAE、CAD等软件进行了紧密的联系，使产品设计与产品制造有了一个共同的、合理的平衡点，不仅考虑了可制造性，也考虑了可使用性。所以我们就要从集成CAD系统开始着手，从产品设计结束后即开展对制造工艺参数等的设计，其中包括收缩率、拔模斜度、加工余量以及分型面等。下面是本文作者的一些不成熟的想法，如有不正之处，希望大家予以批评指正，本人在此不胜感激。
1 铸造工艺集成CAD系统的概念
集成CAD系统中主要有三个部分，包含了从设计阶段到生产阶段的所有工艺设计环节，其中的三个方面都是：
（1）模板和摸样的设计以及数控加工部分
（2）铸造工艺CAD以及凝固过程的模拟部分
（3）产品模型到铸造模型的转变
由于随着产品的体积的不断缩小，功能的不断增多，产品内部越来越复杂，只有通过计算机设计和辅助工具才可以完成对质量的更高要求。我们在实际工作中很难在人工设计中保证尺寸误差，所以凝固过程模拟以及铸造工艺CAD系统已经广泛的在科研机构以及大中专院校中得到了研究，而且已经取得了很多的优秀成果。
2 模型转换的主要过程
随着制造工艺的不断发展，实体造型技术也得到了广泛的应用，我们已经可以通过CAD的三维模型对加工余量、拔模斜度以及分型面进行设计，摆脱了传统蓝***的诸多困扰，下面笔者就对这三个方面的设计进行简单的探讨。
2.1 加工余量
产品模型到铸件模型的转换中没有对加工面的加工余量进行分析，这是现行的转换模型中存在的一个大问题。加工面的识别有许多研究报导，但由于其造型特征是基于冷加工的，识别到的特性也是与冷加工有关的槽、凹槽、孔。现在有人提出采用基于特征的造型技术，在进行计算机辅助工艺规划时采用这些特征确定加工工艺。计算机辅助工艺规划时首先要计算毛坯的尺寸，其原理如同增加加工余量，因而可以利用特征来识别加工面，然后根据浇注位置等确定加工余量的大小。另外需要把不铸的孔去掉，所有的角都应是铸造圆角。
2.2 拔模斜度
为了拔模方便，且不破坏铸型，铸件中平行于拔模方向的平面必须附加一定的拔模斜度。在理论上，只要修改平面的法线方向，即旋转一个拔模角度即可。相关文献中提出采用变量造型来进行设计比较方便，并且假设其分型面法向平行于X、Y、Z 三个坐标轴中的一个。
拔模斜度的增加，意味着几何的重新构造，因而在很大程度上依赖实体造型系统的功能。用目前先进的造型技术如参数化设计、特征造型等来实现比较方便，但需要很多的人工干预。最可行的方法是自动识别需加拔模斜度的面，然后加上拔模斜度。这是因为设计方案经过凝固模拟之后可能需要重新确定分型面，那么拔模斜度也需要重新设计。而且造型部分是采用产品设计部门的结果，铸造工艺设计中需考虑的因素不可能涉及到。
2.3 分型面设计
现在的分型面基本上是采用交互的方式来确定，计算机给出一定的分析结果，供使用者参考。现在还不能做到自动加入分型线。对分型线的分析基本上采用一定的规则。分型线从最小尺寸中心经过，这样上、下型中的铸件尺寸最小，便于取模，并且拔模斜度也最小，模型也最接近所要求的产品尺寸，但没有考虑是否可以把整个模型放到一个型中（上或下）。模型这样放有两个优点： 其一是可以减少毛边和飞刺缺陷，其二是可减少错型带来的废品率的增加。而如果考虑产品的生产批量较大，为提高出品率，最好采用一型多件；如果浇注合金需要较大的补缩压头，以保证补缩。从计算几何的角度分析计算了分型方向，即拔模方向，从而减少芯子的数量，为优化分型面的设计提供了一个可行的计算方法。
3 工装设计的主要内容
工装设计的主要内容有三个方面，分别是芯盒、模板以及模样的设计。
芯盒设计的工作与芯子的设计工作联系非常紧密，在确定分型面的选择之后，在决定用芯子铸造的分型面，在模样中通过实体形式来体现出需要芯子的部位。相关文献中也将芯子根据布置位置的不同分为了三种形式，分别是边角空、多面孔以及内部封闭孔，并且通过数学原理用关联矩阵将芯子的所有特性表示出来，继而通过矩阵将芯子取出，形成了需要的模样外形。
在凝固模拟分析后要想确保工艺的合理性，就只能通过模板设计来实现，通过将浇注系统与模样有机的结合，形成了一个合理的设计模板。通过制作一个***库将浇冒口系统融合在其中，根据系统自动生成的所需要的浇冒口来进行型板的设计。
将芯子与芯头都加装在铸件模型上，并且将初见由于凝固时收缩的现象用修正尺寸的方法来补偿叫做模样设计。但是现阶段由于技术水平的限制，我们只能通过计算机辅助系统来对一些腐蚀？很复杂的规则面来进行处理，而且还要假设内部存在质心？同时是线性收缩率，只有这样假设条件比较便捷的形状才能应用计算机辅助设计软件。
4 结束语
综上所述，我们先对铸造集成CAD系统进行了一番了解，发现了其中的问题，虽然计算机技术得到了长足的发展，也在我们的铸造工艺中体现了相当大的作用，但是我们一定要注意到我们技术中存在的不足。根据实际情况，发现其中的难点，通过不断的努力，来解决问题，同时赶上我们与西方发达国家在该领域之间的差距，只有正确的认识自己，才能够迎头赶上，继而推动我国铸造工艺集成CAD系统的不断向前发展，最终为我国经济的飞速发展增添新的动力。
参考文献：
[1]张文学.浅谈计算机技术在铸造系统中的应用[J].计算机技术应用，2006（5）.
[2]邹祖喜.论我国铸造技术发展方向[J].铸造技术，2003（12）.
作者简介：
铸造工艺篇6
关键词：铸造式;汽车转向节;加工工艺 汽车转向节概述
对于汽车行驶而言，转向是一个不可或缺的动作。在转向操作中，驾驶员对转向盘施加作用力，形成一个适宜的转向力矩，并依此影响如下部件“转向轴转向传动轴转向器转向摇臂转向直拉杆转向节转向节臂轮毂，最终实现使车轮偏转的效果。由此可见，转向节应具备如下构造要求：①支撑轮毂。②具备转向功能。③为制动器留置适宜的ABS传感器布置空间。④同转向节柱等零件有机相连。转向节结构相当复杂，需要处理好受力不均的问题，因而对精度有着相当高的要求。 铸造式汽车转向节加工工艺
转向节加工工艺主要有两种：①传统分散加工工艺。该工艺涉及20多道工序，不仅工作强度大，而且很难保证加工过程的稳定性以及加工精度，无法满足规模化生产的要求。②新型集中加工工艺。该工艺具有诸多优点，主要包括自动化程度高、精度理想以及工作强度低，其缺点是投资规模大。本文介绍了一种铸造式加工工艺，能够保证工件表面具有理想的光洁度以及平整度，加工部位可以预留1.5～3mm的加工余量，且适宜规模化生产，因而在当前的汽车转向加工中得以普遍应用。下面对铸造式汽车转向节加工工艺进行分析，具体尺寸要求详见***1。
***1 工艺检测要求
2.1尺寸公差要求
轴承座Φ，在位置上和轴承内止口Φ保持的距离;2个制动器安装孔的规格为Φ，在位置上和轴承内止口Φ保持58.2±0.15的距离，同时和零件水平中心线保持70±0.1的距离;2个减震器安装孔2-Φ在位置上和轴承内止口保持116.6±0.2的距离，同时和零件水平中心线保持139.8±0.2的距离，角度精度控制为4°41′±10′，另外，2孔在位置上应达到60±0.1的标准;ABS孔角度精度控制为56°±10′[2]，在置上和零件中心保持的距离，。
2.2形位公差要求
对于减震器安装孔臂而言，其相对基准B、C而言，在垂直度以及平行度上应满足0.1mm公差要求;轴承座要求以基准A为中心确定一个已经给定部分的圆柱时，无论在哪一个测量平面内，径向圆跳动量均需控制在0.02mm之内;ABS安装孔在平面上应位于距离为公差值0.1mm且和基准A保持平行的2个平面之间，另外，平面度控制为0.02mm;轴承安装后要求后端槽所有正截面的同轴度为0.015。
2.3表面粗糙度要求
减震器安装孔臂的表面粗糙度、ABS安装孔平面的表面粗糙度、ABS安装孔的表面粗糙度以及外圆表面的表面粗糙度均需控制为Ra3.2;轴承座安装表面的粗糙度以及横向拉杆锥孔表面的粗糙度均需控制为Ra1.6。 技术方案
3.1粗定位基准的选择
汽车转向节零件属于异型零件，由于空间臂较多，再加上有着集约化量产的需求，传统的单件小批量划线找正的生产制造模式很难满足粗基准的加工要求，另外，汽车转向节多处孔和面位于距离中心孔位比较远的侧臂上，一旦粗基准定位偏差较大，就会造成零件批量报废。所以，建议采用空间3点的平面定位法，3点集中在同一铸造型箱中，因而能够减小铸造过程中必然存在的合箱误差。同时采用2个呈垂直关系弯臂的可调夹紧装置以满足中心可调定位的效果，除此之外，异型定位压板其两侧挡板也能够发挥辅助调整定位的作用。
3.2加工工艺规程编制
参考转向节零件所要求的加工质量标准以及实际加工用的机床类型，编制加工工艺规程如下：①车削加工φ70、φ62内孔和有关沟槽，保证φ62部位尺寸公差标准，直到IT7 铣削开档规格为140的两短臂平面，对该处的φ12.2孔进行钻铰，使之达到H7。②借助φ70H7孔、φ12.2H7孔以及轴承档内止口进行定位，采用一面两销的科学定位方式，对整个外臂平面和小凸台顶面进行铣削，所有卧铣头全部采用硬质合金双面刃铣刀（2把）以及具有可微调功能的隔套进行双面同时加工，并确保21.8以及17.52处厚度符合标准。③厚度为18.7处、角度为3°53′的短弯臂通过悬臂刀杆加装三面刃对内壁进行铣削，同时采用端面铣刀对外壁进行铣削，从而尽量规避该部位刀杆以及双刀受力复杂的负面影响。4）利用φ70H7孔、φ12.2H7孔以及轴承档内止口进行定位，钻削所有底孔，同时做好有关扩孔、攻丝以及锥孔精铰工作，锥孔操作时应准确控制轴向深度，保证精铰余量足够均匀且控制在0.050um之内，从而保证锥孔具有理想的表面质量以及规格稳定性[3]。
4.结束语
本工艺方案比较适用于批量规模化生产要求的汽车转向节异型零件的加工，不仅能够大幅减轻一线操作人员的工作强度，而且能够确保工作时效以及提高产品质量，同时还能够大幅缩短工作周期，因此表现出了比较理想的实际应用价值。
参考文献：
[1]李环宇.汽车转向节锻造方式对加工工艺性的影响[J].金属加工（热加工），2013，07：50-52.
铸造工艺篇7
关键词：热节；缺陷；铸件；工艺设计
侧架的内腔连接筋较多，生产制造时容易受人为影响，常常因为对接不良而产生错位[1]。铸造工艺过程比较复杂，易于显现出来缺陷，利用微机模拟仿真，便可在熔炼浇注前对可能出现的缺陷位置和凝固持续时间进行计算，以便设计出最合适的工艺，以保证铸件的生产品质，缩短试验时间，为生产提供理论依据[2]。
1模拟计算前处理
1.1铸件分析
铸件外型尺寸为长2199.64mm，宽565.3mm，高419.8mm；体积为3.963×107mm3,毛坯质量为381kg。平均壁厚为25mm，内腔连接筋较多，材质为B级钢，多用于铁路机车车辆上，其凝固方式为中间凝固，实验性能不好，液相温度高，易形成集中缩孔热裂等铸造缺陷。此零件是对称的，为了加快仿真时间，模拟运算时，只取零件的一半。计算网格数目166万。
1.2边界条件及参数设置
边界条件以及相关参数的设置准确与否，直接影响金属液体和铸型等的换热，会导致热节计算、凝固进程以及缺陷预测偏差很大，经过多次试验、模拟，进行如下设置。凝固过程在液态金属未完全充满型腔时已经开始，对于快浇大中件的砂型铸造，t凝＞＞t浇，充型时间很短暂，不考虑充型对初始条件的影响，结果计算误差不大，由于侧架尺寸比较大，充型速度大，砂型的起始温度设定为室温（即20℃），铸件初始温度稍低于浇注温度为1580℃。设铸件与砂型之间的换热系数为1100W/m2,砂型表面与大气之间的换热系数为500W/m2。
2裸件凝固模拟及制定工艺
2.1凝固进程模拟及确定热节
边界条件设置好之后，进行无浇注系统和无冒口的裸件凝固计算。通过凝固计算预测出侧架各个部位的凝固时间，确定热节部位及预测各热节的凝固时间。从而使得铸件的浇冒口可以按照热节的温度、出现部位进行设计，参照热节的凝固时间设计，使得铸件按照顺序凝固进行[3]。通过凝固模拟计算得出铸件的整体凝固时间为381.76s，侧架左右两侧凹进去的部位凝固时间最长，为最后凝固部位，是第一热节；凹进去的侧旁的热节为倒数第二最后凝固的部位，凝固时间约为321s，为第二热节，第三热节凝固时间为303s，第四热节为243s，充型结束190.88s以内，没有明显的热节，确定了侧架的热节和凝固次序。铸件凝固进程如***1所示。
2.2缺陷预测及工艺制定预测的缺陷
主要在铸件的厚大部位[4]，尤其是中间顶部的肋板处，缺陷比较集中，根据缺陷预测的位置及凝固进程，制定了如下工艺方案。（1）冒口。铸件中间上部两肋板交叉处壁最厚，液相结晶凝固最慢，分别设置冒口，尺寸为ф100mm×130mm。铸件中心空腔靠近第三热节的凸台，预测有缩孔，对称地在两凸台分别设计冒口，尺寸为ф85mm×90mm。铸件最长框架中间上部设计一冒口，尺寸为ф50mm×85mm，第一热节处，铸件两侧各设置一冒口，尺寸都为ф80.5mm×120.4mm，并设计了冒口颈。（2）冷铁。第二热节处设计外冷铁，尺寸为ф16mm×50mm，两肋板交叉处下方设置一冷铁，尺寸为ф16mm×90mm，第四热节共四个位置设计四个冷铁，尺寸都为ф16mm×30mm。（3）浇注系统。浇注位置从两侧导柱头浇注，分型面在零件竖直方向中间平面上；内浇口安放在两端，内浇口长宽高分别为34.7mm、25mm、40mm，从浇口杯流进钢液，设计为过桥浇注，一件一箱，直浇道直径为45.3mm、高424mm,为了缓冲液体流动速度，在直浇道正下方设计了一浇口窝，浇口窝由一个立方体块和一个半球组成，立方体块在半球上方，立方体块的长宽高尺寸分别为：71.8mm、71.8mm、40.5mm，半球的直径为71mm。
2.3有浇补系统的铸件模拟计算
凝固时间是1461.42s，与裸件的凝固时间381.76s相比，时间变为4倍，其原因是设置了浇补系统总质量增加，从凝固进程***中看出，冒口和浇注系统都比铸件热节凝固时间要晚，从而很好地补缩了铸件凝固过程中的收缩，裸件凝固预测的热节已经基本消除，最后凝固的部位都从裸件中的热节转移到浇冒系统中，表明铸造浇冒工艺设计是合理的[5]。
3预测缺陷与实物对比
比较实物纵剖面***和对应缺陷预测，可以发现此剖面内部型腔没有大缺陷，只是中间空腔上部有少许缩松，实物和预测情况基本吻合，表明上述工艺是切实可行的。
4结语
（1）通过反复试验，找到了合适的初始条件和边界条件相关参数，为准确预测热节、缺陷奠定了基础。（2）通过不加浇冒系统的裸件凝固模拟，找出了各个热节、预测出各热节的凝固时间，并预测出铸件的缺陷大小和位置，从而为合理地设计浇冒系统提供了参考。（3）参照各个热节以及缺陷大小和位置，设计出了合理的浇冒系统，进行电脑虚拟浇注后，发现热节和缺陷已经基本消除，并与实物缺陷相比较，结果计算机预测缺陷和实物缺陷基本吻合。（4）电脑虚拟浇注为铸造实验的进行提供了科学的指导作用，可以降低试制时间、改进工艺及降低实验耗费，是一种科学可靠的铸造技术。
参考文献
[1]BeeleyPR.FoundryTechnology[M].London:Butterworths,1972.
[2]柳百城.铸造技术和计算机模拟发展趋势[J].铸造技术，2005（7）：611-616.
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[4]王文清，李魁盛.铸造工艺学［M］.北京：机械工业出版社，2002．
[5]李英民,崔宝侠.计算机在材料热加工领域中的应用[M].北京:机械工业出版社，2001.
铸造工艺篇8
关键词：缸体 铸件 一箱两件 工艺设计
中***分类号： TG249 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（c）0000-00
伴随当前社会当中对环境保护的要求越来越高，而汽车尾气的排放是当前引起环境污染的主要原因之一，这就对汽车的尾气排放量的设计标准提出了较高的要求。为了最大程度满足这一要求，发动机各大生产厂家都着手加大了对发动机设计和开发的力度，当前大部分的生产厂家普遍采取的是多气门电子喷发动机。在汽车内部构造中，缸体是发动机中最重要的部件之一，伴随汽车行业的飞速发展，在汽车制造业当中对发动机缸体设计的尺度以及力学方面的性能要求不断提升，进而对缸体铸件的质量提出较高的要求。
1发动机缸体制造工艺及条件概述
我们就以重庆大江工业集团铸锻公司为例，该企业是专业生产汽车发动机中的缸体，具体的生产能力达到每年30多万台。该公司具备西班牙最新进口的砂处理系统以及气冲造型线，气冲造型线可以具体的分为水平分型，实际的砂箱内部的尺寸为1300×900×340/340，此外还有跟多种型号的热芯盒发射装置30多台，全部的砂芯都使用热芯盒来制芯；熔炼设备为德国“容克”企业生产的5T自动变频感应炉；而且还具备了铸件清理流水线、汽车烤漆生产线以及热处理锅炉等相关的配套设施。
2工艺的具体设计
（一）制芯工艺介绍
所有的砂芯都是选取覆膜砂制芯，其中除了水套芯和油道芯属于高强度之外，剩下的都是强度较低的覆膜砂。
采取Z8085射芯机中的热芯盒来制作钢筒芯，并且将射砂口的方向设置在钢筒的方向上，为了最大程度降低钢筒芯的重量，降低砂芯的排气量，以便于砂芯的排气，使用下顶芯结构，设定相应的减重模块，从曲轴室的方向上对砂芯实施抽空，最大程度上降低了砂芯的实际重量，通过这种方式，不但降低了砂芯的实际排气量，同时又便于设定砂芯的排气管道；
利用Z8580射芯机中的热芯盒制作对应的水套芯，利用Z8682射芯机中的热芯盒制定相应的油道芯；利用2ZZ8825射芯机中的热芯盒制定对应的端芯、定位芯以及浇道芯，分别运用上下的分模结构，对砂芯的后部进行抽空，通过这种方式，不但降低了覆膜砂的实际用量，同时又降低了砂芯的排气量，并且还扩大了砂芯的排气管道。
（二）组芯工艺
因为覆膜砂芯的表面非常密集，其内部却较为松散，为了保证水套芯可以顺畅的排气，通常采用在组芯前，首先在工艺水孔的芯头上钻出一个φ6的排气孔，来进行排气。
为了使铸件缸筒以及水套外壁厚度的均匀性，首先需要将水套芯、定位芯以及油道芯，通过与专业的夹具相组合，运用热熔胶进行粘接，随后再和钢筒芯和缸体端芯进行二次组合，二次组合不需要用胶粘，而是需要依靠砂芯的芯头之间相互定位，这样更加容易更换，方式因为某个砂芯的故障或者是损坏造成一整套的砂芯报废。
（三）造型工艺
运用气冲生产流水线造型，对生产节拍设定为40箱/h，对应的气冲气压设置为0.5MPa，保证砂型的紧密程度，防止在浇注的环节中出现冲砂的状况。为了大幅度提升生产效率，在生产流程中和砂箱的尺寸相结合，运用了一箱两件的生产工艺。此外，气冲造型在分型的形式上设定为水平分型，所以这就要求生产工艺必须要设定为卧浇方式，将所运用的型砂设定为湿型砂。
为了对砂型的排气功能加以保障，在造型之后，将所有的出气孔全都引穿。砂型的表面必须要清理干净并通过相关的检验合格之后，才能进入到下芯的工作程序中。
（四）下芯生产工艺
为了最大程度保证铸件的精度，首先将已经组合完成的砂芯放到下芯的胎具上，运用下芯胎具为砂芯的组合质量实施审查，随后在运用专业的下芯吊具把砂芯放到砂型当中去。
为了保证在下芯环节中的稳定性，相关设计人员对下芯吊具实施了针对性的设计，将其设定为三层框架的结构，确保下芯吊具和下芯胎具在定型完成之后，吊具才可以抓取砂芯，在下芯吊具和砂箱都定位完成之后，将砂芯在放入到砂型当中，保证砂芯在砂型当中的具置完全完全正确，以此来保证铸件的整体尺寸的准确性。
（五）熔炼和浇筑工艺
利用自动变频感应炉来进行熔炼，在实际的熔炼过程当中，电磁的搅拌能力较强，为了防止铁水的成分不够均匀，可以在高温过后在进行镇静工作，剩余的熔渣可以全部处理。所以，铁水质量的稳定性，对变频感应的熔炼有着非常重要的影响，所以必须要对铁水的温度加以有效的保障。
因为此产品的材质是合金铸铁，而产品又是薄璧件，要想保证铁水的顺利充型，就需要达到较高的出炉温度，大约在1480℃～1490℃；生产的方式运用包内冲入的方式，一包铁液可以浇注四箱，实际的浇注温度要稳定在1420℃～1440℃之间。为了防止在浇注过环节中带入熔渣或者浮渣等杂物，这就需要在横浇道以及分支直浇道之间的连接处，装置纤维过滤网。
铸件的材质是以铜-钼合金构成。
3结束语：
本文主要是对汽车发动机缸体低压铸造工艺的设计进行了分析，在1.5L汽车发动机缸体的设计当中，运用中注式机体浇筑系统、一箱两件和机体卧浇的工艺流程，对发动机浇注系统实施优化设计，从而研发出1.5L的完整发动机缸体的制造工艺。此项工艺的设计方式在提升企业整体生产效率的同时，在产品的质量方面也起到了有效的保障，铸件的合格率也得到了大幅度的提升。
参考文献：
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[2]黄***.汽车发动机缸体的铸造工艺[J]重庆市铸造年会论文集2011（4）
[3]周淑容.汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺研究[J]铸造技术2014（2）
铸造工艺篇9
黑龙江省民族博物馆 黑龙江哈尔滨 150000
[摘要]中国古代青铜器的铸造有两种基本的方法，即块范法和失蜡法。块范法(或称土范法)是商周时代最先采用的，是应用最广的青铜器铸造法。失蜡法指用容易熔化的材料，比如黄蜡(蜂蜡)，动物油(牛油)等制成欲铸器物的蜡模，然后在蜡模表面用细泥浆浇淋，在蜡模表面形成一层泥壳，再在泥壳表面上涂上耐火材料，使之硬化即做成铸型，最后再烘烤此型模，使蜡油熔化流出，从而形成型腔，再向型腔内浇铸铜液，凝固冷却后即得无范痕，光洁精密的铸件。
[
关键词 ]青铜器；铸造工艺；块范法；制范；失蜡法
中国古代青铜器的铸造有两种基本的方法，即块范法和失蜡法。
一、块范法
块范法(或称土范法)是商周时代最先采用的，是应用最广的青铜器铸造法。
此方法简单介绍如下：以铸造容器为例，先制成欲铸器物的模型。模型在铸造工艺上亦称作模或母范；再用泥土敷在模型外面，脱出用来形成铸件外廓的铸型组成部分，在铸造工艺上称为外范，外范要分割成数块，以便从模上脱下；此外还要用泥土制一个体积与容器内腔相当的范，通常称为芯，或者称为心型、内范；然后使内外范套合，中间的空隙即型腔，其间隔为欲铸器物的厚度；最后将溶化的铜液注入此空隙内，待铜液冷却后，除去内外范即得欲铸器物。
1、块范法铸造的具体过程与浑铸法
(1)制模
模亦称为“母范”，原料可选用陶或木、竹、骨、石各种质料，而已经铸好的青铜器也可用作模型。具体选用何钟质料要视铸件的几何形状而定，并要考虑花纹雕刻与拨塑的方便。一般说来：形状细长扁平的刀、削，可以用竹、木削制而成；较小的鸟兽动物形体可以用骨、石雕刻为模；对于形状厚重比较大的鼎、彝诸器，则可以选用陶土，以便拨塑。
从出土发掘来看，陶范最为常见。陶范的泥料粘土含量可以多一些，混以烧土粉、炭末、草料或者其它有机物，并掌握好调配泥料时的含水量，使之有较低的收缩率与适宜的透气性，以便在塑成后避免因为干燥、焙烧而发生龟裂现象。陶模的表面还必须细致、坚实，以便在其上雕刻纹饰。
泥模在塑成后，应该使其在室温中逐渐干燥，纹饰要在其干成适当的硬度时雕刻。对于布局严谨、规范整齐的纹饰，一般先在素胎上用色笔起稿而后再进行雕刻，高出器表的花纹则用泥在表面堆塑成形，再在其上雕刻花纹。
泥模制成后，必须置入窑只焙烧成陶模才能用来翻范。
(2)制范
制范亦要选用和制备适当的泥料。其主要成分是泥土和砂。一般说来，范的粘土含量多些，芯则含砂量多些，颗粒较粗。且在二者之中还拌有植物质，比如草木屑，以减少收缩，利于透气性。
范的泥土备制须极细致，要经过晾晒、破碎、分筛、混匀，并加入适当的水分，将之和成软硬适度的泥土，再经过反复摔打、揉搓，还有经过较长时间的浸润，使之定性。这样做好的泥料在翻范时才得心应手。
从模上翻范技术性很强，是块范铸造技术的中心环节。对于较简单的实心器物象刀、戈、镞等，只需由模型翻制两个外范即可，此种外范称为二合范。
而制造空心容器的范则复杂多了，简单来说分以下几点：
①在翻范以前，首先要决定外范应该分为几块及应该在何处分界。
②翻外范的方法是用范泥往模上堆贴而成，再用力压紧。
③对于心的制做则有三种方法：一是已从模型上翻制好外范后，利用模型来制芯，即将模型的表面加以刮削，刮削的厚度即是所铸铜器的厚度。二是把模型做成空心的，从其腹腔中脱出芯，并使拖出的芯和底范连成一块，再在底范上铸耳，此钟方法适用于大型器。三是利用外范制芯。
(3)浇注
将已焙烧的且组合好的范可趁热浇注，不然需在临浇注前进行预热。预热时要将范芯装配成套，捆紧后糊以泥砂或草拌泥，再入窑烧烤。预热的温度以400-500度为佳。焙好的型范需埋置于沙(湿沙)坑中防止范崩引起的伤害，并在外加木条箍紧，也是为了防止铜液压力将范涨开。
范准备好后，将熔化的铜液(1100-1200为宜)注入浇口。器物之所以倒着浇，是为了将气孔与同液中的杂质集中于器底，使器物中上部致密，花纹清晰。浇入铜液时应该掌握好速度，以快而平为宜，直到浇口于气孔皆充满铜液为止。待铜液凝固冷却后，即可去范、芯，取出铸件。
一次浇注成完整器形的方法叫“浑铸”，或“一次浑铸”，或者“整体浇铸”。商周器物多是以此方法铸成。凡以此方法铸成之器，其表面所遗留的线条是连续的，即每条范线均互相连接，这是浑铸的范线特征。
(4)修整
铸件去陶范后还要进行修整，其经过锤击、锯挫、錾凿几打磨，消去多余的铜块、毛刺、飞边，只有这样才算制造完毕。
除浑铸法之外还有分铸法，即器物的歌部位不是一次浇铸完成的，而是分别铸成的，并用连接方法使之连为一体。而连接则主要有铸合法和焊接法。在此就不介绍了。
铸造工艺篇10
【关键词】镁合金熔模铸造；工艺；组织性能
随着社会的不断发展与进步，金属材料消耗越来越多，金属矿产资源逐渐减少，资源、能源、环保问题受到了人们的广泛关注。镁是地球储量较为丰富的金属，在社会各领域中均有着一定的应用，镁合金铸造工艺得到了一定的发展，为社会的可持续发展奠定了可靠基础。
1.镁合金熔模铸造成型工艺及优势
1.1工艺
熔模铸造又称之为失蜡铸造，主要就是利用一些蜡料、塑料等易熔材料制造而成的精确、光洁的模型，在熔模表面涂刷耐火材料，在干燥与硬化之后进行加热，熔去蜡模，之后进行高温焙烧，逐渐形成一定厚度的壳型，再之后向型腔中浇注金属液，得到和熔模形状相同的铸件。其镁合金熔模铸造成型工艺流程如***1所示。
1.2优势
同其它铸造工艺与零件成型方法相较而言，熔模铸造成型具有以下优势：其一，铸件尺寸精度较高，表面粗糙度较低。熔模铸造成型工艺的尺寸精度可以达到4-6级，表面粗糙度可以达到Ra0.4-3.2μm，在一定程度上降低了铸件切削加工的工作量，并且保证铸造过程实现了无余量。其二，可以铸造一些形状复杂的铸件。运用熔模铸造成型工艺，可以铸造出空心叶片、叶轮等复杂形状，并且还可以铸造一些其它铸造工艺无法完成的铸件。在进行铸造的时候，可以使铸件壁厚达到0.5mm，孔径达到1mm以下，铸件的轮廓尺寸可以达到毫米级，最小的几毫米，大的可以达到上千毫米，重量最轻可以达到1g，重的可以达到几吨。除此之外，还可以将原来由很多焊接、零件组合的部件进行整体铸造，并且有效降低零件的重量。其三，合金材料不受限制。在熔模铸造成型工艺中，可以生产各种合金材料，如合金钢、铝合金、镁合金、铜合金、钛合金等，针对一些无法焊接、锻造、切削的合金材料，可以进行熔模铸造，生产相应的合金材料。其四，生产灵活性较高，适应性较强。在熔模铸造成型工艺中 ，其工装模具比较容易制造，不仅可以进行大批生产，也可以进行小批生产，甚至可以进行单件生产。在进行大批生产的时候，可以选用金属压型方式；在进行小批生产的时候，可以选用易熔合金压型方式，在研制样品的时候，可以利用原型取代蜡模。
2.镁合金熔模铸件的组织性能分析
2.1阶梯形陶瓷型壳的熔模铸造
2.1.1熔模陶瓷型壳制备
阶梯形熔模陶瓷型壳制备工艺和镁合金熔模铸造成型工艺相似，大致为：其一，根据阶梯形铸件尺寸要求，制作一幅熔模压型模具；其二，利用制作的压型模具进行熔模压制，并且进行焊接、浇注，蜡模材料依然使用石蜡、硬脂酸低温模料；其三，在熔模表面涂刷两层型壳，主要材料为硅酸乙酯水解液、刚玉粉涂料，之后在涂刷四层加固层型壳，其材料主要包括水玻璃、铝矾土粉涂料；其四，利用热水脱蜡法将干燥硬化的熔模陶瓷型壳内的蜡料熔掉，形成一定的空腔，并且涂刷型壳内壁，其材料主要就是热饱和硼酸溶液；其五，将陶瓷型壳放进高温炉内，在900℃温度下焙烧2h，进而得到阶梯形熔模陶瓷型壳。
2.1.2合金熔炼及浇注成型
在进行熔炼的时候，主要使用3KW的坩埚熔化电阻炉进行操作，并且在熔炼时，利用六氧化氟与二氧化碳的混合气体进行镁液保护，保证后续操作的正常进行。在进行浇注的时候，可以先预热陶瓷型壳，使其达到要求温度，之后拿出型壳，利用六氧化氟与二氧化碳的混合气体对型腔进行喷吹30s，再之后马上进行镁液的重力浇注。镁液浇注温度保持在730℃左右，型壳温度分别是室温、150℃、300℃。在完成浇注之后，当铸件冷却到室温的时候，清理型壳，保证其表面的整洁、平滑，具有一定的银白色光泽。因为台阶壁厚为3mm的时候，比较薄，铸件压头较小，在浇注到3mm厚台阶的时候，液流会快速凝固，限制了镁液填充，导致铸件最薄位置没有充满，产生了“缺肉”问题。
2.1.3性能测试及组织观察
为了对不同条件下铸件组织性能进行观察，可以从室温、150℃、300℃中进行抽样，因为3mm厚位置浇注不足，为此，取样只取壁厚为50mm、25mm、10mm、5mm台阶中心位置。金相试样可以在拉伸过程中截取，观察显微组织与台阶相应位置。
2.2熔模铸件显微组织
通过对显微组织的观察，可以得知熔模铸件中存在的物质主要为α-Mg基体与Mg17A112两相，显微组织的差异主要体现在Mg17A112颗粒形态大小与分布方面。针对同一铸件不同台阶来说，薄壁台阶的Mg17A112颗粒相对较为细小，并且均匀，在整个台阶上呈现弥散分布；随着壁厚的逐渐增加，Mg17A112颗粒也在逐渐加大，并且呈现条状或者网状，颗粒尺寸小到几微米，达到几十微米，两者可以相差一个数量级。针对不同铸件相同壁厚来说，不同型壳温度对显微组织的影响相对较小，Mg17A112颗粒分布、形态、尺寸等均比较相似，主要差异就是，随着型壳温度的不断加大，Mg17A112颗粒数量也会随之增加。
在熔模铸件中，Mg17A112颗粒会在数量、尺寸、形态等方面产生差异，主要就是因为铸造成型冷却条件和冷却凝固速率不同导致的。在进行浇注的时候，高温镁液会填充型腔，并且和型壳内壁进行接触，在两者之间出现一定的温度差，在铸造成型激冷作用的作用下，镁液能量就会向低温型壳传递，导致温度快速下降，并且凝固成型。因为壁厚相对均匀，型壳单位面积吸收能量也比较一致，因此，壁厚较薄位置，冷却速度要快一些，进而需要较短的凝固时间，内部组织结构相对均匀，并且Mg17A112颗粒也比较细小，在晶界位置弥散分布。当铸件壁厚超过10mm的时候，型壳浇注瞬间吸收的能量，一般就可以达到饱和额，这样铸件产生的热量就可以通过型壳进行传递，由此可以看出，铸件释放能量速率要比初始速率低一些，致使铸件冷却凝固相对较慢，组织晶粒较粗，相应的Mg17A112颗粒也会加粗，并且形成条状或者网状，在晶界位置分布。在此种情况下，假如铸件结构不当，而金冷却凝固也不能有效补缩的时候，就会导致铸件内部产生缩孔、缩松的情况，对铸件力学性能产生一定的影响，在一定程度上，限制铸件的使用。
由此可以看出，产生熔模铸件组织性能差异的主要原因就是铸件冷却条件不一致造成的。当铸件壁厚比较薄的时候，铸造成型激冷作用会加大镁液的冷却凝固速度，铸件组态结构细小均匀，力学性能较好；当铸件壁厚比较后的时候，镁液热量不易散发，导致 颗粒迅速增大，逐渐形成条状或者网状，降低了铸件的力学性能。
3.结束语
总而言之，随着社会的不断发展与进步，镁合金应用领域越来越广，人们对其铸造工艺越来越关注，其中熔模铸造成型工艺得到了广泛的应用。在进行熔模铸造的时候，一定要对其工艺进行深入的分析与研究，结合实际情况，进行一定的改进与完善，促进镁合金铸造工艺的进一步发展。 [科]
【参考文献】
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