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1,常州精棱铸锻有限公司 . 人力资源部,公司铸造产品样本,2,铸造产品样本,左:日本牧野床身 右:美国MAG床身,3,铸造产品样本 左:美国GE压缩机缸体 右:风力发电机轮毂,4,铸造产品样本,上:大型船用柴油机机架 下:瓦钖兰扫气室,5,铸造产品样本 左:核电屋根平瓦 右:南车齿轮箱,6,常州精棱铸锻有限公司 . 人力资源部,砂型铸造工艺基础,7,铸造概述,铸造混砂,造型造芯,熔炼浇注,落砂清理,砂型铸造工艺基础,1,2,3,4,5,8,铸造概述,1.铸造的概念 铸造是将金属熔化并浇注到具有零件形状相适应的铸型型腔中,等其冷却凝固后,获得毛坯或零件的方法。,9,铸造概述,2.铸造的特点 铸造的特点是金属在液态下成形,即熔化的液态金属在一定的压力作用下充满铸型而获得铸件。,10,铸造概述,3.铸造的方法 铸造的方法主要分砂型铸造和特种铸造两大类。本公司采用砂型铸造。,11,铸造概述,本公司砂型铸造生产过程: 制模配砂混砂 造型制芯上涂料配模合箱熔炼浇注 落砂 清理检验入库,12,砂型铸造,砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。,一、砂型铸造的工艺过程,工 艺 准 备,造 型,落 砂,合 箱,浇 注,造 芯,清 理,检 验,熔炼金属,配砂、制模,13,整模造型,14,分模造型,15,4.灰铁生产工艺过程,16,4.灰铁生产工艺过程,17,5.球铁生产工艺过程,18,铸造混砂,1,2,3,4,19,铸造混砂,造型(芯)材料 用来制造砂型和砂芯的材料统称造型材料。用于制造砂型的的称型砂,用于制造砂芯的的称芯砂。 1.对型(芯)砂的要求 (1)强度 (2)透气性 (3)耐火性 (4)退让性 (5)可塑性 (6)回用性,20,铸造混砂,型(芯)砂的组成 (1)原砂 (2)粘结剂:树脂 (3)附加物:固化剂 (4)涂料,21,铸造混砂,混制工艺: 配比及混制 混合料配比: 呋喃树脂的加入量一般占砂重的0.81.5%,而固化剂的加入量占树脂重的2070%,依据季节的温度变化来调节。,22,铸造混砂,造型最好采用连续式混砂机混制。一般是将原砂、再生砂、固化剂、树脂依次快速混合而成,随混随用。用间歇式混砂机时,应先加砂,开动混砂机后小心加入固化剂,混拌12min之后加入树脂,混匀后立即卸砂。,23,24,混砂机,25,铸造混砂,自硬砂生产工艺流程 根据铸造车间布局、工艺性质及生产纲领要求,自硬树脂砂生产工艺流程可以有很多种变化,但一般主要由旧砂回收、旧砂破碎再生、旧砂风选、调温、砂输送及混砂等组成。,26,27,1、旧砂回收,旧砂、散落砂通过落砂机落砂后,由输送设备(振动输送、皮带输送、斗式提升机等)输送到砂块料斗储存,其间通过磁选设备去除砂中的金属余料。,28,2、旧砂破碎再生,砂块料库中的块砂料由定量振动给料机均匀向破碎机给料,经破碎筛分(有预再生功能)后根据工艺要求的不同,在不同的再生设备组合中进行进一步的再生。再生设备的主要形式有撞击再生、离心再生、强力摩擦再生等,可根据工艺要求进行组合以达到要求的脱膜率。经再生的砂料存于热砂库中。,29,3、旧砂的风选及调温,含有大量微粉的热旧砂由流幕式布料器均匀布料,并经风选器多级风力分选后,微粉被除尘系统带走,去除微粉后的旧砂经调温器,调温器中的旧砂在调量板的节流作用下均匀缓慢向下移动,同时与换热片进行热交换,达到工艺要求的温度后发送往再生砂库中储存备用,至此,完成旧砂的再生工作。,30,4、新砂系统,湿新砂或袋装新砂经三回程新砂烘干系统烘干后,由气力输送装置送入新砂料库备用。,31,5、新旧砂配送,根据不同的工艺要求,新旧砂的配送可以预先按比例混合后输送,也可新旧砂分别输送到混砂机上方砂库后再按比例混合。,32,树脂砂设备,现有的树脂砂设备有:落砂机;带式传送机;永磁皮带轮;振动再生机;斗式提升机;1号砂库;离心再生机;风分离机;2号砂库;砂温调节器;气力输送装置;3号砂库;混砂机;电气控制柜;水冷系统;除尘器。,33,小结:混砂工艺流程:,旧砂磁选皮带机(铁丸,铁屑分离剔除)振动再生机斗式提升机 离心再生机风选器斗式提升机 砂仓(加适量新砂)连续混砂机(加固化剂,树脂) 造型。,34,造型造芯,用模型(木模、金属模)制造铸型(砂型、金属型)型腔以形成铸件的外表面,称造型。用芯盒制造型芯,以形成铸件的内表面称为造芯。,35,造型现场,36,造型造芯,造型 造型是铸型制造过程中的重要工序,它的任务是获得质量合格的铸型。 1.造型工具及辅具 2.铸型结构 3.造型方法 按造型手段可分为手工造型和机器造型两大类。,37,造型造芯,手工造型 手工造型方法很多,要根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行选择,常用方法有: 1)整模造型:整体模型,分型面为平面,38,整模两箱造型,39,造型造芯,分模造型:分开模型,分型面多是平面,40,分模两箱造型,41,三箱造型,42,造型造芯,活块造型:将模样上有妨碍取模的部分做成活动的,43,造型造芯,型 芯 用来获得铸件的内孔或局部外形而制造的独立砂型,其由芯砂或其它材料组成。 要求:更高的强度、透气性、耐火性和退让性。,44,造型造芯,造芯 造芯和造型一样,可用于手工制造,也可用机器制造。 1.手工造芯:造芯时多用芯盒制造,有时也用刮板制造。 (1)用芯盒制造 (2)用刮板制造,45,造型造芯,为增加型芯的强度,在型芯中应放置芯骨(小型芯骨大多用铁丝或铁钉制成)。 开通气孔排气。 刷涂料和烘干,提高其耐火性、强度和透气性。,芯座,46,造型造芯,2.机器造芯:在大批量生产中,常用型芯制作设备是射芯机和壳(吹)芯机。,射芯机工作原理,壳(吹)芯制造原理,47,造型造芯,下芯工序: 1.下芯前操作者检查砂芯、砂型的质量情况,检查项目有涂料质量、浇冒口质量、气眼、活块位置、是否有严重的松砂等情况。 2.把砂芯的芯头部分涂料积存清除掉,下箱砂芯芯头不要进行修磨,上箱砂芯可以进行轻微修磨,修磨量为为宜。下芯时要保持砂芯水平,砂型的芯头部分不能有突起的砂子和砂块,防止砂芯高起不平,注意砂型铸件的壁厚,必要时用卡板进行检查。需要粘结的砂芯用专用修补膏粘结牢固,待牢固后再进行合箱。,48,造型造芯,合箱工序: 1.合箱前要有专人对砂型进行检查,主要检查砂型内是否有砂眼、缺少砂芯、砂芯位置不对等情况。合格后用的封箱泥条进行封箱,封箱泥条不要距离型腔和浇注系统太近。有一些砂箱不需要进行封箱。,49,造型造芯,2.合箱时检查砂箱衬套是否齐全、正确,两根行车吊链长度要一样,上箱处于水平位置,不得有倾斜现象,以防错箱缺陷的发生。合箱时一定要用正确的合箱销,严禁不用合箱销进行合箱、打箱卡。然后座上浇口圈砂芯,浇口圈砂芯不得重复使用。,50,造型造芯,3.合完箱后要有专人进行检查,主要检查项目有:合箱是否到位;浇冒口是否通畅;是否有未上涂料的部位;是否错箱;浇口圈位置是否正确等情况。 4.合箱后班长要对当班的生产数量、品种进行统计,填写生产报表和生产标牌。生产标牌包含品种、数量、铸件牌号。,51,52,53,小结:造型工艺过程,手工造型步骤: 造外模型板放平套砂箱放砂舂砂 剖面刮平硬化起模适当修型 上涂料 烘干 制芯:芯子放好放芯骨砂舂实硬化脱模上涂料烘干 配模:小号先下,按号码顺序。合箱、披缝嵌掉。,54,获得一定成分和一定温度的铁水, 浇入铸件型腔中,熔炼浇注,55,熔炼浇注,熔炼:将各种金属炉料按一定的比例加入炉内,重新熔化并加热到一定程度的过程。 熔炼设备:冲天炉、电炉。 本公司采用中频电炉熔炼,56,熔炼浇注,1.合金的铸造性能 合金的铸造性能主要有:流动性,即液态金属充填铸型的能力。收缩性,是使铸件产生缩孔、缩松、内应力、变形和裂纹等铸造缺陷的主要原因。偏析现象,因金属内部化学成分不一致,铸件各部分性能有差异。,57,熔炼浇注,铸造性能好的合金应是流动性好,收缩小,偏析小。灰口铸铁的熔点低,凝固范围窄,故流动性好;在结晶时析出石墨,产生体积膨胀,可部分抵消凝固收缩,故收缩也小。而球墨铸铁的铸造性能比灰铸铁差。,58,熔炼浇注,灰口铁是含碳量为2.5-4%、含硅量1-3%的铁碳合金,碳在合金中以片状石墨存在 . 而球墨铸铁中的碳在合金中以球状石墨存在,它在浇注前以镁、镁合金或稀土镁合金为球化剂进行球化处理,故使铁水温度降低,流动性变差。且收缩较大,容易产生铸造缺陷。,59,熔炼浇注,2.感应电炉熔炼铸铁 感应电炉熔炼铸铁是利用交流电的感应作用,使坩埚内的金属炉料本身发出热量,使其熔化,并进一步将铁液过热的一种熔炼方法。,60,中频炉的构造,61,熔炼浇注,感应电炉的 工作原理 感应电炉就是利用电磁感应的原理进行工作,熔化金属炉料的。以无芯感应电炉(坩埚式)为例,如图所示。,62,熔炼浇注,在一个用耐火材料制成的坩埚外面,套着螺旋形的感应线圈(感应器)。坩埚内装有金属炉料。当线圈上通过交流电时,交流电感应作用在金属炉料内部产生感应电动势,从而在炉料内部产生感应电流,并克服金属炉料的电阻而转换为热量,将金属炉料熔化。,63,熔炼浇注,64,熔炼浇注,先配料,后装料 (1)中频炉装料是在不带剩余铁液的情况下进行的,装料次序为:回炉料和生铁(切屑)废钢。回炉料熔点低可及早形成熔池,底装渣料则可及时对初期熔池起保护作用。 此外,装料重量应计入5%左右 熔损和烧损。,65,熔炼浇注,(2)熔化 开始以低压供电,为40%60%,然后逐步提高电压。 中频炉功率连续可调,且密度大,有利于实现快速熔炼,但操作时也须遵循功率先小后大的原则。,66,熔炼浇注,熔化期要密切注意炉料有否“搭桥”故障。一旦发现有搭桥现象,要及时加以排除。因为产生炉料搭桥时,下部铁液将过热,温度剧增,可能引起底部炉衬的严重侵蚀,甚至导致漏炉事故。铁液过热也会加剧元素烧损和含气量的增加。,将熔融金属与固体炉料的搭桥料相隔开的空间,熔融金属,67,如让过热气体积聚在下面空间,炉顶上形成一个盖,就会发生搭桥。如产生了搭桥,需立即切断电源,将熔融金属与固体炉料的搭桥料相隔开的空间,熔融金属,68,熔炼浇注,后续炉料都要在前次投入的炉料未熔完前投入。切屑均匀投于熔池液面,一次投入量不宜超过炉子熔炼的6%8%。切屑冷装在炉内是不允许的,因为这将增加氧化烧损。,69,熔炼浇注,熔化过程中会产生一定量的非金属夹杂物,它们中有一些是由炉料和炉衬带来,也有的是元素氧化生成的氧化物。由于感应电炉的电磁搅拌作用,绝大多数非金属夹杂物会浮升至液面,与渣料一起结合为熔渣,而另有少量的可能黏附于炉壁或残留在铁液之中。,70,熔炼浇注,(3)精炼 炉料化清,熔渣形成后即进入精练期。 精练期的主要任务是:调整铁液的化学成分至规定的范围;进一步清除非金属夹杂物和降低气体含量;提高铁液温度至符合出炉要求。,71,熔炼浇注,在取样分析后,如果成份不合格,需要调整成份调整前,炉渣扒干净,调碳时,除去铁液表面熔渣后,加入增碳剂,当增碳小于0.2 % 时,可将增碳剂直接加入铁水中,并进行人工搅拌。当增碳大于0.2 % 时,必须先倒出部分铁水,在炉内加入增碳剂,然后铁水冲入. 使增碳剂迅速熔解并被铁液均匀吸收。常用的增碳剂有石墨电极、天然石墨和石油焦等。石墨电极成分较纯,完全适用于灰铸铁和球墨铸铁的增碳。从铁液液面加入增碳剂,其回收率为85%92%,增碳剂粒度为 15mm。,72,熔炼浇注,浇注系统 浇注系统是在浇注时引导金属液进入型腔所流经的一系列通道,合理的浇注系统能保证金属液连续、平稳地流入铸型,克服和减少各种铸造缺陷。,73,熔炼浇注,典型的浇注系统由外浇口、直浇口、内浇口组成,包括冒口在内称为浇冒系统。铸铁件通常采用封闭式浇注系
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