铸造工艺设备（PPT122页)

1常州精棱铸锻有限公司.铸造工艺设备及产品介绍2铸造厂简介•拥有两条10吨树脂砂铸造生产线•主要铸造设备有美国应达5T中频炉四座，15吨保温炉一座，固定式连续混砂机10—25吨6台，大型抛、喷丸室、履带式抛丸机，28平方米自动控制热处理回火炉等。•年生产能力2万吨。最大可生产50吨的铸件，尤其擅长制造机床类铸件、船用铸件等。产品质量达到国内先进水平，重点产品、出口产品达到国际一级品水平。3铸造产品样本•左：日本牧野床身右：美国MAG床身4铸造产品样本左：美国GE压缩机缸体右：风力发电机轮毂5铸造产品样本•上：大型船用柴油机机架•下：瓦钖兰扫气室6铸造产品样本左：核电屋根平瓦右：南车齿轮箱7常州精棱铸锻有限公司.砂型铸造工艺设备8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设备123459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。10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。11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。12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13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14整模造型15分模造型164.灰铁生产工艺过程造型制芯合箱配料熔炼孕育处理浇注落砂清理检验机加工成品热处理炉前检测三角试样化学成分取样Y型试块砂处理化学分析附体试样金相组织标准力学性能****174.灰铁生产工艺过程造型制芯合箱配料熔炼孕育处理浇注落砂清理检验机加工成品热处理炉前检测三角试样化学成分取样Y型试块砂处理化学分析附体试样金相组织标准力学性能****185.球铁生产工艺过程造型制芯合箱配料熔炼球化处理孕育处理浇注落砂清理检验机加工成品热处理炉前检测三角试样化学成分取样Y型试块砂处理化学分析附体试样金相组织标准力学性能*****19•铸造混砂•造型造芯•铸造混砂•落砂清理•熔炼浇注123420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21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22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0.8－1.5%，而固化剂的加入量占树脂重的20－70%，依据季节的温度变化来调节。23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1－2min之后加入树脂，混匀后立即卸砂。2425混砂机26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。27281、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。292、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。303、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。314、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。325、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。33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。34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。35123混砂之后•造型造芯•造型造芯.•落砂清理熔炼浇注.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。36造型现场37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。38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39整模两箱造型40造型造芯分模造型：分开模型，分型面多是平面41分模两箱造型42三箱造型43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44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。45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46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47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48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１．５－２㎜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。49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Φ４－６㎜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。50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。51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。525354小结：造型工艺过程•手工造型步骤：•①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•②制芯：芯子放好―放芯骨砂―舂实―硬化―脱模―上涂料―烘干•③配模：小号先下，按号码顺序。合箱、披缝嵌掉。55•熔炼浇注获得一定成分和一定温度的铁水,浇入铸件型腔中•落砂清理熔炼浇注56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57熔炼浇注•1.合金的铸造性能•合金的铸造性能主要有：①流动性，即液态金属充填铸型的能力。②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。③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。58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。59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。60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。61中频炉的构造62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。63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。64熔炼浇注65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。66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。67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68•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69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。70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。71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。72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•1－5mm。73熔炼浇注•浇注系统•浇