生产基本工艺作业流程图和铸造基本工艺作业流程.doc

生 产 工 艺 流 程 图铸造生产工艺步骤铸造生产是一个复杂多工序组合工艺过程，它包含以下关键工序：1）生产工艺准备，依据要生产零件图、生产批量和交货期限，制订生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包含准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型和制芯；4）熔化和浇注；成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其含有流动性，然后浇入到含有一定形状铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）一个金属成形方法 图1 铸造成形过程 铸件通常作为毛坯经切削加工成为零件但也有很多铸件无需切削加工就能满足零件设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用型砂性能及组成1、 型砂性能 型砂（含芯砂）关键性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等2、 型砂组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形海砂、河砂或山砂等铸造用粘接剂有粘土（一般粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等为了深入提升型（芯）砂一些性能，往往要在型（芯）砂中加入部分附加物，如煤份、锯末、纸浆等。

型砂结构，图2所表示 图2 型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛坯关键方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如多种铸铁件、有色合金铸件等）零件毛坯，铸造几乎是唯一加工方法和其它加工方法相比，铸造工艺含有以下特点： 1）铸件能够不受金属材料、尺寸大小和重量限制铸件材料能够是多种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和多种特殊合金材料；铸件能够小至几克，大到数百吨；铸件壁厚能够从0．5毫米到1米左右；铸件长度能够从几毫米到十几米 2）铸造能够生产多种形状复杂毛坯，尤其适适用于生产含有复杂内腔零件毛坯，如多种箱体、缸体、叶片、叶轮等 3）铸件形状和大小能够和零件很靠近，既节省金属材料，又省切削加工工时 4）铸件通常使用原材料起源广、铸件成本低 5）铸造工艺灵活，生产率高，既能够手工生产，也能够机械化生产铸件手工造型手工造型关键方法砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）手工造型是指造型和制芯关键工作均由手工完成；机器造型是指关键造型工作，包含填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成泊头铸造工量具友介绍手工造型关键方法：手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。

但手工造型生产率低，劳动强度较大手工造型方法很多，常见有以下多个：1． 整模造型对于形状简单，端部为平面且又是最大截面铸件应采取整模造型整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺点整模造型适适用于形状简单、最大截面在端部铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2） 图 整模造型 2．分模造型当铸件最大截面不在铸件端部时，为了便于造型和起模，模样要分成两半或几部分，这种造型称为分模造型当铸件最大截面在铸件中间时，应采取两箱分模造型（图3），模样从最大截面处分为两半部分（用销钉定位）造型时模样分别置于上、下砂箱中，分模面（模样和模样间接合面）和分型面（砂型和砂型间接合面）位置相重合两箱分模造型广泛用于形状比较复杂铸件生产，如水管、轴套、阀体等有孔铸件 图3 套管分模两箱造型过程铸件形状为两端截面大、中间截面小，如带轮、槽轮、车床四方刀架等，为确保顺利起模，应采取三箱分模造型（图4）此时分模面应选在模样最小截面处，而分型面仍选在铸件两端最大截面处，因为三箱造型有两个分型面，降低了铸件高度方向尺寸精度，增加了分型面处飞边毛刺清整工作量，操作较复杂，生产率较低，不适适用于机器造型，所以，三箱造型仅用于形状复杂、不能用两箱造型铸件生产。

图4 三箱分模造型举例 3．活块模造型铸件上妨碍起模部分（如凸台、筋条等）做成活块，用销子或燕尾结构使活块和模样主体形成可拆连接起模时先取出模样主体，活块模仍留在铸型中，起模后再从侧面取出活块造型方法称为活块模造型（图5）活块模造型关键用于带有突出部分而妨碍起模铸件、单件小批量、手工造型场所假如这类铸件批量大，需要机器造型时，能够用砂芯形成妨碍起模那部分轮廓 图5 角铁活块模造型工艺过程 4．挖砂造型当铸件外部轮廓为曲面（如手轮等）其最大截面不在端部，且模样又不宜分成两半时，应将模样做成整体，造型时挖掉妨碍取出模样那部分型砂，这种造型方法称为挖砂造型挖砂造型分型面为曲面，造型时为了确保顺利起模，必需把砂挖到模样最大截面处（图6）因为是手工挖砂，操作技术要求高，生产效率低，只适适用于单件、小批量生产 图6 手轮挖砂造型工艺过程 手工制芯型芯用来形成铸件内部空腔或局部外形因为型芯表面被高温金属液包围，长时间受到浮力作用和高温金属液烘烤作用；铸件冷却凝固时，砂芯往往会阻碍铸件自由收缩；砂芯清理也比较困难所以造芯用芯砂要比型砂含有更高强度、透气性、耐高温性、退让性和溃散性手工制芯因为无需制芯设备，工艺装备简单，应用得很普遍。

依据砂芯大小和复杂程度，手工制芯用芯盒有整体式芯盒、对开式芯盒和可拆式芯盒，图7所表示 图7 芯盒制芯示意图零件、模样、芯盒和铸件关系模样用来形成铸件外部轮廓，芯盒用来制作砂芯，形成铸件内部轮廓造型时分别用模样和芯盒制作铸型和型芯图1 分别表示零件、模样、芯盒和铸件关系制造模样和芯盒所选择材料，和铸件大小、生产规模和造型方法相关单件小批量生产、手工造型时常见木材制作模样和芯盒，大批量生产、机器造型时常见金属材料（如铝合金、铸铁等）或硬塑料制作模样和芯盒 图 零件、模样、芯盒和铸件关系铸造铸件常见缺点分析铸造工艺过程复杂，影响铸件质量原因很多，往往因为原材料控制不严，工艺方案不合理，生产操作不妥，管理制度不完善等原因，会使铸件产生多种铸造缺点常见铸件缺点名称、特征和产生原因，见表常见铸件缺点及产生原因缺点名称 特征 产生关键原因气孔 在铸件内部或表面有大小不等光滑孔洞 ①炉料不干或含氧化物、杂质多；②浇注工具或炉前添加剂未烘干；③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；④型芯烘干不充足或型芯通气孔被堵塞；⑤春砂过紧，型砂透气性差；⑥浇注温度过低或浇注速度太快等缩孔和缩松 缩孔多分布在铸件厚断面处，形状不规则，孔内粗糙 ①铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；②浇注系统和冒口位置不对；③浇注温度太高；④合金化学成份不合格，收缩率过大，冒口太小或太少砂眼 在铸件内部或表面有型砂充塞孔眼 ①型砂强度太低或砂型和型芯紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；②合箱时砂型局部损坏；③浇注系统不合理，内浇口方向不对，金属液冲坏了砂型；④合箱时型腔或浇口内散砂未清理洁净粘砂 铸件表面粗糙，粘有一层砂粒 ①原砂耐火度低或颗粒度太大；②型砂含泥量过高，耐火度下降；③浇注温度太高；④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少；⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄夹砂 铸件表面产生金属片状突起物，在金属片状突起物和铸件之间夹有一层型砂 ①型砂热湿拉强度低，型腔表面受热烘烤而膨胀开裂；②砂型局部紧实度过高，水分过多，水分烘干后型腔表面开裂；③浇注位置选择不妥，型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂；④浇注温度过高，浇注速度太慢错型 铸件沿分型面有相对位置错移 ①模样上半模和下半模未对准；②合箱时，上下砂箱错位；③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压铁，浇注时产生错箱冷隔 铸件上有未完全融合缝隙或洼坑，其交接处是圆滑 ①浇注温度太低，合金流动性差；②浇注速度太慢或浇注中有断流；③浇注系统位置开设不妥或内浇道横截面积太小；④铸件壁太薄；⑤直浇道（含浇口杯）高度不够；⑥浇注时金属量不够，型腔未充满浇不足 铸件未被浇满 裂纹 铸件开裂，开裂处金属表面有氧化膜 ①铸件结构设计不合理，壁厚相差太大，冷却不均匀；②砂型和型芯退让性差，或春砂过紧；③落砂过早；④浇口位置不妥，致使铸件各部分收缩不均匀 常见铸件缺点及其预防方法 序 缺点名称 缺点特征 预防方法1 气孔 在铸件内部、表面或近于表面处，有大小不等光滑孔眼，形状有圆、长及不规则，有单个，也有聚集成片。

颜色有白色或带一层暗色，有时覆有一层氧化皮 降低熔炼时流言蜚语金属吸气量降低砂型在浇注过程中发气量，改善铸件结构，提升砂型和型芯透气性，使型内气体能顺利排出2 缩孔 在铸件厚断面内部、两交界面内部及厚断面和薄断面交接处内部或表面，形状不规则，孔内粗糙不平，晶粒粗大 壁厚小且均匀铸件要采取同时凝固，壁厚大且不均匀铸件采取由薄向厚次序凝固，合理放置冒口冷铁3 缩松 在铸件内部微小而不连贯缩孔，聚集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小孔眼，水压试验时渗水 壁间连接处尽可能减小热节，尽可能降低浇注温度和浇注速度4 渣气孔 在铸件内部或表面形状不规则孔眼孔眼不光滑，里面全部或部分充塞着熔渣 提升铁液温度降低熔渣粘性提升浇注系统挡渣能力增大铸件内圆角5 砂 眼 在铸件内部或表面有充塞着型砂孔眼 严格控制型砂性能 和造型操作，合型前注意打扫型腔6 热 裂 在铸件上有穿透或不穿透裂纹（注要是弯曲形），开裂处金属表皮氧化 严格控制铁液中 S、P含量铸件壁厚尽可能均匀提升型砂和型芯退让性浇冒口不应阻碍铸件收缩避免壁厚忽然改变开型不能过早不能激冷铸件7 冷 裂 在铸件上有穿透或不穿透裂纹（关键是直），开裂处金属表皮氧化。

8 粘 砂 在铸件表面上，全部或部分覆盖着一层金属（或金属氧化物）和砂（或涂料）混（化）合物或一层烧结构型砂，致使铸件表面粗糙 降低砂粒间隙合适降低金属浇注温度提升型砂、芯砂耐火度9 夹 砂 在铸件表面上，有一层金属瘤状物或片状物，在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂 严格控制型砂、芯砂性能改善浇注系统，使金属液流动平稳大平面铸件要倾斜浇注10 冷 隔 在铸件上有一个未完全融合缝隙或洼坑，其交界边缘是圆滑 提升浇注温度和浇注速度改善浇注系统浇注时不停流11 浇不到 因为金属液未完全充满型腔而产生铸件缺肉 提升浇注温度和浇注速度不要断流和预防跑火铸造铸件金属液浇注生产中，浇注时应遵照高温出炉，低温浇注标准因为提升金属液出炉温度有利于夹杂物根本熔化、熔渣上浮，便于清渣和除气，降低铸件夹渣和气孔缺点；采取较低浇注温度，则有利于降低金属液中气体溶解度、液态收缩量和高温金属液对型腔表面烘烤，避免产生气孔、粘砂和缩孔等缺点所以，在确保充满铸型型腔前提下，尽可能采取较低浇注温度把金属液从浇包注入铸型操作过程称为浇注浇注操作不妥会引发浇不足、冷隔、气孔、缩孔和夹渣等铸造缺点，和造成人身伤害为确保铸件质量、提升生产率和做到安全生产，浇注时应严格遵守下列操作要领：（1）浇包、浇注工具、炉前处理用孕育剂、球化剂等使用前必需充足烘干，烘干后才能使用。

2）浇注人员必需按要求穿好工作服，并配戴防护眼镜，工作场地应通畅无阻浇包内金属液不宜过满，以免在输送和浇注时溢出伤人3）正确选择浇注速度，即开始时应缓慢浇注，便于对准浇口，降低熔融金属对砂型冲击和利于气体排出；随即快速浇注，以预防冷隔；快要浇满前又应缓慢浇注，即遵照慢、快、慢标准4）对于液态收缩和凝固收缩比较大铸件，如中、大。