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鑄造是一種通過將金屬熔化后倒入模具中,冷卻凝固形成零件的加工方法。鑄造過程廣泛應用于機械制造、汽車、航空、建筑等多個領域,能夠制造形狀復雜、尺寸較大的零件
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加工流程:
1. 鑄造設計與準備
鑄件設計:根據零件的功能、尺寸、形狀和力學要求,進行鑄件的設計。設計時需要考慮到鑄件的可鑄性、模具結構、澆注系統、排氣系統等。
材料選擇:根據使用要求選擇合適的鑄造材料,常見的鑄造材料有鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、銅合金等。
鑄造工藝評估:確定鑄造方式(如砂型鑄造、精密鑄造、壓鑄、低壓鑄造等),并評估其可行性和成本。
2. 制模
模具設計與制作:根據鑄件的形狀,制作合適的鑄造模具。常見的模具類型有砂型、金屬型、陶瓷型等。模具需要設計出合適的澆口、冒口、排氣系統等。
制砂模型(對于砂型鑄造):使用模型來壓制砂型,形成鑄造腔。砂型鑄造常用的是分型砂模型,首先制作模型,再將模型埋入砂中。
模具組裝:將不同的模具部分(如型芯、型框、澆口系統等)組裝成完整的鑄造型腔。
3. 鑄造前的準備
型砂調配:若使用砂型鑄造,需要調配合適的砂和粘合劑,確保砂型具有足夠的強度和穩定性。
涂料涂覆:對于某些鑄造方法,如精密鑄造或鋁合金鑄造,可能需要在模具表面涂上涂料,以提高鑄件的表面質量,防止鑄件粘模。
模具預熱:有些鑄造工藝(如鑄鋼或鋁合金鑄造)可能需要將模具進行預熱,以避免金屬冷卻過快而產生裂紋。
4. 熔煉金屬
金屬熔煉:將所選的金屬(如鑄鐵、鋁合金等)放入熔爐中加熱,直至完全熔化。常用的熔爐有電弧爐、感應爐、燃氣爐等。
控制化學成分:在熔煉過程中,需要通過添加合金元素來調整金屬的化學成分,確保鑄件的性能滿足要求。
除雜與凈化:熔化過程中需要去除雜質和氣體,確保熔體的純凈度。可以采用除渣、除氣等方法。
5. 澆注
澆注溫度與速度控制:根據鑄造材料和模具的性質,控制澆注的溫度和速度。過高的溫度可能導致鑄件缺陷,過低的溫度可能導致澆注不完全。
澆注金屬:將熔化后的金屬倒入模具的澆注系統,通過澆口、冒口、流道等將金屬注入模腔。
金屬流動與填充:在澆注過程中,要確保金屬能均勻流入模腔,并完全填充型腔,避免產生氣孔、冷隔等缺陷。
6. 冷卻與凝固
自然冷卻:澆注后的鑄件在模具中自然冷卻,金屬開始凝固并形成固態。冷卻速度通常受到模具材料和厚度的影響。
溫度控制:冷卻過程中需要控制溫度的變化,防止過快冷卻導致鑄件發生裂紋或變形。
固化時間:不同材料的固化時間不同,必須確保足夠的時間來完成凝固過程。
7. 取模與清理
取模:鑄件冷卻凝固后,從模具中取出。對于砂型鑄造,首先需要打破或分開砂型;對于金屬模具或精密鑄造,則需要拆解模具。
清理鑄件:鑄件取出后,表面通常附有砂粒、金屬濺渣或模具殘留物,需要進行清理。常用的清理方法有噴砂、拋丸、打磨等。
去毛刺:清除鑄件表面和連接處的毛刺,以提高鑄件的質量和外觀。
8. 鑄件后處理
熱處理:有些鑄件需要進行熱處理,如退火、淬火、回火等,以改善金屬的機械性能或消除內部應力。
機械加工:鑄件通常需要進一步的機械加工,如車削、銑削、鉆孔等,以達到精確的尺寸要求。
表面處理:根據需求,鑄件可能還需要進行表面處理,如涂裝、電鍍、噴涂等,以提高耐腐蝕性或外觀質量。
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