鑄造模具相關(guān)流程介紹.ppt

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1、 鑄造模具相關(guān)流程介紹 一 .鑄造工藝 泡沫稱重 泡沫外觀檢查 鑄造工藝設(shè)計 澆口、冒口、澆道等所設(shè)計 造型 擺型、填砂、刷涂料、烘烤、合箱 澆注 合金熔煉 冷卻 開箱、清理 落砂、打磨、補(bǔ)焊 退火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì)處理 只應(yīng)用于側(cè)圍和翼子板 鑄件 1.鑄造的整個流程 注：澆注溫度：灰鐵是 1380 ，球鐵是 1420 澆注方式：底柱澆注、側(cè)面澆注 冷卻時間：澆注后原地凝固 10h，隨后移動位置冷卻 48-115h 開箱溫度： 300 以下 出 品 率： 77%左右（鑄件 :鐵水 =1:1.3） 成品發(fā)運(yùn) 澆 注 冷 卻 開 箱 一次噴丸 產(chǎn)品檢驗 /檢查 二次噴丸 表面修磨 砂處理 實型制 作檢

2、查 涂型 /干燥 造 型 材料裝爐 熔 煉 砂子循環(huán) 利用 2.2鑄造 生產(chǎn)流程 2.實型鑄造過程 （ 1）泡沫稱重：目的是配比鋼水，泡沫：鋼水 =1:400 （ 2）外觀檢查：檢查外觀是否有缺陷，分析鑄造的可 行性 （ 3）鑄造工藝設(shè)計 刷涂料（泡沫上刷涂料， 一般涂料要涂刷 3 5遍） 注：鑄造涂料是一種耐火粉料， 具有隔離、絕熱、抗粘砂和減低鑄件表面 粗糙度等作用 冒口及出氣孔 設(shè)計 冒口 出氣 孔 出氣 孔 冒口和出氣孔位置設(shè)計好后，將上下砂箱固定好位置后，對上砂箱進(jìn) 行填砂。 出氣孔：在 泡沫及其它 地方盡量多 布，目的是 將泡沫燃燒 的氣體排出 （ 4）澆鑄（初始澆鑄溫度一般在 1

3、55 0-1560C之間，澆鑄時間在 1-2分 鐘之內(nèi)） （ 5）開箱、落 砂及鑄件清理 （去冒口、噴 砂、打磨 、 補(bǔ) 焊等） 背門 澆鑄完成后， 將砂箱在空氣中 冷卻。一般開箱 溫度在 200C以 下，這樣避免開 箱溫度過高而引 起鑄件變形。 （ 6）熱處理：主要是退火 處理，目的是消除內(nèi)應(yīng)力 （ 7）機(jī)加工：粗加工鑄鋼 件的底面 （ 8）出廠 1.實型泡沫制作 與檢查 2.實型泡沫刷涂料 （ 2遍） 3.造型（澆口澆道 的排布） 4.填砂（原料：樹脂 砂） 及砂子硬化 旋轉(zhuǎn)軸 實型泡沫放在支架 上，通過旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動，可以保證涂刷 均勻和完整 5.澆 注 6.冷 卻 澆 口 冒口 （出 氣

4、 孔作用） 7.開 箱后 鑄 件 8.噴 丸后 鑄 件 9.修磨 10.熱處理（去應(yīng)力 退火） 11.防銹處理 12.成品 客戶指定 客戶指定 鑄造工藝及生產(chǎn)流程介紹 2 熔煉電爐 濕砂 機(jī) 落砂 機(jī) 砂箱 拋丸機(jī) 熱處理 爐 機(jī)床 砂混合攪拌裝置 熱處理爐 模型加工機(jī) 噴丸機(jī) 砂箱 高頻熔煉爐 1.實型設(shè)備、鑄造設(shè)備和熱處理設(shè)備 超聲波探傷儀 光譜分析儀 拉伸試驗機(jī) 碳素分析儀 金相顯微鏡 硬度儀 2.檢測設(shè)備 ：填砂 鑄鋼件在砂箱中的排布和澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計 主澆道 橫澆道 內(nèi)澆道 注：砂子的原料為樹脂砂，常溫凝固劑作用下使砂型自行固化 名稱 排布原則 作用 冒口 小鑲塊：每個鑲塊設(shè)置一個冒口

5、； 大型件：在壁厚或 T形筋等補(bǔ)縮量大的地 方布置，大約 150mm 250mm設(shè)置一個 1.冒口中的鋼水補(bǔ)償鑄件凝固時的收 縮； 2.排氣； 3.觀察型腔內(nèi)鋼水的充型情況 3.冒口的排布原則 鑄件壁厚的 地方加冒口 T型筋，且型 面起伏大的地 方加冒口 側(cè)圍 型面比較平緩，補(bǔ)縮量 小，不需要加冒口 冒口的大小、位置布置 不合理，使得冒口的根 部區(qū)域液體凝固不完全， 容易產(chǎn)生縮孔縮松缺陷 的。 冒口根部 冒口小，補(bǔ)縮 量不夠，出現(xiàn) 縮孔 冒口太小或位 置不合理，補(bǔ) 縮量不夠，出 現(xiàn)縮孔 鑄件壁太厚或 冒口太小，冒 口上部和型腔 先冷卻，中間 區(qū)域后冷卻， 出現(xiàn)縮孔 缺陷 區(qū)域 冒 口 冒口大，

6、補(bǔ)縮 量夠，無縮孔 冒口不合理 冒口合理 側(cè) 圍 小鑲塊 4.普通砂型鑄造和實型鑄造的對比 目前鑄造工藝主要有普通砂型鑄造和實型鑄造（消失模鑄造） 實型鑄造與普通砂型鑄造的鑄造工藝對比 不同點 砂型鑄造 實型鑄造 造型過程不同 填砂 合箱 凝固 開 箱 去泡沫 刷型腔 合箱 澆注 填砂 合箱 留泡沫于型腔 澆注 涂刷對象不同 型腔 實型泡沫 澆注過程不同 金屬液流入型腔 凝固 成型 金屬液流入型腔 泡沫氣化 消 失 凝固成型 型腔涂刷 泡沫涂刷 鑄造 類型 應(yīng)用 優(yōu)點 出現(xiàn)的問題 砂型 鑄造 例如車門、頂蓋、背門、 翼子板和側(cè)圍等的鑄鋼件 不受工件形狀 、 大小 、復(fù)雜程度 的限制，內(nèi)在質(zhì) 量

7、好，氣孔少 鑄件外觀質(zhì)量較差 實型 鑄造 例如 機(jī)蓋、背門和砂型鑄 造無法實現(xiàn)的鑄鋼件等 尺寸精度高，外 形好；在造型階 段， 不用拔模、 修型、合箱等繁 雜的工作 （ 1）縮孔、縮松等缺陷 比較多 （ 2）清理比較繁瑣，因 為設(shè)計的出氣孔多 （ 3）機(jī)加工難，因為底 面有涂料 （ 4）周期長，由于缺陷 較多 鑄造過程中容易出現(xiàn)的問題出現(xiàn)的問題較多，見下表。 5.鑄造常見缺陷 鑄造常見缺陷包括：澆不足、砂眼、縮孔、縮松、粘砂和裂紋等 縮孔 粘砂 裂紋 砂眼 缺陷 位置 原因 解決方法 砂眼 型面、刃口、 底面、退料螺釘位置等 型砂的表面強(qiáng)度不好， 鑄型在合箱時損壞等 鑄造時提 高型砂表 面強(qiáng)度

8、 粘砂 窄空、盲孔等 砂型緊實度不好， 涂料刷得薄，澆注溫度高等 提高鑄造 砂型的緊 實度，降 低澆注溫 度 裂紋 底面和型面的圓角、 凹模套孔、十字筋處等 鑄件結(jié)構(gòu)：鑄件局部厚大， R角小 鑄造工藝：冒口頸過大，局部過 熱 鑄件壁厚 盡量均勻， 合理放冒 口 變形 底面、型面、刃口等 鑄件薄厚不均 鑄造工藝不合理 鑄造時增 加加強(qiáng)筋 等 三 .熱處理工藝 所用的熱處理有退火和調(diào)質(zhì)處理 鑄鋼熱處理工藝 出現(xiàn)的問題： （ 1）調(diào)質(zhì)后的鑄鋼心部硬度高，主要是螺釘孔和凹模套孔加工困難， 原因：回火時鑄件心部沒有燒透，心部是淬火組織，硬度高 措施：回火溫度提高，使心部組織轉(zhuǎn)變，硬度降低 多杰改進(jìn)的工藝

9、為回火溫度由原來的 550 改為 600 （正在等待車間的反饋） 熱處理工藝 作用 應(yīng)用 硬度 退火 消除內(nèi)應(yīng)力 所有的鑄鋼件 20-30HRC， 調(diào)質(zhì) （淬火 +回火） 細(xì)化淬火前鋼的組織， 減小變形和開裂，同 時改善鋼的塑性、韌 性等 側(cè)圍和翼子板等鑄 鋼件 表面： 30-35HRC 心部： 35HRC 退火 調(diào)質(zhì) 小鑲塊 翼子板 側(cè)圍的鑄造工藝一其它制件的區(qū)別 （ 1）周期長，一般是 40天左右 （ 2）冒口個數(shù)多，一般 20個以上 （ 3）刷涂料的次數(shù)多，一般五遍左右 （ 4）澆注后在砂箱內(nèi)凝固時間長， 2-3天 （ 5）帶著冒口進(jìn)行退火，因為割冒口會使局部內(nèi)應(yīng)力變大，有變形的隱患 （

10、 6）進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理（ 淬火溫度 860 ，回火溫度 600 ） （ 7）如果變形量大， 調(diào)質(zhì) 粗加工底面 出廠 如果變形量小，粗加工底面 調(diào)質(zhì) 出廠 側(cè)圍 鑄鋼 鑲塊開裂（修邊整形序） 案例一：避免局部過厚 ,盡量下空 此處局部 過厚 鑄件開裂 位置 現(xiàn)場照片：型面以及 隨型筋都有開裂現(xiàn)象 開裂原因：局部過厚， 鋼水冷卻速度慢，不能 實現(xiàn)順序凝固，造成凝 固溫度不均勻 局部過 厚， 80M M 110MM 為了避免再次開裂現(xiàn)象，設(shè)計者更改實體 55mm 剖視圖 此處倒 斜角處 理 50 經(jīng)過倒斜角處 理后，局部厚 度減薄，基本 可以滿足鑄造 要求 另外，開裂實體有兩處側(cè)空設(shè)計，原則上可以實現(xiàn)鑄

11、 造，但效果不好。 120 60 A 90 60 B 由于此型面形狀高，為更好的保證型面質(zhì)量，獲得更好鑄造效果，鑄造廠提 出將此兩處側(cè)空改為下空，便于放置冒口，且冒口對型面的補(bǔ)縮能力強(qiáng)；若 側(cè)空存在，也可以實現(xiàn)鑄造，但在冒口補(bǔ)縮過程中側(cè)空上方的型面補(bǔ)縮量小， 存在瓶頸，型面質(zhì)量難保證；與設(shè)計者溝通后，將此處改為下空 型面高度 145 mm 冒口放置位置 冒口放置位置 側(cè)空與下空補(bǔ)縮能力對比 側(cè)空若滿足深寬比例， 可以實現(xiàn)鑄造，但在冒 口補(bǔ)縮過程中側(cè)空上方 的型面補(bǔ)縮量小，存在 瓶頸，型面質(zhì)量難保證； 下空不存在此缺陷 80 50 對比：無局部過厚，對鑄造有利，值得參考 優(yōu)點： 1.整體結(jié)構(gòu)勻稱

12、，薄厚均勻 2.基本杜絕直角、尖角 注：雖然有側(cè)空，但側(cè)空深寬比例均勻， 且型面形狀不高，在此處設(shè)置冒口后， 補(bǔ)縮能力良好 建議：設(shè)計時盡量減少局部過厚或者深 的側(cè)空，否則影響鑄造性能 50 案例二：避免尖角和直角結(jié)構(gòu)、采用圓角過渡 鑄鋼鑲塊開裂 鑄件此處開裂 原因分析：實體上有直角結(jié) 構(gòu)，做出的實型泡沫圓角小， 鑄造時內(nèi)應(yīng)力集中造成熱裂 此處工作 內(nèi)容為修 邊 缺點：此區(qū)域內(nèi)無加強(qiáng)筋對鑄造過程中砂型強(qiáng)度有影響， 且鐵水流動通道少，流動性 差 由于向地坑流 料，出于更好 排料考慮，設(shè) 計時此處沒加 筋 實體修改后 更改后優(yōu)點： 1、實體上直角處更改為 圓角，圓角半徑為 R40，有利于內(nèi)應(yīng)力 釋

13、放 2、另一處增加加強(qiáng)筋，強(qiáng)化砂型結(jié)構(gòu) 增強(qiáng)鐵水流動能力 建議：強(qiáng)化鑄鋼件圓角概念 ,在結(jié)構(gòu) 允許的情況下，在易出現(xiàn)問題的部 位加大 R角，減少因 R角過渡劇烈產(chǎn) 生內(nèi)應(yīng)力集中造成的開裂 B A C A、 B兩處為切 割冒口后補(bǔ)焊 不好造成的裂 紋缺陷 由于尖角產(chǎn)生開裂 B C A C處實體為直角 結(jié)構(gòu)，實型做 出的圓角小， 鑄造時應(yīng)力集 中，無法釋放 A、 B處都是設(shè)置冒 口的位置 建議：類似于 C處， 請設(shè)計者在實型研 討的時候有意識的 在泡沫上作出更改， 增大圓角 如果補(bǔ)縮不到位切割冒口后 , 會補(bǔ)焊處理 ,但補(bǔ)焊不好 ,加 工后就會產(chǎn)生表面的裂紋 案例三：避免窄空或盲孔 鑄鋼鑲塊砂眼嚴(yán)

14、重 此鑲塊為整形鑲塊 深處砂眼嚴(yán) 重 原因 ：此處窄空貼量后 長 *寬 *高： 1380*45*160， 深寬比 4： 1，超出鑄造 極限 改進(jìn) ：在研討時應(yīng)該盡 量將窄空或盲孔堵一半， 滿足深寬 2:1或者全部堵 死！ 鑄件上產(chǎn)生了縮孔縮 松，并且在退料螺釘 位置，對安全造成隱 患 改進(jìn) ：對于此類孔周圍特別厚的情況： a、盲孔貼量后直徑小于 40要全部堵死， 以形成良好的補(bǔ)縮通道，達(dá)到補(bǔ)縮效果； b、要增大冒口的尺寸，提高冒口補(bǔ)縮 能力 c、在保證一段加工深度后，上面加大 讓空，鑄造出來（如右圖所示） d、設(shè)計結(jié)構(gòu)時，也可以使退料螺釘位 置上調(diào)，使芯的下部增大讓空空間 直徑 35MM,深

15、度 170MM 缺陷原因分析 ：實型研討 的時候只堵了一半，沒有滿 足深寬比例 2： 1；孔沒有完 全堵死，不能形成良好的補(bǔ) 縮通道，補(bǔ)縮效果不佳，此 處產(chǎn)生缺陷 增加鑄鋼件加工指示說明 作用：對關(guān)鍵部位截圖指示，有利于在安排鑄造工藝時冒口位置合理布置 該處部位較為突出， 鑄造存在風(fēng)險，故 貼量應(yīng)該加大，且 應(yīng)變成圓弧過渡， 并確保加工余量足 夠 下圖為鑄造廠的指示說明 該凸模底部，考慮到鑄鋼件補(bǔ) 縮冒口的設(shè)置，可能鑄造廠會 對底部結(jié)構(gòu)有所變更，如加強(qiáng) 筋加厚， R角加大等操作，需提 前告知 鑄造廠希望實體中可以附帶一 個指示說明 避免出現(xiàn)缺陷、報廢的措施 1. 對于避免出現(xiàn)缺陷所采取的措施

16、（ 1）對泡沫進(jìn)行檢查、分析，所作工作多數(shù)是增大 圓角和打磨砂型表面光滑度 （ 2）對局部肉厚的地方，加冷鐵，便于順序凝固， 縮短凝固時間；增大冒口尺寸，提高補(bǔ)縮能力 （ 3）對大型結(jié)構(gòu)件，鑄件在砂箱中的保溫時間延長 （ 4）反饋給采購部和設(shè)計者，對鑄鋼件的部分結(jié)構(gòu) 進(jìn)行修改，滿足鑄造條件！ 2.鑄造廠提出的一些建議 （ 1）設(shè)計者從意識上提高對鑄造的重視程度，了解鑄 造知識 （ 2）盡量避免局部過厚、薄厚落差大的部位，最好逐 漸過渡 （ 3）避免出現(xiàn)直徑小且深的盲孔，深寬比不要超過 2: 1，鑄造孔直徑不要小于 40MM，否則研討時堵死 （ 4）避免圓角過小 （ 5）出于鑄造能力考慮，在結(jié)構(gòu)允許情況下，盡量減 輕鑄件重量 技術(shù)部門和鑄造廠應(yīng)勤溝通，了解鑄造工 藝，以及現(xiàn)場反饋的問題來提高結(jié)構(gòu)設(shè)計 水平，增強(qiáng)設(shè)計者對鑄造的認(rèn)識，減少由 于結(jié)構(gòu)問題產(chǎn)生的在鑄造過程中的缺陷， 讓設(shè)計更好的為生產(chǎn)部門服務(wù) ! 謝謝 I wish you a Merry Christmas and Happy New Year Your Name