不锈钢铸造工艺环节简述如下.docx

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不锈钢铸造工艺环节简述如下

主要的工艺环节简述如下:

1.配砂型砂（包括芯砂）是多种造型材料的混合物。

根据铸件对型砂的要求,将造型材料按一定的比例均匀地混和,这项工作叫做配砂。

型砂通常是由砂子和粘结剂所组成。

砂子是耐高温的材料，是型砂中的主体。

粘结剂的作用是把砂粒粘结在一起。

粘结剂中应用最广泛的为粘土。

有时为了满足某些性能要求，型砂中还加入其它造型材料，如煤粉、术屑等。

型砂性能对铸件产量和质量的影响很大。

例如型砂的可塑性不好，就不易得到清晰的型腔;型砂的强度不高，则容易在起模和搬运过程中发生损坏，在浇注过程中发生冲砂等;型砂的透气性差，就不能将浇注过程中产生的大量气体及时排出，而这些气体进入金属液,就会使铸件产生气孔;型砂的耐火性不好,在浇入高温的金属液后，型砂就会因熔化而粘结在铸件的表面上,形成粘砂;型砂的退让性不好，会对凝固后的铸件收缩产生较大的阻力,由此可能使铸件形成裂纹等

造型材料的质量,配砂工作的好坏等，将影响型砂的性能,进而影响铸件的质量。

生产中对配制好的型砂，经常用仪器进行测定,以保证型砂的各项附合要求。

较为简便的检验方法, 用手抓起一把型砂，紧捏后放开，如砂团不松散而且不粘手，手印清楚，把它折断时，断面平整均匀,则表示型砂的强度、可塑性等性能较好。

2.造型利用铸模或其它方法制成所需的砂型,这项工作叫做造型。

实际生产中,铸件的形状、大小和技术要求等，变化很大，因而造型方法也是多种多样的。

现粗略分类简述如下:

（1）按造型方法分，有手工造型和机器造型。

虽然手工造型没有机器造型产量高、质量好,但由于需要准备的工作量较少,灵活性和适应性又较大，所以当铸件生产的批量不大时，目前还是采用手工造型。

（2）按造型用的铸模分,有实样模造型和刮板造型。

对造型来说,实样模造型比刮板造型

容易，但做铸模的工时和所用去的材料较多。

生产中一般是采用实样模造型,特别是铸件的生产数量较多时。

（3）按砂型所处的地点分,有砂箱造型和地面造型。

把砂型做在地坑内，可以节省砂箱，但不能搬移,造型较不方便。

一般情况下，宜采用砂箱造型。

（4）按砂型是否烘干分，有湿型和干型。

砂型在浇注前不进行烘干的叫湿型（又叫潮模）,在浇注前要进行烘干的叫干型（又叫烘模〉。

两者相比较,干型的强度等性能较好，但要多经一道烘干工序。

重量较大，质量要求较高的铸件常用干型浇注。

造型工作中，不仅要用经济、简便的方法把砂型制造出来,而且要根据具体的铸件,采取有效的措施,防止铸件产生缺陷。

例如:

浇注的金属液在型腔内流动时,温度要不断下降,如果浇口大小开得不合适，就有可能在金属液还未充满型腔,就停止流动,使铸件某些部分，尤其是细薄或是棱角的部分浇不足。

为了使金属液能很好地充满型腔，对于薄壁的铸件，造型时，浇口就要开得大些。

还要指出的，各种金属液的流动性是不相同的，例如灰铸铁比铸钢的流动性要好得多，所以灰铸铁可以浇出壁厚更薄的铸件。

金属液从高温冷却到凝固，再冷却到室温，在体积或尺寸方面都要缩小,也就是说具有收缩性。

收缩性大的铸件,当表层凝固而内部金属液继续收缩时,往往会在铸件厚大的部分形成孔洞,即所谓缩孔，为防止铸件产生缩孔，造型时要考虑补缩的问题,最常用的方法就是设置冒口。

当铸件凝固后继续收缩时,如果受到砂型和泥芯的阻碍，就可能产生裂纹。

为此，造型时常需要采用一定的防裂措施。

各种金属的收缩性是不相同的,例如:

灰铸铁的收缩性比铸钢小得多，是常用金属中最小的一种,所以灰铸铁件比较不容易产生缩孔、裂纹缺陷。

3.熔炼将固态的金属炉料熔成具有一定成分和温度的液态合金,这项工作叫做熔炼。

铸工车间中，熔炼金属的炉子的类型很多，如冲天炉、电炉、增锅炉等。

熔炼铸铁的炉子,最广泛应用的为冲天炉。

冲天炉的炉壁是用耐火材料制成，外面围以钢板炉壳。

金属炉料和焦炭等按一定的比例分批从加料口加入炉中。

从鼓风机来的空气,经过炉身下部的风箱和进风口进入炉中。

焦炭燃烧时放出的热量使金属炉料熔化。

熔化了的铁水贮在炉底或前炉,待积到一定数量时，凿去出铁口内的泥塞，铁水便流出,通过出铁槽流入铁水包中。

熔炼工作中，要控制好金属浓的成分和温度,否则会产生成批的废品。

4.浇注以合适的温度和速度，将符合要求的金属液浇入砂型中,这项工作叫做浇注。

浇注是通过浇包进行的。

浇注的时候,浇包要靠近浇口，不要太高,否则金属液会从浇口溅出来;要使浇口保持注满状态，以免熔渣（垃圾）进久型中，使铸件产生夹渣缺陷。

浇注前，要穿戴好防护用具,和金属液接触的工具要预热，以免引起金属液飞溅时伤人。

5.清理清除铸件上的浇冒口和表面粘砂等,这项工你叫做清理。

铸铁件的浇冒口可用敲断方法去除，铸钢件等常用气割方法去除。

铸件表面清理工作可用滚筒、抛丸等设备来完成。

在缺乏设备或是铸件上难以清理的部位,可用手锤、凿子和钢丝刷等来进行。

锤击时应注意锤打的方向和力的大小,以兔损坏铸件。

用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法。

说起历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。

值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。

据报道，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上。

适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。

1890年震压式造型机问世，长期用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。

近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。

各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。

现今，随着科学技术的速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件品质的要求也越来越高。

现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效的控制其稳定、一致，则不用多久就可能将铸造厂埋葬于废品之中。

随着科学技术的发展，目前采用粘土湿型砂的铸造厂，一般都适合其具体条件的砂处理系统，其中包括：

旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。

粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。

如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内，生产中就可能出现问题。

一个有效的砂处理系统，应能监控型砂的性能，如有问题，应能及时加以改正。

由于各铸造厂砂处理系统安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。

这里，打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。

各铸造厂认真地理解了这些要点之后，可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。

而且，还要随着技术的进步和工厂的实际能力（包括人员和资金）不断改进对型砂系统的控制。

一．旧砂的处理

用粘土湿型砂造型，浇注以后，除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外，大部分型砂可以回收使用。

这是粘土湿型砂的主要优点之一。

配制粘土湿型砂时，旧砂用量一般都在90%以上，如果对旧砂的处理不当，无论怎样加强混砂，无论添加什麽辅助材料，都不可得到好的型砂。

所以，对旧砂进行有效的处理，是保证型砂质量的前提。

1．旧砂温度的控制

热砂问题，已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的最大问题。

型砂温度太高，铸件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。

热砂对铸件质量的负面影响，主要由于以下几个方面：

·由于热砂使水分蒸发，混砂时无论怎样注意，也难以控制型砂的性能；

·将热型砂送往造型机的过程中，由于水份损失，型砂性能改变，造型时实际上用的型砂，其性能与混砂时控制的性能差别很大；

·造型时，热型砂的水分容易在模样表面上凝结，型砂粘模；

·合型后，热砂的水分蒸发，凝结在冷的芯子上，会使芯子的强度降低，铸件也易于产生气孔；

·如果旧砂要贮存在砂斗中备用，则热砂容易粘附在砂斗壁上。

严重时，砂斗四周堵满了型砂，只剩中间一个孔洞，使系统中的型砂只有一部分周期使用，这部分型砂周转快、温度又会进一步提高，使热砂问题更加严重。

多高温度的砂算是热砂？

判断热砂的温度界限，是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出现问题。

对此，许多研究者从个方面进行了研究；有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影响；有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响；有人研究了型砂温度与铸件质量的关系。

各方面的研究，得到了一致的结论，即：

为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50℃以下。

使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。

一定要吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。

以下，给出一个简略的计算比较：

型砂的比热大致是：

9.22×102J/kg·℃，

水的比热是：

4.19×103J/kg·℃，

水的蒸发热是：

2.26×106J/kg，

1吨砂中加20℃的水10kg（加水1%），使其温度升到50℃，所能带走的热量为4.19×103

×10×30，即12.57×105J。

1吨砂温度降低1℃，需散热9.22×102×1000J，即9.22×105J。

所以，在旧砂中加水1%，只能使温度降低24.5℃。

使1吨砂中的水分蒸发1%（10kg），能带走的热量为2.26×107J，却可使砂温降低24.5℃。

以上的分析表明：

简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水，冷却效果是很差的。

即使加水后向砂表面吹风，也不能有多大的改善。

加水后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松散的砂吹风，使水分迅速蒸发，同时将蒸汽排除。

目前，型砂冷却装置的品种、规格很多，主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等，都是利用水分蒸发冷却型沙。

其中，冷却沸腾床效果较好。

2．旧砂的水分控制

几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分，但是，对于严格控制旧砂水分的重要性，很多铸造厂的领导和技术人员还缺乏足够的认识。

进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。

试验研究和经验都已证明，加水润湿干膨润土比润滑湿膨润土难得多。

型砂中的膨润土和水，并非简单的混在一起就行，要对其加搓揉，使之成为可塑状态。

这就像用陶土和水制陶器一样，将水和土和一和，是松散的，没有粘接能力；经过搓揉和摔打，使每粒土都充分吸收了水分，就成为塑性状态，才可以成形，制成陶器毛坯。

铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。

旧砂的水分较低，在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所需要的时间就越长。

由于生产中混砂的时间是有限的，旧砂的水分越低，混成砂的综合质量就越差。

目前，各国铸造工作者已有了这样一种共识：

进入混砂机的旧砂，水分只能比混成砂略低一点。

较好的做法是：

在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所含的水分略低于混成砂。

这样，从砂冷却到进入混砂机还有一段相当长的时间，水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。

更好的做法是：

在系统中设混砂机对旧砂进行预混，冷却后的旧砂在预混混砂机中加水进行预混，以改善旧砂中膨润土和水的混合状态。

国外，有的铸造