铸造工艺---冷铁设计

冷铁设计

冷铁分为内冷铁和外冷铁。

内冷铁：将金属激冷物插入铸件型腔中需要激冷的部位，使合金激冷并同铸件熔为一体，这种金属激冷物称为内冷铁，内冷铁主要用于黑色金属厚大铸样。

使用内冷铁的注意事项是：

1）使用前，内冷铁要喷丸或喷砂处理，去除表面锈蚀和油污，常镀锌或镀锡防氧化。

2）砂型内放置内冷铁后应在3h—4h内浇注，防止内冷铁上聚集水分而产生气孔。

3）承受高温、高压和质量要求很高的铸件，不宜放内冷铁。

4）放内冷铁的铸型上方应有出气孔，如上方是暗冒口，冒口上也应有较大的出气孔。

5）采用栅状内冷铁时，单根冷铁的直径不大于30mm。

6）内冷铁在铸件加工后不得暴露，以免影响铸件的力学性能。

外冷铁：外冷铁又分为直接外冷铁和间接外冷铁两类。

1）直接外冷铁是只与铸件的部分内外表面接触而不熔接在一起的金属激冷物，实际上它成为铸型或型芯的部分型腔表面。

2）间接外冷铁同被激冷铸件之间有10～15mm厚的砂层相隔，故又称隔砂冷铁、暗冷铁。间接外冷铁激冷作用弱，应用较少。

使用外冷铁的注意事项为：

1外冷铁紧贴铸件表面的部位应光洁，除去锈污等各种脏物，有时要刷涂料。

2 对于易产生裂纹的铸造合金浇注的铸件，使用外冷铁时应带有一定的斜度（如45°），以免型砂和冷铁分界处因冷却速度差别过大而形成裂纹。应做成图1中（b），（c）的形式。对铸铁和一般铸铜件，（a）、（b）、（c）均适用。

冷铁的作用

1.与浇注系统和冒口配合控制铸件的凝固次序。

2.加速铸件的凝固速度，细化晶粒组织，提高铸件的力学性能。

3.减小冒口尺寸，提高工艺出品率。

冷铁材料的选择

可以制作冷铁的材料很多，凡是比砂型材料的热导率、蓄热系数大的金属和非金属材料均可选用。生产中常用的冷铁材料有铸铁、铝合金、石墨和铜合金等，各种冷铁材料的热物理系数见下表1。

冷铁安放位置的确定

冷铁能否充分发挥作用，关键在于安放的位置是否合理。确定冷铁在铸型中的位置，主要取决于要求冷铁所起的作用以及铸件的结构、形状，同时还需要考虑冒口和浇注系统的位置。

（1）要求冷铁所起作用的分析:

（2）铸件结构的分析:

（3）与冒口配合使用

（4）浇注系统及引入位置的影响:

冷铁形状的确定

冷铁的形状取决于使用冷铁部位铸件的形状和冷铁所应起的作用.常用冷铁分为成型冷铁和平面冷铁两类，其形状如图2所示。在铸件理论型面及转角处一般使角成型冷铁，冷铁

的形状应与放置冷铁的铸件形状相符合。在铸件底部、端部和平面部分，常放置平面冷铁。实际生产中常使用长方形、圆形、方形的冷铁。其厚度一般为10，12, 15, 20, 30mm 。也常制出一批长、宽尺寸不同、直径不同的标准冷铁供生产中选用。这样有利于管理、有利于缩短试制和全产周期。

冷铁尺寸的确定

（1）外冷铁

①外冷铁的厚度

对轻合金件，当T 大于2.5倍铸件壁厚时，需配合冒口使用。

②外冷铁的工作表面积:

冷铁有一定的激冷面积，对铸件的大平面，尤其是铸钢件大平面不宜放置壁厚不变的大块冷铁.在大型铸钢件的厚壁平面上常散布若干小块冷铁来组成冷铁组，这样常要计算一个冷铁能激冷多大面积，即要计算冷铁的工作表面积。

设在铸件底面和内侧面的外冷铁，在重力和铸件收缩力作用下同铸件表面紧密接触，称为无气隙外冷铁;设在铸件顶部和外侧的冷铁属于气隙外冷铁。

相关文献指出，对于铸钢件，无气隙外冷铁的激冷效果，相当于在原有砂型的散热表面上，净增了两倍的冷铁工作表面积(A s =A o +2A c1):有气隙外冷铁的效果，相当于在原有的砂型散热面积上净增了一倍的冷铁工作表面积(A s =A o +A c2)。应用了外冷铁使铸件凝固时间缩短，相当于使铸件模数由M o 减小为M 1，由此可导出外冷铁工作表面积As 。

对无气隙外冷铁有 1010000012)

(22M M M M V M V M V A A A s c -=-=-= （1）

对有气隙外冷铁有

10100

001002)(M M M M V M V M V A A A s c -=-=-= （2）

上两式中 V 0 —铸件被激冷处的体积;

A c ，A s ，A 0 —冷铁工作表面积、砂型等效面积、铸件的表面积;

M 0，M 1—铸件原模数，使用冷铁后铸件的等效模数。

1200012c c s A A A V A V M ++== （3）

其中A c1，A c2为无气隙、有气隙冷铁工作面积。

铸造设计人员可依工艺需要确定M1的大小，然后利用式（1）,（2）计算出外冷铁的工作表面积.当实现同时凝固时，M 1等于热节四周薄壁部分的模数;实现顺序凝固时，M 1=(0.83～0.91)M p ，M p 是热节旁补缩壁的模数。经验证明，只有满足M p ≥0.67M o 的条件下，才能用外冷铁消除热节的影响。

（2）内冷铁

内冷铁的激冷作用比外冷铁强，通常是在外冷铁激冷作用不足时才使用内冷铁，主要用于壁厚而技术要求不太高的铸件上，特别是铸钢件。

设计注意：

各种冷铁的尺寸一般不宜过大，长度尺寸不大于200mm 。冷铁尺寸过大，反复使用后会出现变形，既降低冷铁的激冷作用，又影响铸件尺寸精度。较长或面积较大的冷铁，应分块使用，冷铁与冷铁之间应留有间隙。冷铁之间的间隙一般为3～5mm ，间隙过小，造型时间隙中的型砂不易紧实，合箱时易掉砂，并易钻入金属液，形成披缝，阻碍铸件的收缩造成热裂缺陷。

间隙过大，在间隙处形成热节，出现缩松和缩裂缺陷。冷铁的厚度大小应逐步向边缘处减薄，使激冷作用缓和过渡，避免铸件在冷铁边缘产生裂纹，对于镁合金铸件，尤为重要。内冷铁的激冷作用比外冷铁大得多，所以用量要适当。如内冷铁重量过大，则不能很好地熔合，影响铸件的机械性能，严重时引起铸件裂纹。重量过小则不能有效消除缩孔、缩松。冷铁工作表面一般应开设通气槽。回用冷铁应进行吹砂处理，以去除表面的旧砂、油污和氧化物。

泵盖铸造工艺设计说明书

课程设计说明书 泵盖铸造工艺设计 院系：机械工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：

目录 1.铸造工艺分析 (1) 1.1零件介绍 (1) 1.2零件生产方式选择 (1) 1.3技术要求分析 (1) 1.4 合金铸造性能分析 (2) 2.确定铸造工艺方案 (2) 2.1确定铸造方法 (2) 2.2确定浇注位置和分型面 (2) 2.3确定型内铸件数目 (3) 2.4不铸出孔及槽的确定 (3) 2.5机械加工余量和铸造圆角的确定 (3) 2.6起模斜度和分型负数的确定 (5) 2.7砂芯的确定 (7) 2.8铸造收缩率的确定 (7) 2.9冒口的确定 (7) 2.10浇注系统的确定 (8) 3.芯盒的设计 (9) 3.1芯盒材质和分盒方式的确定 (9) 4.总结 (9) 参考资料 (10)

1.铸造工艺分析 零件简介： 1.1零件介绍： 零件名称：泵盖 零件材料：HT200 1.2零件生产方式选择： 大批量生产，零件图如下：

1.3技术要求分析 按照国家标准，对于HT200，其抗拉强度应达到200Mpa。铸件在使用时工作条件较好，但此铸件需起隔爆作用，按照技术要求，需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。另外，铸件清砂后，焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。除此外无特殊技术要求。 注：其中φ21H7内孔为重要加工面，不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。 1.4 合金铸造性能分析 灰铸铁具有良好的铸造性能： （1）流动性。灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。 （2）收缩性。灰铸铁的浇注温度较低，凝固中发生共析石墨化转变，使其线收缩小，产生的铸造应力也较小，所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。 （3）灰铁充型能力好，强度较高，耐磨、耐热性好，减振性良好，铸造性较好，但需人工时效。 2.确定铸造工艺方案 2.1确定铸造方法 铸件材质为HT200，，其轮廓尺寸25×φ110，属中小件，联结结构合理，符合灰铸铁铸造要求，可以进行铸造工艺设计。采用湿砂型机器造型大批量生产。 采用湿砂型机器脱箱造型，热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。 2.2确定浇注位置和分型面 浇注位置选择原则： （1）重要加工面应朝下或呈直立状态； （2）铸件的大平面应朝下； （3）应有利于铸件的补缩； （4）应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满； （5）应尽量少用或不用砂芯； （6）应使合型、浇注和补缩位置一致。

熔模铸造工艺流程

熔模铸造工艺流程

模料 制熔模用模料为日本牌号：K512模料 模料主要性能： 灰分≤0.025% 铁含量灰分的10% ≤0.0025% 熔点83℃-88℃（环球法）60℃±1℃ 针入度100GM（25℃）3.5-5.0DMM 450GM（25℃）14.0-18.0DMM 收缩率0.9%-1.1% 比重0.94-0.99g/cm3 颜色新蜡——兰色、深黄色 旧蜡——绿色、棕色 蜡（模）料处理 工艺参数： 除水桶搅拌时温度110-120℃ 搅拌时间8-12小时 静置时温度100-110℃ 静置时间6-8小时 静置桶静置温度70-85℃ 静置时间8-12小时 保温箱温度48-52℃ 时间8-24小时 二、操作程序 1、从脱蜡釜泄出的旧蜡用泵或手工送到除水桶中，先在105-110℃下置6-8小时沉淀，将水分泄掉。

2、蜡料在110-120℃下搅拌8-12小时，去除水份。 3、将脱完水的蜡料送到70-85℃的静置桶中保温静置桶中保温静置8-12小时。 4、也可将少量新蜡加入静置桶中，静置后清洁的蜡料用手工灌到保温箱蜡缸中，保温温度48-52℃，保温时间8-24小时后用于制蜡模。 5、或把静置桶中的回收蜡料输入到气动蜡模压注机的蜡桶中，保温后压制浇道。 三、操用要点 1、严格按回收工艺进行蜡料处理。 2、除水桶、静置桶均应及时排水、排污。 3、往蜡缸灌蜡时，蜡应慢没缸壁流入，防止蜡液中进入空气的灰尘。 4、蜡缸灌满后应及时盖住，避免灰尘等杂物落入。 5、经常检查每一个桶温，防止温度过高现象发生。 6、作业场地要保持清洁。 7、防止蜡液飞溅。 8、严禁焰火，慎防火灾。 压制蜡（熔）模 一、工艺参数 室温20-24℃压射蜡温50-55℃ 压射压力0.2-0.5Mpa 保压时间10-20S 冷却水温度15±3℃ 二、操作程序 1、从保温槽中取出蜡缸，装在双工位液压蜡模压注机上，使用前应去除蜡料中空气及 硬蜡。 2、将模具放在压注机工作台面上定位，检查模具所有芯子位置是否正确，模具注蜡口 与压注机射蜡嘴是否对正。 3、检查模具开合是否顺利。 4、打开模具，喷薄薄一层分型剂。 5、按照技术规定调整压注机时间循环，包括压射压力、压射温度、保压时间、冷却时 间等。

覆膜砂铸造材料工艺

覆膜砂铸造材料﹠工艺皆见来龙去脉 我国于20世纪50年代开始研究应用覆膜砂及壳（芯）工艺，直至80年代中期以前只有少数几家工厂采用自制的覆膜砂用于壳芯生产。自此以后，覆膜砂开始作为商品推向市场。随着原材料、制造设备和制造工艺的不断改进，覆膜砂品质不断得到提高，生产成本下降，90年代以来，覆膜砂的应用得到了更迅速的发展，产品种类不断增多，并已形成系列化。目前，我国铸造用覆膜砂年产量已达50万吨以上，共有专业生产厂家近百家。随着我国汽车工业的快速发展和机械产品外贸出口需要，以及铸件国际市场的开发，对铸件品质的要求越来越高，覆膜砂的应用将会在短期内得到迅速增长。 一、覆膜砂原材料的选用 覆膜砂一般由骨料、粘结剂、固化剂、润滑剂和特殊添加剂组成。 1.骨料 骨料是构成覆膜砂的主体。对骨料的要求是：耐火度高、挥发物少、颗粒较圆整并自身强度高等。一般选用天然擦洗硅砂，这主要是由于其储量丰富，价格便宜，能满足铸造要求。只有特殊要求的铸钢件或铸铁件才采用锆砂或铬铁矿砂。对硅砂的一般要求是： （1）SO2含量高。铸铁及有色铸造用砂要求SO2>90%，铸钢件要求>97%； （2）含泥量≤0.2%； （3）粒度分布宜采用3～5筛分散度； （4）AFS细度：应根据铸件表面粗糙度要求来选定不同的细度，一般为AFS50～65； （5）粒形：尽可能选用圆整性好的硅砂，角形因素应<1.3； （6）pH值<7;

（7）硅砂需用水擦洗过，如有特殊要求，可将硅砂酸洗或进行高温活性处理（900℃焙烧） 2 . 粘结剂 目前普遍采用酚醛类树脂作为粘结剂。酚醛类树脂有固体和液体、热固性和热塑性之分。目前制作覆膜砂通常采用热塑性固态酚醛树脂。对其性能要求是：（1）聚合速度（热板法）：25～27s ； （2）软化点（环球法）：90～105℃； （3）流动性（斜板法）：60～110mm ； （4）游离酚含量（溴化法）：≤4%。 粘结剂的性能对覆膜砂的品质有很大的影响，人们一直在致力于研究如何提高酚醛树脂的性能，以及寻找酚醛树脂的替代品。国外已开发出不同性能的专用树脂，如高强度低发气树脂、易溃散树脂，也有采用改性聚酯树脂的报道，但未得到全面推广，至今普遍采用的仍是改性酚醛树脂。国内近年来在覆膜砂专用酚醛树脂的研究开发方面发展较快，已开发出不同的改性酚醛树脂供生产使用。 3. 固化剂、润滑剂、添加剂 固化剂通常采用乌洛托品即六亚甲基四胺，分子式为（CH2）6N4，要求为工业一级品。润滑剂一般采用硬脂酸钙。其作用是防止覆膜砂结块，增加流动性，使型、芯表面致密及改善砂型（芯）的脱模性。添加剂的主要作用是改善覆膜砂的性能。目前采用的添加剂主要有：耐高温添加剂（如含碳材料或其他惰性材料）、易贵散添加剂（如二氧化锰、重铬酸钾、高锰酸钾、已内酰胺等）、增强增韧添加剂（如超短玻璃纤维材料、有机硅烷KH-550等）以及防粘砂添加剂和抗老化添加剂等等。 二、覆膜砂的分类

球铁管件铁型覆砂铸造工艺设计与研究

球铁管件铁型覆砂铸造工艺设计与研究 吴成玉（国营扎兰屯纸浆厂内蒙扎兰屯市162650） 吴振（大连开发区永诚机电设备有限公司大连市116000） 【摘要】本文根据球铁管件技术标准的国际通用化和需求批量化的特点，针对国内管件铸造工艺落后的状况，提出采用组合模具的铁型覆砂铸造工艺生产球铁管件，便于组织专业化、机械化流水线快速生产，能够明显提高铸件外观和内在质量，有效降低生产成本，具有优质、高效、节能、降耗的显著优点，是一项先进的绿色环保铸造技术。 关键词】球铁管件、铁型覆砂铸造工艺设计、生产线布置 1 前言 球铁管件是一种需求量大，品种繁多的管道工程用铸件，目前各国虽有本国的管件技术标准，但大多都趋向于采用国际IS02531 标准进行设计和施工，因此大多数铸造厂家基本上都按国际标准要求铸造生产各种管件。就国际标准而言就有34 个类别，涵盖2000 多个规格，管件直径为DN80 一DN2600mm ，其中常用管件直径为DN80 —DNI200mm，占全部管件总量的67%。复盖17个类别， 1 300多个规格。 目前国内各类管件的生产方式主要有湿型铸造，水玻璃砂和树脂砂铸造，也有一少部分是消失模铸造。其中DN350mm 以下的小型管件采用湿型铸造，DN400 一DN2600mm 的大中型管件采用水玻璃砂和树脂砂铸造。管件的结构特点是体积大，管壁薄，铸件生产时砂铁比大，据初步测算，用水玻璃砂生产1吨管件需要 6 吨型砂，造型方法多数是手工造型，而且以刮板造型居多数，工艺落后，质量低劣，效益不高，据查国内管件铸造行业铸件废品率高达15—20%， 严重影响经济效益的提高和市场竞争力，因此管件铸造行业面临迫切需要对传统铸造工艺进行技术改造的任务，应不断采用先进技术，生产高质量的铸件，以适应我国加入WTO 后所面临的激烈市场竞争和挑战。同时当前最为迫切的是应由行业主管部门进行行业规划和结构调整，对全国数百家管件生产厂各自为战重复生产的状态，进行科学指导，宏观调控，做好管件产品的结构调整和专业分工，在行业内部形成各有侧重，分工合理，竞争有序的局面。事实上哪个管件厂也不可能生产上千种管件产品，各工厂只有按品种区段分工，进行协调作战，不搞重复生产，才能减少工装模具费用，以便集中力量搞工装标准化和机械化生产，例如对DN80 一DN350mm 的小型管件应采取机械造型；对DN400 一DNI000mm 的中型管件采取铁型覆砂或树脂砂造型；对DNI 100 一DN2600mm的大型管件采取水玻璃砂造型。只有在明确分工后，才能有所侧重，汇集重点产品，形成批量生产，达到规模化经营，逐渐实现机械化生产，这样既提高了企业本身的生产技术水平，又强化了管件行业的总体优势和市场竞争能力。本文重点对中型管件采用铁型覆砂铸造技术的研究情况作一简要介绍。 2 铁型覆砂铸造简述

铸造工艺学设计说明书

铸造工艺设计说明书 零件名称：联轴器 指导老师：范宏训 设计人：邱满元 学号：T833-1-34

目录 1零件概述 (1) 1.1零件信息 (1) 1.2技术要求 (2) 2铸造工艺方案拟定 (2) 2.1 分型面选择 (3) 2.2浇注位置选择 (4) 3铸造主要参数 (4) 4 浇注系统设计计算 (4) 5 冒口设计 (5) 6砂芯设计 (6) 7模板 (7) 8 参考文献 (9) 9总结 (9)

1零件概述 1.1零件信息 名称：联轴器材料：球墨铸铁 外形尺寸：φ120X80 体积: 298.4cm2 质量: 2.16kg 生产批量：大批量生产零件二位图如下图所示 零件三维图如图1.1所示 图1.1 联轴器三维图

1.2技术要求 （1）铸件加工后，加工面不得有任何的铸造缺陷，非加工表面不得有明显 的夹渣、凹陷、砂眼和裂纹；。 （2）该零件配合方式为过盈配合； （3）保证该件受力较大的工作部分的力学性能。 2铸造工艺方案拟定 1 、铸造工艺图如图所示，分型面、加工余量、拔模斜度如图所示 对于单个零件，其冒口及浇注系统初步定为如下图所示，浇注位置和冒 口正好选在热节最大的地方 冒口 浇注系统

选择分型面的理由：1、保证铸件大部分位于下箱，温度分布较为合理，冒口 位置设计较为方便，便于补缩； 2、有要求的加工面都位于下型腔，其质量得到保证 3、铸件主要工艺参数的选择 加工余量——根据零件服役条件及加工部位精度要求，该零件主要工作面及尺寸有配合要求的部位是零件中间的连接孔，取加工余量3mm ，其他部位无； 收缩率——球墨铸铁，查表得收缩率为0.8%-1.2%，取ε=1.0% 拔模斜度——便于铸件从型腔中取出，取各处拔模斜度为1° 铸件质量——在增加铸件拔模斜度等工艺参数后计算的铸件体积为 298.4cm2，质量为2.16kg 4 浇注系统设计计算 铁液经球化,孕育处理后，温度下降，易氧化。因此要求浇注系统能大流量输送铁液，又有一定的挡渣能力。故薄壁小型球墨铸铁常用的封闭式浇注方式，它充型速度较快，又有挡渣能力，充型平稳。 用奥赞公式如公式4.1可计算阻流截面积： p L g H ut A 31.0G =∑ Gl 为浇注重量，该铸件质量Gc ≈2.16kg 出品率 %75~60=η，估算Gl=Gc/η≈2.5kg u 浇注系统流量损耗因素，查表得干型中小铸型阻力5.0≈u t 浇注时间 ，由 t=s √Gl 取=t 3s p H 为平均静压力头高度。 该方案可近似认为是中间浇注式，Hp ≈Ho-C/8。 式中C 为零件高度C ≈80cm ，0H 取140mm 得p H =130mm 。 故最小面积： 21335.031.0.5x82411.9cm A g ==???∑

熔模铸造工艺流程-图文.

熔模铸造工艺流程 模具制造 制溶模及浇注系 统 模料处理 模组焊接 模组清洗 上涂料及撒砂 涂料制备 重

复 型壳干燥(硬化 多 次 脱蜡 型壳焙烧 浇注 熔炼 切 割 浇 口 抛 光 或 机

工 钝化 修整焊补 热处理 最后清砂 喷丸或喷砂 磨内

口 震 动 脱 壳 模料 制熔模用模料为日本牌号：K512模料 模料主要性能： 灰分≤0.025% 铁含量灰分的10% ≤0.0025% 熔点 83℃-88℃（环球法）60℃±1℃ 针入度 100GM（25℃）3.5-5.0DMM 450GM（25℃）14.0-18.0DMM 收缩率 0.9%-1.1% 比重 0.94-0.99g/cm3 颜色新蜡——兰色、深黄色 旧蜡——绿色、棕色

蜡（模）料处理 工艺参数： 除水桶搅拌时温度 110-120℃ 搅拌时间 8-12小时 静置时温度 100-110℃ 静置时间 6-8小时 静置桶静置温度 70-85℃ 静置时间 8-12小时 保温箱温度 48-52℃ 时间 8-24小时 二、操作程序 1、从脱蜡釜泄出的旧蜡用泵或手工送到除水桶中，先在105-110℃下置6-8小时沉淀，将水分泄掉。 2、蜡料在110-120℃下搅拌8-12小时，去除水份。 3、将脱完水的蜡料送到70-85℃的静置桶中保温静置桶中保温静置8-12小时。 4、也可将少量新蜡加入静置桶中，静置后清洁的蜡料用手工灌到保温箱蜡缸中，保温温度48-52℃，保温时间8-24小时后用于制蜡模。

5、或把静置桶中的回收蜡料输入到气动蜡模压注机的蜡桶中，保温后压制浇道。 三、操用要点 1、严格按回收工艺进行蜡料处理。 2、除水桶、静置桶均应及时排水、排污。 3、往蜡缸灌蜡时，蜡应慢没缸壁流入，防止蜡液中进入空气的灰尘。 4、蜡缸灌满后应及时盖住，避免灰尘等杂物落入。 5、经常检查每一个桶温，防止温度过高现象发生。 6、作业场地要保持清洁。 7、防止蜡液飞溅。 8、严禁焰火，慎防火灾。 压制蜡（熔）模 一、工艺参数 室温20-24℃压射蜡温50-55℃ 压射压力0.2-0.5Mpa 保压时间10-20S 冷却水温度15±3℃ 二、操作程序

【CN109822058A】一种铁型覆砂铸造工艺【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910155687.9 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人 湖州圣龙汽车动力系统有限公司 地址 313018 浙江省湖州市南浔县/区菱湖 镇湖菱路1588号 (72)发明人 李凯　时亚金　邹万齐　潘士柱　 (74)专利代理机构 宁波市鄞州甬致专利代理事 务所(普通合伙) 33228 代理人 严波 (51)Int.Cl. B22C 15/24(2006.01) B22C 9/06(2006.01) C21C 7/00(2006.01) G01N 21/25(2006.01) G01B 21/00(2006.01) G01N 21/95(2006.01) (54)发明名称一种铁型覆砂铸造工艺(57)摘要本发明公开了一种铁型覆砂铸造工艺，其技术方案要点包括零件模具的制作、上模上型、覆膜砂芯的制作、底模上型、底模上型与上模上型合型成零件铸型、向零件铸型浇注铁水获得成型零件的步骤；再通过浇冒口分离器打开零件铸型以取出零件，并在最后需要对成型零件进行金相检测以及抛丸、打磨处理。本发明具有获得精度高、内腔光洁度高的零件铸型，使得加工制造而成的铸件表面光洁度高；与此同时，通过由PLC控制移动、运行至下一模并自动随流孕育的数控浇注机起到减少劳动力需求的作用，安全性高，并可根据不同的产品进行相应的参数设置，实用性强；并通过浇冒口分离器达到避免损伤铸件本体、降低噪音小以及环保的效果，显著降低拿取 铸件的操作难度。权利要求书1页 说明书7页 附图1页CN 109822058 A 2019.05.31 C N 109822058 A

制动盘铸造工艺设计

1．结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）谈谈你的体会，及对教材、课堂教学的建议。 2．查资料，完成所指定锻件的生产过程，锻件图设计、相应的计算过程、下料、加热、锻造及热处理工艺进行分析。 3．结合汽车零件生产。阐述埋弧焊原理、工艺特点、质量保证措施。 1.结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）。

1.1 制动盘铸造要求及现状 一、生产技术状况：制动盘种类繁多，特点是壁薄，盘片及中心处由砂芯形成。不同种类制动盘，在盘径、盘片厚度及两片间隙尺寸上存在差异，盘毂的厚度和高度也各不相同。单层盘片的制动盘结构比较简单。铸件重量多为6-18kg。 二、技术要求：铸件外轮廓全部加工，精加工后不得有任何缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷。金相组织为中等片状型，石墨型，组织均匀，断面敏感性小（特别是硬度差小）。 三、力学性能: σb ≥250MPa , HB180～240 , 相当于国际 HT250 牌号。 四、有些外商对铸件的化学成分也作要求，本设计不作详细介绍。 1.2 设计内容 用金属型覆砂技术克服上述局限性，解决当前所遇到的铸造问题，保证工艺出品率。即在金属型与铸件外形间覆薄砂层，形成砂型胶。优点是同时具备金属型和砂型铸造的特点，金属型与熔体不直接接触，冷却速度和金相组织易于控制，同时提高金属型寿命，铸件形状可较复杂。铸件可保证致密无气孔、缩孔、缩松等缺陷，工艺出口率高。 2.1 设计任务要求 名称:制动盘 材料：HT220 类型：成批生产 本铸件属于盘状薄壁件，盘面上的风道利于空气对流，达到散热的目的。如下图所示。采用金属型覆砂工艺，需考虑金属型材料及芯砂材料。 2.2金属型材料选择 根据以往金属型设计经验，选择常用的HT200作为金属型材料，参数如下：牌号：HT200 标准：GB 9439-88

铸造工艺设计实例

轴承座铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 仔细审阅零件图，熟悉零件图，而且提供的零件图必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。仔细样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性，有两个方面：（1）审查零件结构是否符合铸造工艺 （2 ）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施避 零件名称：轴承座 零件材料：HT150 生产批量：大批量生产 2、零件技术要求 铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性 铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等， 用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性 铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。 二、工艺方案的确定

1、铸造方法的确定 铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 （1）造型方法、造芯方法的选择 根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型 （2）铸造方法的选择 根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。 （3）铸型种类的选择 根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4条主要规则，选择铸件最大截面，即底面处。 3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即底面。 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定 根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13， 取加工余量等级为12。

铸造工艺设计说明书

铸造工艺设计说明书 课程设计：机械工艺课程设计 设计题目：底座铸造工艺设计 班级：机自1103 设计人： 学号： 指导教师：张锁梅、贾志新

前言 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是： （1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。 （2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。 （3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。 （4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。 （5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

目录 一、工艺审核 (1) 1.数量与材料 (1) 2.图样 (1) 3.零件的结构性 (1) 二、成形工艺设计 (1) 1．确定工艺方案 (1) （1）浇注位置的选择 (2) （2）分型面的选择 (2) 2.确定铸造工艺参数 (4) （1）机械加工余量和铸出孔 (4) （2）浇注位置的选择 (5) （3）拔模斜度 (5) （4）铸造收缩率 (6) 3．砂芯设计 (6) 4．浇注系统的设计 (6) 5. 冷铁的设置 (6) 三、心得体会 (7)

铁型覆沙铸造工艺

铁型覆砂铸造技术在国外早有研究应用，1955年由美国铸铁管公司研究成功并用mono—cast法生产离心铸管。后来我国一些科研单位和工厂也相继研采用铁型覆砂铸造工艺生产球铁曲轴，凸轮轴，阀体，水泵壳等铸件取得成功并广泛应用。铁型覆砂工艺是利用铸造粗成形的铁型内腔(芯铁)表面覆上一层很薄的树脂砂衬所形成的铸型生产铸件的工艺。这一工艺主要优点是铁型表面覆上一层树脂砂衬后的铸型，在浇注时的工作条件大为改善，能够有效地承受高温铁液的热冲击，型内的最高温度可由600％降低到2oo℃左右，铁型厚度方向上的温度梯度也大为降低，铁型的热应力明显降低，这对提高铁型的使用寿命非常有利，使用寿命可高达十几万次。同时由于铁型覆砂的铸型有足够的强度和刚度，覆砂层硬度高(9O以上)，可避免铸件出现胀砂、砂等缺陷，可生产重量较大的铸件。对于球铁可充分利用铁液凝固时石墨膨胀的特性，消除缩孔、缩松等缺陷。本工艺是在覆砂造型机上对准铁型射砂孔射砂造型，在0．4MPa压缩空气下，利用颗粒动力学原理气砂两相的动能作用，使射砂筒内射人铁型内腔的砂流连续、稠密，在短时间受热硬化。因此覆砂层的硬度大且均匀，浇注后可获得比普通砂型铸件表面光洁、(粗糙度可达尺．12．5左右)尺寸精确(CT6—7级)、内部组织致密的铸件。而且由于覆砂层的绝热性能，型腔又有一定的预热温度，完全可以在铁型覆砂条件下生产符合国际标准的铸态铁素体管件。此工艺可与树脂砂和消失模铸造相媲美，可比水玻璃砂刮板造型提高生产效率lO倍以上，降低废品率10％以上，在标准允许的情况下可减轻铸件重量10％以上，减少工人25％～30％，降低生产成本10％以上，管件后处理工作量减少70％，型砂用量减少80％，水压试验合格率高达98％以上。由于大大减少了型砂处理量，车间的环境粉尘污染明显改善，是一项先进的绿色环保铸造技术。 铁型覆砂铸造是在金属型（称为铁型）内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种铸造工艺。由于覆砂层比较薄（4～8mm），因此采用比较贵的高质量造型材料，在经济上也是合理的，其结果是使铸件质量大大改善和废品显著减少；由于铁型覆砂铸型刚度很好，从而显著地提高了铸件的尺寸精度和致密性。 德国、前苏联等国于60年代前后开始把铁型覆砂铸造应用于铸造生产，主要用于生产球铁曲轴、刹车毂、刹车盘、缸套、炸弹壳、坦克履带和电机底座等30余种铸件。我国对铁型覆砂铸造的应用性研究起始于70年代初，至1979年，浙江省机电设计研究院和永康拖拉机厂等单位合作，首次将该工艺用于S195曲轴毛坯的批量铸造生产，同时，完成了对该工艺所生产的球铁曲轴性能的考核评价，在疲劳强度（疲劳极限应力σ-1的比较）、断裂强度（门槛值ΔKth的比较以及断裂韧性K1C的比较）和使用寿命（10000h台架耐久试验对比）等方面，与砂型铸造曲轴进行了大量的试验对比，皆优于砂型铸造。在其后的10余年里，该工艺不断在应用中提高完善，至90年代初,已有7家企业应用了该工艺，尤其是单缸曲轴和四缸曲轴的铁型覆砂铸造工艺取得了很大的成功。这段时期的代表企业是永康拖拉机厂、上虞动力机厂、望都曲轴连杆厂、皖北曲轴厂、金华内燃机配件厂、常州柴油机厂等。1991年国家计委将铁型覆砂铸造批准为国家“八五”重点新技术推广项目，并把浙江省机电设计研究院作为该项目的技术依托单位，这对于我国铁型覆砂铸造技术的发展起了巨大的推动作用。我院承担了该推广项目后，在其后的5～6年时间里基本上解决了铁型覆砂铸造用于批量生产的一系列问题。

铸造工艺设计步骤

铸造工艺设计： 就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.设计依据： 在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容： 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容： 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序： 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容： 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是： 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差： 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量： 铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA，由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。

铸造工艺设计说明书

目录 一、工艺分析 (1) 1、审阅零件图 (1) 2、零件的技术要求 (1) 3、零件的技术要求 (1) 4、确定毛坯的具体生产方法 (1) 5、审查铸件的结构工艺性 (1) 二、工艺方案的确定 (1) 1、铸造方法的选择 (1) 2、造型、造芯方法的选择 (2) 3、浇注位置的确定 (2) 4、确定毛坯的具体生产方法 (2) 5、砂箱中铸件数目的确定 (2) 三、砂芯设计 (2) 1、水平砂芯设计 (3) 2、凹槽处采用自带型芯 (3) 四、工艺参数的确定 (3) 1. 加工余量 (3) 2.起模斜度 (4) 3. 铸造圆角 (4) 4. 铸造收缩率 (4) 5. 最小铸出孔 (4) 6、机械加工余量的选取 (4) 五、浇注系统设计 (4) 六、冒口及冷铁设计 (5) 七、铸造工艺图和铸件图 (6) 八、小结 (7) 九、参考文献 (8)

一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 套筒座 工艺方法：铸造 零件材料：HT250 零件重量：3.1955kg 毛坯重量：4.3303kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：未铸造圆角半径：R=2~3 mm；时效处理。 3、选材的合理性 套筒座选用的材料是HT250，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承受抗压即可，选择材料HT250可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属中型零件小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，采用砂型铸造具有生产周期短，灵活性大、成本低的优点。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为162x134x133mm，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,套筒座的壁厚符合其要求。在套筒座中最小壁厚为6mm,最大铸造壁厚为15mm。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的选择 由于套筒座的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，由于铸件的高度为133mm，浇注位置上没有较大的壁厚、材料为HT250不需要冷铁。所以砂型种类为湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。

熔模铸造型壳强度与硬化工艺改进

熔模铸造型壳强度与硬化工艺改进 作者：东风汽车公司精密铸造厂李海树 摘要：通过对型壳强度性能的要求与不同硬化剂的分析，在粘结剂和耐火材料不变的情况下，应用氯化铵与结晶氯化铝混合硬化工艺，取得较好的经济效果。关键词：熔模铸造型壳强度硬化剂 制造型壳是熔模铸造工艺中的一个关键工序，它不仅决定着铸件的尺寸精度和表面粗糙度，而且直接影响铸件的制造成本和生产效率。多年的实践证明，由于型壳残留强度大，给铸件清砂与碱煮工序带来困难，我厂每年碱煮工序消耗蒸气4 688.6 t(费用达25.79万元)，烧碱26.8 t(费用达9.28万元)，制壳工序消耗结晶氯化铝162.14 t(费用达42.16万元)，占用了大量的生产资金。因此，对影响型壳强度性能的结晶氯化铝硬化工艺进行了改进，应用氯化铵与结晶氯化铝混合硬化工艺，并取得较好的经济效果。 1型壳强度与硬化剂的关系分析 从制壳、浇注到清理的不同工艺阶段，型壳有三种不同的强度指标，即常温强度、高温强度和残留强度。三种强度之间有一定的关系，但形成机制和影响因素不完全相同。例如：若常温强度不足，在制壳过程中易掉件，在脱蜡过程中易变形或破裂；若高温强度不足，在焙烧和浇注过程中会发生型壳变形和跑火(漏钢)；若残留强度过高，直接影响型壳的脱壳性和铸件清砂的难易程度。 如何调整型壳三种强度间的关系，使其具有高的常温强度、足够的高温强度和尽可能低的残留强度是我们所希望的。根据制壳工艺的现状，在粘结剂和耐火材料不变的情况下，对常用硬化剂的分析与改进十分必要。 1.1氯化铵硬化剂的特点分析 氯化铵作为水玻璃型壳的硬化剂，其硬化反应式如下： 2NH4Cl+Na2O.mSiO2.nH2O→ mSiO2.(n-1)H2O+2NaCl+2NH3↑+2H2O 反应结果生成的SiO2胶体将型壳中的石英粉和砂粒牢固地粘结在一起，使型壳获得强度。 氯化铵是应用最早的水玻璃型壳硬化剂，其主要优点是扩散硬化速度快，制壳周期短，型壳残留强度低，脱壳性好。同结晶氯化铝硬化剂相比，型壳高温强度差，存放期间容易生茸毛，硬化反应时析出氨气污染空气，劳动条件差，设备腐蚀比较严重。 1.2结晶氯化铝硬化剂的特点分析 结晶氯化铝作为水玻璃型壳的硬化剂，在硬化过程中，氯化铝与水玻璃是相互中

铸造工艺---冷铁设计

冷铁设计 冷铁分为内冷铁和外冷铁。 内冷铁：将金属激冷物插入铸件型腔中需要激冷的部位，使合金激冷并同铸件熔为一体，这种金属激冷物称为内冷铁，内冷铁主要用于黑色金属厚大铸样。 使用内冷铁的注意事项是： 1）使用前，内冷铁要喷丸或喷砂处理，去除表面锈蚀和油污，常镀锌或镀锡防氧化。 2）砂型内放置内冷铁后应在3h—4h内浇注，防止内冷铁上聚集水分而产生气孔。 3）承受高温、高压和质量要求很高的铸件，不宜放内冷铁。 4）放内冷铁的铸型上方应有出气孔，如上方是暗冒口，冒口上也应有较大的出气孔。 5）采用栅状内冷铁时，单根冷铁的直径不大于30mm。 6）内冷铁在铸件加工后不得暴露，以免影响铸件的力学性能。 外冷铁：外冷铁又分为直接外冷铁和间接外冷铁两类。 1）直接外冷铁是只与铸件的部分内外表面接触而不熔接在一起的金属激冷物，实际上它成为铸型或型芯的部分型腔表面。 2）间接外冷铁同被激冷铸件之间有10～15mm厚的砂层相隔，故又称隔砂冷铁、暗冷铁。间接外冷铁激冷作用弱，应用较少。 使用外冷铁的注意事项为： 1外冷铁紧贴铸件表面的部位应光洁，除去锈污等各种脏物，有时要刷涂料。 2 对于易产生裂纹的铸造合金浇注的铸件，使用外冷铁时应带有一定的斜度（如45°），以免型砂和冷铁分界处因冷却速度差别过大而形成裂纹。应做成图1中（b），（c）的形式。对铸铁和一般铸铜件，（a）、（b）、（c）均适用。 冷铁的作用 1.与浇注系统和冒口配合控制铸件的凝固次序。 2.加速铸件的凝固速度，细化晶粒组织，提高铸件的力学性能。 3.减小冒口尺寸，提高工艺出品率。 冷铁材料的选择 可以制作冷铁的材料很多，凡是比砂型材料的热导率、蓄热系数大的金属和非金属材料均可选用。生产中常用的冷铁材料有铸铁、铝合金、石墨和铜合金等，各种冷铁材料的热物理系数见下表1。 冷铁安放位置的确定 冷铁能否充分发挥作用，关键在于安放的位置是否合理。确定冷铁在铸型中的位置，主要取决于要求冷铁所起的作用以及铸件的结构、形状，同时还需要考虑冒口和浇注系统的位置。 （1）要求冷铁所起作用的分析: （2）铸件结构的分析: （3）与冒口配合使用 （4）浇注系统及引入位置的影响: 冷铁形状的确定 冷铁的形状取决于使用冷铁部位铸件的形状和冷铁所应起的作用.常用冷铁分为成型冷铁和平面冷铁两类，其形状如图2所示。在铸件理论型面及转角处一般使角成型冷铁，冷铁

铁型覆砂铸造的工艺特点

铁型覆砂铸造的工艺特点 我国铸造工作者在国内外铸造同行研究的基础上结合我国国情发展起来的一种特殊的铸造技术方法,是有别于砂型铸造、消失模实型铸造、V法铸造、金属型铸造、壳型铸造、石蜡铸造、陶瓷铸造、钢丸铸造等铸造方法的一种半精密铸造方法，该方法采用金属模型——铸铁模型（故有时也叫铁模覆砂Iron mold coated sand）以及与铸件外形近形的铸铁型腔作为砂箱铁型，近形的铁型上覆盖一层3~10㎜的覆膜砂砂胎形成铸型用于浇注成铸件——此即铁型覆砂铸造。 一、铁型覆砂生产的普遍工艺流程： 机器造型——检查合箱——锁箱放浇口杯——浇注——开箱出铸件

——清砂——造型 二、铁型覆砂铸造的工艺特点： 1.铁型覆砂铸造具有砂型铸造的特点，即有一刚性砂型外壳，使得砂型整体强度高、不变形，其适应性广泛，铸件易脱模，并且定位可靠，精度高。 2．铁型覆砂铸造具有覆膜砂壳型铸造的特点，造型方便、快捷、不论什么铸件砂型，二、三分钟之内便可造型完毕，型砂密度、铸型表面硬度等通过设备保证，永远一致，并且不需要涂刷任何涂料。既得到了光洁的铸件，又提高了铸件的形状和尺寸精度。 3．铁型覆砂铸造还具有金属型铸造的特点，铁的铸型在金属液结晶过程中有明显的冷激作用，可使铸件晶粒度细化，从而提高了铸件的综合强度，同时又由于有砂胎的存在避免了金属型铸造的短处，铸件不会产生白口，对铸铁件而言，可铸态生产各种材质，无需热处理。4．由铁型和薄的砂胎组成的铸型锁紧后刚度高、变形小、冷却快，得到的铸件尺寸精度高、加工余量小、组织致密，特别适合球墨铸铁的生产，在生产球墨铸铁时能利用球墨铸铁的石墨化膨胀对铸件进行自补缩——实现球墨铸铁的少、无冒口铸造，得到优质铸件；因为铁型冷却快，对生产高牌号的珠光体基体的盘类、杆类、轴类铸件尤其有利。 5.一般情况下铁型覆砂生产的铸件硬度比普通铸造方法生产的铸件要高20个HB单位左右。 6.利用铸件浇注后铁型的余热进行再循环生产的覆膜砂固化，不只

铸造工艺-冷铁设计

冷铁设计 冷铁分为内冷铁与外冷铁。 内冷铁:将金属激冷物插入铸件型腔中需要激冷的部位,使合金激冷并同铸件熔为一体,这种金属激冷物称为内冷铁,内冷铁主要用于黑色金属厚大铸样。 使用内冷铁的注意事项就是: 1)使用前,内冷铁要喷丸或喷砂处理,去除表面锈蚀与油污,常镀锌或镀锡防氧化。 2)砂型内放置内冷铁后应在3h—4h内浇注,防止内冷铁上聚集水分而产生气孔。 3)承受高温、高压与质量要求很高的铸件,不宜放内冷铁。 4)放内冷铁的铸型上方应有出气孔,如上方就是暗冒口,冒口上也应有较大的出气孔。 5)采用栅状内冷铁时,单根冷铁的直径不大于30mm。 6)内冷铁在铸件加工后不得暴露,以免影响铸件的力学性能。 外冷铁:外冷铁又分为直接外冷铁与间接外冷铁两类。 1)直接外冷铁就是只与铸件的部分内外表面接触而不熔接在一起的金属激冷物,实际上它成为铸型或型芯的部分型腔表面。 2)间接外冷铁同被激冷铸件之间有10～15mm厚的砂层相隔,故又称隔砂冷铁、暗冷铁。间接外冷铁激冷作用弱,应用较少。 使用外冷铁的注意事项为: 1外冷铁紧贴铸件表面的部位应光洁,除去锈污等各种脏物,有时要刷涂料。 2 对于易产生裂纹的铸造合金浇注的铸件,使用外冷铁时应带有一定的斜度(如45°),以免型砂与冷铁分界处因冷却速度差别过大而形成裂纹。应做成图1中(b),(c)的形式。对铸铁与一般铸铜件,(a)、(b)、(c)均适用。 冷铁的作用 1、与浇注系统与冒口配合控制铸件的凝固次序。 2、加速铸件的凝固速度,细化晶粒组织,提高铸件的力学性能。 3、减小冒口尺寸,提高工艺出品率。 冷铁材料的选择 可以制作冷铁的材料很多,凡就是比砂型材料的热导率、蓄热系数大的金属与非金属材料均可选用。生产中常用的冷铁材料有铸铁、铝合金、石墨与铜合金等,各种冷铁材料的热物理系数见下表1。 冷铁安放位置的确定 冷铁能否充分发挥作用,关键在于安放的位置就是否合理。确定冷铁在铸型中的位置,主要取决于要求冷铁所起的作用以及铸件的结构、形状,同时还需要考虑冒口与浇注系统的位置。 (1)要求冷铁所起作用的分析: (2)铸件结构的分析: (3)与冒口配合使用 (4)浇注系统及引入位置的影响: 冷铁形状的确定 冷铁的形状取决于使用冷铁部位铸件的形状与冷铁所应起的作用、常用冷铁分为成型冷铁与平面冷铁两类,其形状如图2所示。在铸件理论型面及转角处一般使角成型冷铁,冷铁的

铸造工艺设计说明书(1)

材料成型过程控制 院系：材料科学与工程学院 专业：材料成型与控制工程 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2012.9.19至2012.10.15

目录 一、铸造工艺分析 (1) 二、砂芯设计 (3) 三、冒口设计 (5) 四、浇注系统的设计及计算 (7) 五、沙箱铸件数量的确定 (10) 六、参考数目、资料 (11)

图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。 材料为ZG25（主要元素含量：W C%=0.22~0.32%，W Mn%=0.5~0.8%，W Si%=0.2~0.45%）。 技术要求：①未标示的铸造圆角半径R=3~5。②未标铸造倾斜度按工厂规格H59~21。③铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。 图1

一、铸造工艺分析 1.确定铸型种类和造型、制芯方法 此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。 2.确定浇注位置和分型面 方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简单，不用翻箱操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补缩。容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。 方案2：将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。 综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。 图2 图3 铸件全部位于上箱，下表面为分型面 上 下 上 下

铁型覆砂工艺及其装备的发展状况

铁型覆砂工艺及其装备的发展状况 铁型覆砂工艺发达国家在60年代已开始使用，主要生产曲轴、连杆，凸轮轴，刹车毂，汽缸套等铸件，运用铁型覆砂的企业都取得了明显的经济效益。我国运用这一工艺较国外稍晚，但发展速度很快，就目前来看，与国外运用这一工艺相比，没有很大差別，特别是近几年，铁型覆砂装备发展非常迅速，主要应用在曲轴(包括汽车、摩托车、压缩机小曲轴），凸轮轴、缸套、轮毂、制动鼓、缸体、缸盖、电梯曳引轮电梯机座以及高牌号的球铁件等，铸件运用这一工艺生产出来的铸件，可以提高铸件的工艺出品率，不管是内在质量还是表面质量都很高，机械性能明显提高，可以显著提高球铁的牌号，用户普遍反映良好。 ●铁型覆砂铸造工艺 铁型覆砂铸造是在粗成的金属型(铁型)内腔上通过热固化，覆上一层型砂(覆膜砂)形成铸型，铁水浇注在覆膜砂型中，形成铸件。在设计铁型时需要经过反复模拟试验及工艺试验和生产验证，合理确定铁型重量、壁厚、覆砂层厚度及浇注系统，使铸件的充型、凝固和冷却在一个比较理想的条件下完成。 ●与砂型铸造相比 在铁型覆砂工艺应用以前，国内生产曲轴等大批量球铁铸件，大都采用粘土砂造型生产,很难实现无冒口铸造，而铁型覆砂铸造工艺真正实现了无冒口铸造，这主要由于铁型钢性好，冷却速度快，在浇注和凝固过程中变形小，通过对内浇口的设计，能利用球铁在凝固过程中的石墨化膨胀抵消铸件的线收缩和体收缩，使缩孔和缩松无法形成，铸件本体致密，减少废品率，提高工艺出品率。铸态珠光体球铁，其晶粒细小，组织致密，晶核间形成裂纹倾向小,强度髙，是一般球铁铸件所期望的组织。而砂型铸造要得到这一组织.必须严格控制铁液化学成分，生产稳定性极差，铁型覆砂铸造由于铁型导热性好，透过覆砂层快速吸收热量，使石墨细化，共晶团增加，球铁本体机械性能可达到很高的球铁牌号要求，铸件废品率下降，质量大大提高，据使用这一工艺生产曲轴的用户反映，在砂型铸造时,其废品率一般达到10-20%，而运用铁型覆砂铸造，废品率在5%以内，有时仅为1%，而且铸件的外观质量大大提高，加工余量明显减少，生产成本明显下降。 由于使用铁型覆砂铸造工艺，可以简化为直接外购的覆膜砂，节省了砂型铸造中砂处理设备的投资，简化生产工艺流程，加快投产进度，同时车间环境也有很大程度的提高。覆膜砂较潮模砂价格较高，但铁型覆砂铸造其铁砂比仅为1:0.164（曲轴）,远远小于砂型铸造的1:3.5,节省了砂的用量，当生产线的用砂量较大时，可以考虑覆膜砂的再生回用设备（再生砂生产的覆膜砂质量更好），这样更增加了这一工艺的优越性，减少了车间污染，真正实现了铸造车间清洁生产。 我公司研发的自动化高速铁型覆砂生产线，颠覆了行业内的铁型覆砂生产线的运行模式，