鑄件質量
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-24
鑄件質量的實例教程
工藝在鑄件生產過程中占有十分重要的地位，它直接影響鑄件的質量水平、生產成本、生產效率及環境污染程度。砂型鑄造方法可分為物理硬化造型方法和化學造型方法兩大類。物理硬化造型方法主要有粘土砂型、實型鑄造、V法造型法、冷凍造型法等。其中粘土砂型又分為濕型、干型和表干型。實型造型和V法造型法屬于無粘結劑方法（干砂），采用負壓成型。冷凍造型法則以水為粘結劑。化學造型方法主要有：水玻璃砂型、樹脂砂型等。它們又都可分為加熱硬化、自硬、吹氣硬化等三種。水玻璃為無機粘結劑，樹脂為有機粘結劑，選擇砂型造型工藝時，應遵循以下幾項原則：
1．應能保證鑄件質量要求
表1～3列出了砂型鑄造各類合金鑄件的質量公差、尺寸公差和表面粗糙度范圍。
表1 砂型鑄造的鑄件質量公差等級/MT
表2 砂型鑄造的鑄件尺寸公差等級/CT
表3 砂型鑄造各類合金鑄件的表面粗糙度范圍
注：“+”為可以達到的粗糙度，“*”為采取特殊措施后方能達到的粗糙度。
目前廣泛應用的造型工藝主要有粘土濕型砂工藝、CO2吹氣硬化水玻璃砂工藝、有機酯自硬水玻璃砂工藝、酸自硬呋喃樹脂砂工藝等。近年來，酯硬化酚醛樹脂自硬砂造型工藝也得到了一定程度的推廣應用。這些造型工藝的特點、對鑄件質量的影響和適用范圍分別簡介如下：
（1）粘土濕型砂工藝
粘土濕型砂工藝的優點是：
①所用原材料價格便宜，來源豐富。
②造型方便，砂型不必烘干，鑄型生產周期短，效率高，易于實現大批量生產。
③回用砂中未脫水失效的膨潤土與水混合后即能恢復強度，舊砂回用性好，回用設備投資少。
④經過長期應用，已經發展了一系列造型設備。
⑤一般造型所生產鑄件的尺寸精度不亞于化學自硬砂，射壓造型、氣沖造型和靜壓造型等高壓造型方法所生產的鑄件尺寸精度可與熔模鑄造相媲美。
展開 鑄造生產的最終目的是獲得合格優質鑄件，鑄件質量包括三個方面：
（1）鑄件內在質量
包括化學成分、金相組織、力學性能、物理性能及內部缺陷等。
（2）鑄件外在質量
包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、重量公差等。
（3）鑄件使用質量
即滿足鑄件在強力、高速、磨損、腐蝕、高溫等不同條件下的使用性能。這部分質量與鑄件內在質量關系密切，也可以統一的包括在內在質量內。
中國鑄協在舉行的鑄造行業系列會議中之所以把提高灰鑄鐵的內在質量列入其中，不僅是因為灰鑄鐵件數量巨大，應用廣泛。更重要的是在我國從鑄造大國走向鑄 造強國的過程中，提升難度最大的還是內在質量，尤其我國鑄件在內在質量中存在的問題及較大的差距更應引起我們的重視。
一．我國灰鑄鐵的概況
灰鑄鐵在我國鑄件總量中占有很大的比例。
展開 鑄造生產的最終目的是獲得合格優質鑄件，鑄件質量包括三個方面：
（1）鑄件內在質量
包括化學成分、金相組織、力學性能、物理性能及內部缺陷等。
（2）鑄件外在質量
包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、重量公差等。
（3）鑄件使用質量
即滿足鑄件在強力、高速、磨損、腐蝕、高溫等不同條件下的使用性能。這部分質量與鑄件內在質量關系密切，也可以統一的包括在內在質量內。
中國鑄協在舉行的鑄造行業系列會議中之所以把提高灰鑄鐵的內在質量列入其中，不僅是因為灰鑄鐵件數量巨大，應用廣泛。更重要的是在我國從鑄造大國走向鑄 造強國的過程中，提升難度最大的還是內在質量，尤其我國鑄件在內在質量中存在的問題及較大的差距更應引起我們的重視。
一．我國灰鑄鐵的概況
灰鑄鐵在我國鑄件總量中占有很大的比例。
展開 了解熱砂的作用 ,利用適當的技術消除熱砂的影響 ,以便獲得穩定的型砂和 無缺陷鑄件。
就當今潮模砂金屬鑄造而言 ,熱型砂已被認為是與缺陷有關問題中的頭號 因素。大多數鑄造工作者能闡明使用熱砂與鑄件質量降低的直接關系。事實 上 ,研究表明 :如果控制不當 ,熱砂對整個鑄造生產線上的每一道主要工序 ,都是 有影響的。
本文探討的是 :當采用熱砂造型時熱造型砂的成分、鑄件質量以及生產中碰到的問題。此外 ,綜合考慮在熱砂冷卻過程中的技術和關鍵參數以及控制砂溫 的效果。這篇文章推薦的數據是對熱砂多方面技術研究的結晶。
何為熱砂
熱型砂被定義為對型砂準備、造型和鑄造質量產生不利影響的任一高溫度 的砂。具體來說 ,是指溫度在 49 ℃～71 ℃的回用砂 ,其熱量足以導致混砂的不 均勻性和控制問題。
由 A. Volkmar 在 1979 年的一項研究顯示 ,溫度在 49 ℃以上會導致砂物理 性能一致性喪失。在這項研究中 ,大量的砂試樣被分裝進幾個帶有熱電偶的密 封容器中 ,并處于不同的溫度之中 ,對每個容器中的試樣快速檢測 ,以保證沒有 熱量散失。研究表明 :當砂的溫度超過 49 ℃時 ,砂的密實度不斷下降。然而 ,當 溫度在 27 ℃～49 ℃之間時 ,密實度實際上沒有改變 ,如圖 1 所示。
由 J S Schumacher 主持的題為“熱型砂的問題”的另一項研究支持 49 ℃的圖 示 ,并說明超過 71 ℃的砂在混砂時不能達到均勻的物理性能。但低于 49 ℃的砂 可以混得均勻。對于 49 ℃～71 ℃的砂 ,混碾后的砂不均勻且難以控制。本文的結論是 :經過充分混勻的且低于 49 ℃的砂是最好的。
由J.
展開 了解熱砂的作用 ,利用適當的技術消除熱砂的影響 ,以便獲得穩定的型砂和無缺陷鑄件。
就當今潮模砂金屬鑄造而言 ,熱型砂已被認為是與缺陷有關問題中的頭號 因素。大多數鑄造工作者能闡明使用熱砂與鑄件質量降低的直接關系。事實 上 ,研究表明 :如果控制不當 ,熱砂對整個鑄造生產線上的每一道主要工序 ,都是 有影響的。
本文探討的是 :當采用熱砂造型時熱造型砂的成分、鑄件質量以及生產中碰 到的問題。此外 ,綜合考慮在熱砂冷卻過程中的技術和關鍵參數以及控制砂溫 的效果。這篇文章推薦的數據是對熱砂多方面技術研究的結晶。
何為熱砂
熱型砂被定義為對型砂準備、造型和鑄造質量產生不利影響的任一高溫度 的砂。具體來說 ,是指溫度在 49 ℃～71 ℃的回用砂 ,其熱量足以導致混砂的不 均勻性和控制問題。
由 A. Volkmar 在 1979 年的一項研究顯示 ,溫度在 49 ℃以上會導致砂物理 性能一致性喪失。在這項研究中 ,大量的砂試樣被分裝進幾個帶有熱電偶的密 封容器中 ,并處于不同的溫度之中 ,對每個容器中的試樣快速檢測 ,以保證沒有 熱量散失。研究表明 :當砂的溫度超過 49 ℃時 ,砂的密實度不斷下降。然而 ,當 溫度在 27 ℃～49 ℃之間時 ,密實度實際上沒有改變 ,如圖 1 所示。
由 J S Schumacher 主持的題為“熱型砂的問題”的另一項研究支持 49 ℃的圖 示 ,并說明超過 71 ℃的砂在混砂時不能達到均勻的物理性能。但低于 49 ℃的砂 可以混得均勻。對于 49 ℃～71 ℃的砂 ,混碾后的砂不均勻且難以控制。本文的結論是 :經過充分混勻的且低于 49 ℃的砂是最好的。
由J.
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識別汽車發動機缸體、變速箱殼體等金屬鑄件的縮孔、殘砂缺陷，以及航空航天焊接接頭的未熔合、未焊透隱患，規避產品服役過程中的失效風險。
作者：江正宏（涇縣明華消失模涂料） 消失模鑄件的碳缺陷（俗稱“碳陷”），是制約鑄件表面質量、加工性能與使用可靠性的核心頑疾。其本質為：白模熱解產物未及時排出，在高溫金屬液作用下形成游離碳/固碳，侵入鑄件表面或內部。
HPDC工藝優化與成本降低11個月前
最終優化方案（氣體粒子）
最終優化方案（凝固順序）
整體鑄件質量提高了50％，滿足客戶對泄漏和孔徑的要求。這直接提高了產量和盈利能力，確保所要求3%的價格降低，同時仍將利潤率提高了165%。
借助改進后的排氣模型，用戶現在可以通過設定允許從閥和排氣位置排出的金屬體積，更準確地預測缺陷的最終位置，從而提升鑄件質量和可靠性。
新的閥模型允許金屬通過閥排出，從而更準確地再現流動缺陷最終停留的位置（通常在底部）。
本次 FLOW-3D CAST 的版本更新還包含了改進的粒子模型界面以及其他易用性方面的優化。
Mark Jolly
Co Supervisor: Prof Nick Green
The University of Birmingham
使用軟件：
FLOW-3D CAST
研究采用的澆注系統模型
從以往的研究中，已經得知在澆注系統控制良好下，鑄件的質量可以進行控制。
Fig1.
實際上，目前我國鋼材的冶煉技術已 達到國際先進水平，該標準對于鑄鋼件的 尺寸公差、鑄件的表面質量也要求較低。根 據該標準生產的鑄件遠不能滿足祖國大江 南北大跨度焊接結構用鑄鋼件的需要。因 此，國內迫切需要一套適用于大跨度管桁 架焊接結構用鑄鋼件的標準。目前大跨度 管桁架焊接結構用鑄鋼件主要是引用國外標準。
更要注意的是在將來的設計中，高含氣量區域是否以消除來改善鑄件質量。
下方影片是兩個案例的完整填充動畫，控制了影片輸出頻率可清楚表示填充各階段的區域，有助于了解熔體前沿的進料方向、速度、氣蝕引起的模具腐蝕、以及澆口配置可能導致的潛在問題。
根據多篇研究結果顯示利用積層制造技術制備陶殼模鑄模，可以提供鑄模彈性化設計及提升精密鑄造鑄件質量[4-6]，對于少量多樣的創新產品開發，更可以縮短產品開發時間50%以上與降低研發成本75%以上。
該方法可提升鑄件質量、可鑄性和剛性的要求。
2.鑄造性是使用質量指數來評估，該指數依據典型的鑄造缺陷來自填充和凝固，例如卷氣、冷接紋、氧化物夾雜、縮孔或其他孔隙。
3.開發流程可以適應不同的鑄造工藝，例如壓鑄、砂模鑄造和金屬型鑄造以及鋁或鎂等不同的材料。
并且鑄造制成的選擇將影響鑄件的質量和機械性能。在選材時主要考慮因素如下：
? 在運行過程中將定子壓入內部殼體并承受載荷→具有高強度和伸長率的合金
? 使用中的尺寸穩定性→經過熱處理的鑄造材料的合適選擇
? 防止表面接觸腐蝕，特別是在外殼的外部密封表面上的腐蝕→使用耐腐蝕合金
? 屏蔽電磁場→確保所用材料的電磁兼容性（EMC）。
