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鑄 造
$ J* p: R1 j; p" F 鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里,，經(jīng)冷卻凝固,、清整處理后得到有預(yù)定形狀,、尺寸和性能的鑄件的工藝過程,。鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一,。
3 d+ r: T5 Q3 n. G% |- s$ A* p 進(jìn)入20世紀(jì),，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步 ,，要求鑄件各種機(jī)械物理性能更好,，同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能；另一個(gè)原因是機(jī)械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工,、儀表等的發(fā)展,，給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件。如檢測(cè)手段的發(fā)展,，保證了鑄件質(zhì)量的提高和穩(wěn)定,，并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件；電子顯微鏡等的發(fā)明,，幫助人們深入到金屬的微觀世界,，探查金屬結(jié)晶的奧秘，研究金屬凝固的理論,，指導(dǎo)鑄造生產(chǎn),。 - g& [) k7 p2 Q ?/ A; u7 W& s
在這一時(shí)期內(nèi)開發(fā)出大量性能優(yōu)越，品種豐富的新鑄造金屬材料,，如球墨鑄鐵,，能焊接的可鍛鑄鐵，超低碳不銹鋼,，鋁銅,、鋁硅、鋁鎂合金,，鈦基,、鎳基合金等，并發(fā)明了對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理的新工藝,，使鑄件的適應(yīng)性更為廣泛,。 & v( W/ q2 }- e. \* b/ k. q0 W0 j5 w
50年代以后，出現(xiàn)了濕砂高壓造型,，化學(xué)硬化砂造型和造芯,，負(fù)壓造型以及其他特種鑄造、拋丸清理等新工藝,，使鑄件具有很高的形狀,、尺寸精度和良好的表面光潔度，鑄造車間的勞動(dòng)條件和環(huán)境衛(wèi)生也大為改善,。 . v- e- E& h5 v3 d
20世紀(jì)以來鑄造業(yè)的重大進(jìn)展中,，灰鑄鐵的孕育處理和化學(xué)硬化砂造型這兩項(xiàng)新工藝有著特殊的意義。這兩項(xiàng)發(fā)明,，沖破了延續(xù)幾千年的傳統(tǒng)方法,，給鑄造工藝開辟了新的領(lǐng)域,，對(duì)提高鑄件的競(jìng)爭(zhēng)能力產(chǎn)生了重大的影響。 ' @9 o3 j: @* ^8 t7 `
鑄造一般按造型方法來分類,，習(xí)慣上分為普通砂型鑄造和特種鑄造,。普通砂型鑄造包括濕砂型、干砂型,、化學(xué)硬化砂型三類,。特種鑄造按造型材料的不同，又可分為兩大類：一類以天然礦產(chǎn)砂石作為主要造型材料,，如熔模鑄造,、殼型鑄造、負(fù)壓鑄造,、泥型鑄造,、實(shí)型鑄造、陶瓷型鑄造等,；一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型鑄造,、離心鑄造,、連續(xù)鑄造、壓力鑄造,、低壓鑄造等,。 / S2 H& _" }& N! r
鑄造工藝可分為三個(gè)基本部分，即鑄造金屬準(zhǔn)備,、鑄型準(zhǔn)備和鑄件處理,。 鑄造金屬是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分,，并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金,，習(xí)慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵,、鑄鋼和鑄造有色合金,。
1 n, f6 C. s: X# Q# x0 g/ N. Y# p 金屬熔煉不僅僅是單純的熔化，還包括冶煉過程,，使?jié)策M(jìn)鑄型的金屬,，在溫度、化學(xué)成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求,。為此,，在熔煉過程中要進(jìn)行以控制質(zhì)量為目的的各種檢查測(cè)試，液態(tài)金屬在達(dá)到各項(xiàng)規(guī)定指標(biāo)后方能允許澆注,。有時(shí),，為了達(dá)到更高要求,，金屬液在出爐后還要經(jīng)爐外處理，如脫硫,、真空脫氣,、爐外精煉、孕育或變質(zhì)處理等,。熔煉金屬常用的設(shè)備有沖天爐,、電弧爐、感應(yīng)爐,、電阻爐,、反射爐等。
' _$ J4 ^4 y& u1 a8 f* m 不同的鑄造方法有不同的鑄型準(zhǔn)備內(nèi)容,。以應(yīng)用最廣泛的砂型鑄造為例,，鑄型準(zhǔn)備包括造型材料準(zhǔn)備和造型造芯兩大項(xiàng)工作。砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料,，如鑄造砂,、型砂粘結(jié)劑和其他輔料，以及由它們配制成的型砂,、芯砂,、涂料等統(tǒng)稱為造型材料造型材料準(zhǔn)備的任務(wù)是按照鑄件的要求、金屬的性質(zhì),，選擇合適的原砂,、粘結(jié)劑和輔料，然后按一定的比例把它們混合成具有一定性能的型砂和芯砂,。常用的混砂設(shè)備有碾輪式混砂機(jī),、逆流式混砂機(jī)和葉片溝槽式混砂機(jī)。后者是專為混合化學(xué)自硬砂設(shè)計(jì)的,，連續(xù)混合,，速度快。
6 S, Z1 N G1 e- I M, h) i# h 造型造芯是根據(jù)鑄造工藝要求,，在確定好造型方法,，準(zhǔn)備好造型材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。鑄件的精度和全部生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效果,，主要取決于這道工序,。在很多現(xiàn)代化的鑄造車間里，造型造芯都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化或自動(dòng)化,。常用的砂型造型造芯設(shè)備有高,、中、低壓造型機(jī),、拋砂機(jī),、無箱射壓造型機(jī),、射芯機(jī)、冷和熱芯盒機(jī)等,。 9 Y5 k0 S% B% N( F# j$ W% V
鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后,，有澆口、冒口及金屬毛刺披縫,，砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子,，因此必須經(jīng)過清理工序。進(jìn)行這種工作的設(shè)備有拋丸機(jī),、澆口冒口切割機(jī)等,。砂型鑄件落砂清理是勞動(dòng)條件較差的一道工序，所以在選擇造型方法時(shí) ,，應(yīng)盡量考慮到為落砂清理創(chuàng)造方便條件,。有些鑄件因特殊要求，還要經(jīng)鑄件后處理,，如熱處理,、整形、防銹處理,、粗加工等,。
j0 c4 \' X$ v* e- J 鑄造是比較經(jīng)濟(jì)的毛坯成形方法，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件更能顯示出它的經(jīng)濟(jì)性,。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋，船舶螺旋槳以及精致的藝術(shù)品等,。有些難以切削的零件 ,，如燃汽輪機(jī)的鎳基合金零件不用鑄造方法無法成形。
+ I* c' v5 ~5 |3 o2 ]7 M 另外,，鑄造的零件尺寸和重量的適應(yīng)范圍很寬,，金屬種類幾乎不受限制；零件在具有一般機(jī)械性能的同時(shí),，還具有耐磨,、耐腐蝕、吸震等綜合性能,，是其他金屬成形方法如鍛,、軋、焊,、沖等所做不到的,。因此在機(jī)器制造業(yè)中用鑄造方法生產(chǎn)的毛坯零件，在數(shù)量和噸位上迄今仍是最多的,。 ) T( }* f k R) g2 `5 D
鑄造生產(chǎn)經(jīng)常要用的材料有各種金屬,、焦炭,、木材、塑料,、氣體和液體燃料,、造型材料等。所需設(shè)備有冶煉金屬用的各種爐子,，有混砂用的各種混砂機(jī),，有造型造芯用的各種造型機(jī)、造芯機(jī),，有清理鑄件用的落砂機(jī),、拋丸機(jī)等。還有供特種鑄造用的機(jī)器和設(shè)備以及許多運(yùn)輸和物料處理的設(shè)備,。
! Y6 q- D$ q* B1 B4 ]& ` 鑄造生產(chǎn)有與其他工藝不同的特點(diǎn),，主要是適應(yīng)性廣、需用材料和設(shè)備多,、污染環(huán)境,。鑄造生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生粉塵、有害氣體和噪聲對(duì)環(huán)境的污染,，比起其他機(jī)械制造工藝來更為嚴(yán)重,，需要采取措施進(jìn)行控制。
J3 S) S' ?7 f8 A/ i# V 鑄造產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)是要求鑄件有更好的綜合性能,，更高的精度,，更少的余量和更光潔的表面。此外,，節(jié)能的要求和社會(huì)對(duì)恢復(fù)自然環(huán)境的呼聲也越來越高,。為適應(yīng)這些要求，新的鑄造合金將得到開發(fā),，冶煉新工藝和新設(shè)備將相應(yīng)出現(xiàn),。 ( `7 A/ p! C3 E+ S8 ]1 y+ ~
鑄造生產(chǎn)的機(jī)械化自動(dòng)化程度在不斷提高的同時(shí)，將更多地向柔性生產(chǎn)方面發(fā)展,，以擴(kuò)大對(duì)不同批量和多品種生產(chǎn)的適應(yīng)性,。節(jié)約能源和原材料的新技術(shù)將會(huì)得到優(yōu)先發(fā)展，少產(chǎn)生或不產(chǎn)生污染的新工藝新設(shè)備將首先受到重視,。質(zhì)量控制技術(shù)在各道工序的檢測(cè)和無損探傷,、應(yīng)力測(cè)定方面，將有新的發(fā)展,。
; ?: @& J9 D+ D m( p# W 鑄造工作者在電子技術(shù)和測(cè)試手段不斷進(jìn)步的條件下,，將對(duì)金屬結(jié)晶凝固和型砂緊實(shí)等理論進(jìn)行更深入的探索，以研究提高鑄件性能和內(nèi)部質(zhì)量的有效途徑,。機(jī)器人和電子計(jì)算機(jī)在鑄造生產(chǎn)和管理領(lǐng)域里的應(yīng)用,，也將日益廣泛,。 |
發(fā)表于 2006-10-21 22:19:11
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發(fā)表于 2006-10-24 12:50:56
