铸造工艺
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铸造工艺范文第1篇
差压铸造工艺是在低压铸造工艺基础上发展起来的一种全新的铸造技术。该铸造技术结合了低压铸造技术与压力环境结晶铸造技术的优点，差压铸造技术与其他技术相比具有显著优势。因而它的应用范围非常广。随着人们对壳体铸件质量的要求越来越高。加强对差压铸造工艺的研究显得非常重要。笔者认为加强差压铸造工艺的研究必须要了解差压铸造工艺的特点。
笔者认为差压铸造工艺具有以下三个特点：一是利用差压铸造工艺可以有效控制金属液在一定压力下充型，从而能够制造出无针孔组织致密的铸件。二是采用差压铸造工艺制造出来的铸件与其他技术相比，抗拉强度得到有效提高，伸长率也有显著上升。三是差压铸件铸造出来的壳体铸件充型速度，充型金属液非常优良。我们在今后应用差压铸造工艺的时候必须要高度重视差压铸造工艺的特点。本文将结合某壳体铸件来介绍这一工艺。
1.某壳体铸件的结构特点
某壳体铸件的内部要求非常高，在铸造过程中需要利用X光和荧光来进行检测。某壳体铸件属于I类铸件，它的外形尺寸是600*550，壁厚则是9mm。该壳体铸件各部位的壁厚相差非常大，铸件结构非常复杂。在铸造过程中极易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。该壳体铸件结构复杂采用以往的低压铸造技术很难达到设计要求，同时还会对铸件的质量造成影响。笔者曾专门调查发现，采用低压铸造工艺制造出来的某壳体铸件的合格率只有百分之四十。可见传统的铸造工艺已经不能适应时展的要求了。我们必须要采用铸造水平更高的差压铸造工艺来进行制造。
2.某壳体铸件的差压铸造工艺设计
差压铸造工艺分为两个步骤，一是工艺设计，另外一个就是工艺操作。接下来，笔者就来详细分析某壳体铸件铸造工艺的设计。壳体铸件铸造工艺设计主要包含两方面内容：一是工艺曲线设计；二是工艺参数设计。接下来，笔者就来详细探讨这两个方面。
1.工艺曲线的选择。在差压铸造工艺中在形成金属液充型的时候，压力差的选择有两种方式。一种是减压法；另外一种就是增压法。所谓增压法（亦称下罐进气法）主要指的是在差压铸造工艺中先是将干燥压缩空气通入到上下两个压力筒中，而后加压。在里面的气压达到工作压力的时候就关闭互通阀，使上下压力筒互相隔绝，而后再继续将压缩空气通入到下压力筒中，最终使得上下压力筒之间形成一个压力差。然后在压力差的推动下进行充型。在充型完成后把铸件凝固，此时要在高压状态下凝固，在凝固以后然后再打开互通阀。上下压力筒的气体全部放出，而升液管中的金属液则自然回流。采用增压方法可以得到理想的壳体铸件，这种方式在差压铸造工艺中有着重要作用。
减压法。所谓减压法（亦称上罐排气法）主要指的是通过降低上压力筒的压力来形成压力差，从而推动升液管中金属液充型。减压法与增压法达到工作压力的程序基本上是相同的。所不同的地方是在关闭进气阀及互通阀之后，不是对下压力筒增压，相反却是对上压力筒降压。这样也可以有效地形成压力差，从而有利于充型。在充型完毕之后要及时关闭上压力筒排气阀。与增压法相比，减压法更容易实现对压筒内的压力进行精确控制，而这对于铸件排气具有重要意义。
某壳体铸件的内部结构非常复杂，对于浇注的平稳性有着严格的要求。与此相适应，减压充型可以有效避免由于金属液充型的升温从而造成上压力筒的压力变化。总之， 减压法能够保证壳体铸件在浇注过程中的平稳运行。因此我们选择减压法来进行填充，同时对于工艺参数的设计，也要完全按照减压法来进行设计。
2.工艺参数的设置。差压铸造工艺中各种参数的设置主要包括工作压力，浇注温度，保压时间等因素。接下来笔者就来详细分析这几个参数。针对差压铸造工艺的工作压力的选择，笔者认为应该是越高越好。但是在工作中我们也需要注意工作压力如果大于某个值的时候，效果也就不会太明显。铸件性能也不会得到有效提高。结合某壳体铸件的设计要求和结构特点，笔者认为工作压力应该设置在650KPa。浇注温度对于差压铸造也有很大影响。某壳体铸件的差压铸造在很大程度上要受到浇注温度的影响，笔者经过某壳体的充型特点进行深入分析，在当前的设计过程中浇注温度应该保持在740度左右。保压时间关系到高结晶压力，为了充分发挥高结晶压力的优点，我们有必要延长保压时间，当然这是在升液管上部凝固100-150mm左右，而不是全部凝固堵塞升液管的情况下才可以的。
3.某壳体铸件铸造工艺操作
上文说的是设计，接下来笔者就来介绍一下铸造工艺的操作。因此在差压铸造工艺操作过程中必须要高度重视工作台面与砂型的密封问题。针对这个问题，需要在操作过程中高度重视。一般意义上在差压铸造过程中往往是通过在砂箱底部与升液管之间放置石棉垫来起到密封的作用。通常石棉垫的厚度选择为6-8mm左右比较合适，过厚或过硬会使得砂型破碎而影响密封。在今后我们还要尝试采用其它更好的材料及方法来进行密封。笔者认为在差压铸造过程中工程技术人员必须要结合差压铸造的特点来进行设计，同时要加强对砂箱底部加工平整，保证底部平整一致。
壳体铸件铸造是工业机械生产中的重要环节，壳体铸件本身的质量和性能对于机械本身具有重要影响。随着科学技术的进步，壳体铸件铸造技术也在不断发展中，其中差压铸造工艺就是一种全新的壳体铸造工艺，本文以某壳体为实际案例详细分析了当前差压铸造工艺的特点，工艺设计和操作。笔者认为在今后的发展过程中要想保证壳体铸件铸造工艺的性能就必须要慎重选择形成压力差的方式。在操作过程中要注重密封问题。
参考文献：
铸造工艺范文第2篇
【关键词】真空压力；铸造工艺；重点突破
1.前言
随着社会经济的不断发展，传统的铸造工艺因为其铸件组织疏松、内部缺陷多等多方面的质量问题，已经不能满足人们的需求。近年来相应的科研单位对铸造工艺提出了无缺陷、高致密度等要求，传统的铸造工艺急需得到改善和优化。针对此种情况，砂型真空压力铸造新型工艺得到了不断的研发和推广。砂型真空压力铸造的原理是在真空的外在条件下进行浇筑，并在压力环境下完成凝固工作。其在工艺流程方面较于传统的铸造工艺更加的精密和复杂，但主要的流程可以分为造型、抽真空、浇铸和加压固化四个方面。下面针对砂型真空压力铸造工艺的主要流程，结合在铸造过程中突破的工艺重点与难点，谈一谈砂型真空压力的铸造工艺。
2.砂型真空压力铸造的主要工艺流程
2.1 造型
在造型方面，砂型原料应该尽量的选用拥有规范几何形状并且强度较高的特种砂，并用特定的粘接剂进行拌匀等后续工作，最后进行温度时效，并把成型后的砂型放在浇铸罐中去。此种造型方式相较于其他方式，在应用型砂造型方面有非常显著的效果，并且整个造型过程把真空浇铸与加压凝固良好的融合在一起，增强了造型的成效性。此外，因为此造型过程中砂型是在浇铸罐中完成其浇铸过程的，因此在整个浇铸过程中，砂型会经历负压与正压的双重环境，这也决定了所选用的砂型需要有较高的强度，否则在造型过程中就很容易出现局部掉砂或者塌砂等不良现象，从而出现一些不必要的缺陷。在实际的应用中，还应该通过长期的比较实验，来测定最好的特种砂与特种粘接剂，从而保证造型的质量，并且在浇铸以前还应该用专门的合模夹具进行处理，以增加砂型合模的精度与强度。
2.2 抽真空
在抽真空流程中，应该快速的将浇铸罐关闭，并启动抽气阀，在限定的时间内抽光浇铸罐内部存在的空气，在浇铸罐内制造出一个真空的环境。但整个抽真空过程不可能真正抽光浇铸罐内的全部气体，必然会有部分的气体残留，此时如果残留气体不能通畅的排放出去，就会给铸件质量带来很大的影响。因此应该设置相应数量的冒口，从而使残留空气在浇铸过程中能够从冒口处排出。而对于浇铸罐腔内结构死角所存在的残留空气则可以通过砂型良好的透气性排出。此外还应该注意的是，如果抽真空进行的时间过久，就会使得金属液在浇铸罐的温度下降，从而增加了其氧化程度。
2.3 浇铸
在砂型真空压力铸造工艺中的浇铸过程中，主要的工作是把浇铸架上存在的金属液以相对平缓与均匀的速度，倒进砂型浇口中去，待到“补缩浇冒杯”渗满以后停止。因为此过程先经历了真空环境，然后再进行浇铸，并且在浇铸过程中没有任何的传热介质，浇铸罐内气体和其产生的阻力都很小，因此就使得金属液能够有良好的流动性，并且加压过程也使得铸件也具有较大的收缩率。所以在整个浇铸过程中，还应该注意适量的补缩浇铸液，并在关键时候给予一定的补缩温度，从而避免因为补缩不够，而使得铸件产生严重的铸造缺陷。
2.4 加压固化
加压固化的过程为：快速的打开高压阀，使浇铸罐内部的压力在一定的时间内升到特定的高压状态，并辅助其中的金属液进行冷却凝固，从而保证铸件能够拥有较为致密的内部组织结构。在这之中，加压的时间是决定铸件质量的关键性因素。如果加压的时间过长，就会使得铸件因为温度不够或者补缩通道不畅等因素影响，大大降低其加压的效果。因此在加压固化铸造过程中，当压力达到一定数值的时候，应该及时的进入保压状态，从而使铸件在保压的环境中完成其固化过程，保证铸件组织的致密性。
3.砂型真空压力铸造的重点突破工艺
3.1 增强气体流动性与排气能力
在砂型真空压力铸造工艺中，其型腔的选用有很多选择。原有的石膏型或金属型，因为自身特殊的性质，一般都能够生产出表面光洁的铸件。但是石膏型或金属型在排气功能方面却不是非常的理想，甚至根本就不具备排气功能。在抽真空过程中，有很多的残留空气滞留在型腔中得不到排出，大大增加了金属液流动的阻力，从而产生了一定的缺陷。因此，石膏型或金属型一般都只能在小型薄壁铸件方面得到广泛的应用。选择砂型的铸模就能够避免此种情况的发生，增强气体的流动性与排气能力，从而提高铸件的质量。
3.2 解决铸造热裂问题
在砂型真空压力铸造的过程中，因为一些大壁厚或中大型铸件的体积过大，其具有的热容量也很大，从而也决定了其拥有较大的冷却收缩率。石膏型或金属型有很高的强度，但它们的收缩弹性也不是很理想。因此在铸造过程中，如果采用石膏型或金属型来进行真空压力铸造，那么其生产出来的铸件经常伴有裂纹缺陷，并且铸件的体积越大，这种现象也就越明显。砂型结构内部组织较为疏松，并且有较好的弹性，选择砂型为铸模，就能够成功地避兔了铸件收缩热裂现象。
3.3 增强铸件的抗腐蚀性
由于砂型组织自身的特性，砂型真空压力铸造工艺较于其他工艺有更好的机械性能。不仅如此，因为此种铸造工艺所产生的铸件一般都拥有致密性很高的特性，因此其抗腐蚀性也很理想。经过相关的科学实验发现，砂型真空压力铸造工艺所生产出来的铸件，相较于普通砂型铸造所成产出来的铸件，在抗腐蚀性方面有着天差地别。特别是砂型真空压力铸造工艺所生产出来的铸件在盐雾的环境下，能够有效的避免空气吸呼现象的发生，从而保证了铸件的使用性能。
3.4 解决普通浇铸问题
砂型真空压力铸造工艺主要是在真空状态下进行浇铸工作，相较于普通浇铸能够极大程度的较少金属液与空气的接触，从而避免金属液发生氧化，并有利于金属液中氢气的析出，增强了金属液整体的清洁，进而阻止铸件形成夹渣。真空压力的铸造方式还大大减少了型腔中的空气阻力，增强了金属液的流动性，从而减少了铸件内部缺陷的出现。此外，在整个浇铸过程中没有传热介质，就使金属液在浇铸过程中能够保持稳定的温度。便于控制铸件顺序冷却。不仅如此，砂型真空压力铸造工艺中的加压固化能够使补缩通道更加畅通，从而使得铸件在压力的作用下进行冷却凝固，形成高致密性的铸件组织，解决了普通浇铸中铸件收缩率大的问题。
4.结语
随着社会经济的进一步发展，人们对于铸造工艺的要求也会也来越多。而砂型真空压力铸造工艺作为一种新型的工艺，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。不仅如此，砂型真空压力铸造工艺能够充分的解决传统铸造工艺的缺点，在未来的发展中也会有更为广阔的应用前景。作为一名铸造工艺的设计人员，在当下更应该对砂型真空压力铸造工艺的核心内容进行深入的了解，积极借鉴国内外关于砂型真空压力铸造的先进技术经验，给砂型真空压力铸造工艺的发展做出自己的贡献。
参考文献：
[1] 刘孝福，娄延春，齐笑冰，朴东学. 低压铸造技术在铜合金和黑色金属领域的发展和应用[J]. 铸造，2006，06：585-588.
[2] 赵忠，樊自田，李继强，董选普. AZ91D真空低压消失模铸造组织特性分析[J]. 特种铸造及有色合金，2008，04：294-297+244.
[3] 王艳光，彭晓东，赵辉，谢卫东，魏群义. 大型薄壁精密镁合金铸件铸造技术进展[J]. 兵器材料科学与工程，2011，05：101-104.
铸造工艺范文第3篇
关键词：教学方法；铸造工艺设计；案例教学；现场教学；虚拟实习
Teaching reform and practice on design of casting process
Liu Ruiling， Wei Shenghui， Jia Limin
Hebei University， Shijiazhuang， 050018， China
Abstract： Teaching methods have been reformed according to the characteristics of the course design of casting process， the knowledge of students and the need of application talents training. By using case teaching， virtual practice of "clinic" and scene teaching， the learning interest of students has been stimulated， practical knowledge of them has been increased， and the time-effectiveness and teaching effect have been improved.
Key words： teaching method； casting process design； case teaching； scene teaching； virtual practice
铸造工艺设计是材料成型及控制工程专业铸造模块的一门主干专业课，主要讲授砂型铸造工艺设计的方法和原理，课程实践性和应用性较强。传统的课堂教学注重理论基础，忽视了学生缺乏实践知识的背景的情况，教学效果不甚理想，影响了课程设计、毕业设计等后续教学环节的顺利进行。笔者在多年教学经验的基础上，针对课程特点、学生的知识背景以及应用型人才培养需要，对本课程的教学方法进行了改革。
1 传统教学存在的问题
铸造工艺设计课程包含铸造工艺设计和铸造工装设计两大部分内容，教材的各章节是根据设计程序和内容展开的。对于教师而言，教材内容完整、思路清晰，既有理论基础，又有应用实例，所以，多年来的课堂教学一直按照教材的内容和顺序系统地讲授。但是，笔者发现，在本课程后续的课程设计、毕业设计等环节中，有部分学生对铸造工艺设计的程序、方法掌握得不系统，设计工作无从下手，有的学生甚至对设计内容以及基本概念不清楚，而且，历届学生都存在类似问题，不得不引起我们反思，是学生学习态度和学习方法有问题，还是教学存在问题？
经过反思，笔者认为，学生的学习态度、学习方法固然存在问题，但更重要的是传统的教学方法存在诸多弊端。
（1）对铸造工艺设计课程，不论是教材内容，还是生产过程，不论从理论层面，还是具体实践，教师都非常熟悉，可是，对于学生，它是全新的知识，很多概念只是停留在语言文字上，教师自认为讲解得很有条理，但学生理解和记忆都很困难。
（2）铸造工艺设计课程知识点零散、实践性强、课程内容不易引起学生兴趣。在教学过程中，如果完全按照教材的顺序和内容，采用传统的教学方法，很难取得较好的教学效果。
（3）在传统教学方法中，主要是单向灌输式讲授法，学生成了被动的观众，教师传授的是知识而非能力，而知识的主体理论知识，忽视和淡化了实践性知识，有悖于我校“培养具有创新精神和工程实践能力的应用型人才”的培养目标。
因此，应对传统的教学方法进行改革，提高教学效果和教学质量。
2 采用案例教学法，激发学习兴趣，提高教学效果
案例教学法是指根据教学目的和内容的要求，在教师的指导下，采用理论知识应用于实际的典型案例组织学生学习、理解理论知识和提高知识应用能力的教学方法[1]。但是，不同的课程、不同的教师有不同的方法。本课程运用案例引出各章节内容，并将案例贯穿于整门课程教学中，以避免刻板、生硬地按照教材顺序讲授书本内容。
案例是指来源于实际生产的某个铸件及其完整的铸造工艺方案。它的选择原则是：铸件结构简单；除生产中的铸造工艺方案外，另有2～3种方案供选择；工艺涉及内容全面，如必须有砂芯、冒口等。我们将符合这些要求的案例称为典型案例。
可以借助多媒体教学手段引入典型案例，展示铸件实物图片、生产视频、模拟动画等，把学生带进生产实际，让他们有身临其境的感觉，引发他们的好奇心和学习兴趣。当案例的生产背景和生产过程介绍清楚后，提出问题，引出各种概念及各章节内容，将各章节的理论知识与案例中的具体工艺联系，并进行分析。
由于案例有工程背景，学生听课时是带着兴趣和目的听，容易理解和接受，因此，教学效率和教学效果均有所提高。
3 多种教学方法并用，增加学生实践性知识
3.1 虚拟“临床”实习，感受工程实景
众所周知，医科大学的学生要进行临床实习，因为掌握理论不是学习唯一的目的，积累实践知识和经验非常重要，所以，他们需要通过临床实习积累经验。工科学生没有条件进行如此长时间的实习，但是，他们的工作仍然需要实践知识和经验，而获得这些知识和经验需要时间。因此，全社会都在呼吁理工科高等教育要加强实践性教学环节，其目的是让学生在校期间尽量积累实践知识，缩短毕业后适应工作的时间。
理工科教学，尤其是对于像铸造工艺设计这类实践性强的课程，如何在现有的教学环境下通过改变教学方法促进学生实践知识的积累，值得每个任课教师深思。
在计算机网络、通信、多媒体等技术发达的时代，我们可以通过多种渠道收集铸造生产的素材资料，如图片资料、视频资料、文字资料等。这些素材经过筛选整理后，在教学过程中采用多媒体手段展现给学生，让学生在课堂中感受工程技术实景[2]。犹如我们逛网店代替逛实体店，虽然感受有所不同，但是利用高科技手段提高了效率。况且，实际生产的素材资料是经过教师精心挑选和整理的。笔者将这种教学方法命名为虚拟“临床”实习。它可以让学生在课堂中体会和感受实践景象，增强实践性知识，也是将理论知识和实践知识紧密结合的最短途径。
3.2 利用模拟软件，使工艺方案“眼见为实”
说本课程的实践性强，是因为本课程的内容直接用于指导铸造生产，铸造工艺设计对铸件品质、生产率和成本起着重要作用。但是，这些在传统课堂教学中是以文字和口头表达的方式传递给学生的，虽然有理论解释，有时辅以照片、实物展示等，但是理论指导实践的过程，学生看不见，摸不着，教学如同纸上谈兵。
计算机模拟技术的发展，给我们提供了教学具象化的机会，利用铸造模拟软件模拟浇注，使看不见、摸不着的过程变成“眼见为实”。
上课之前，教师首先选择一个典型铸件，设计几种不同的浇注系统和冒口方案，然后利用模拟软件对不同的方案进行模拟。课堂讲解时，播放模拟的充型过程、凝固过程、凝固后出现的缺陷，并对这几个过程进行分析，比较每种方案的优缺点。这样，学生对理论指导实践有了认识，产生了兴趣。接下来，可以进行模拟实验。选择一个简单铸件，将学生分成若干小组，每组学生对这个铸件进行铸造工艺设计（要求各组选用不同的方案），课下到虚拟仿真实验室进行模拟，小组同学分工合作，最后每组写出一份报告。
课堂模拟的可视化过程、课下的小组模拟实验使铸件浇注过程和凝固过程可以“眼见为实”，让学生“亲眼见到”理论指导实践的过程。这是利用理论教学增加实践性和应用性的另一途径。
另外，小组设计和模拟实验，为学生提供了发挥主观能动性和创造性的空间，也给小组同学团结协作提供了机会。
3.3 模型展室现场教学，事半功倍
铸造工装设计内容在教材中占的篇幅不多，教学课时也很少，但在铸造工艺设计课程中是必不可少的部分。这部分内容理论计算和分析少，实践性强。对学生而言，认识工装主要依靠实习。在生产实习中，他们只是对铸造工装有了初步的感性认识，而没有仔细观察、思考和实际应用的机会。在多媒体课件中，他们看到的也是二维和三维图片，有些概念理解不透，工装设计部分的课堂教学历来事倍功半。
为了改善工装部分课堂教学效果差的现状，也为了加强学生在这方面的实践知识，我们建设了铸造工艺设计多功能立体教室。室内陈列典型的铸造工艺及铸造工装模型，每个模型配有图片、文字说明，同时还配有电子文件，包括二维工程图，三维实体图、爆炸图，解说音频，学生可通过计算机大屏幕对照模型实物仔细阅读、观看、收听。
近两年，我校在多功能立体教室进行铸造工装设计内容的“现场”教学，学生可仔细观看实物、详细阅读说明，并对照大屏幕的爆炸图对模型进行拆装。教师讲解时，学生可随时提问，并随时讨论。这种现场教学给学生提供了进一步的感性认识和动手机会，也使他们在教学过程中有动脑筋、提问题的时间，教学效果远远超出传统的课堂教学[3]。
4 结束语
教师在课堂上通过案例引出课程内容，引发了学生的学习兴趣；充分利用多媒体技术、计算机模拟技术，使学生在课堂的虚拟实践中感受工程实景，增加了实践知识；利用模具展室现场教学，给学生提供了感性认识和动手的机会，提高了教学的时效性。总之，对于铸造工艺设计这门实践性很强的课程，在理论教学过程中，采取多种手段、多种方法，可以增强学生对实践的认识和感受，提高教学效果，为后续教学奠定良好的基础。
参考文献
[1] 蔡敬民.地方本科院校应用型人才培养的理论与实践探索[M].合肥：合肥工业大学出版社，2013.
铸造工艺范文第4篇
铸造工艺中的打砂就是把铸件表面的粘砂去掉，打砂有很多作用，例如以下的：
1、使工件表面的外表面的机械性能发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获的一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，提高了工件的抗疲劳性。
2、增加了和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰，把表面的杂质、杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，使基材表面残余应力和提高基材表面硬度的作用。
（来源：文章屋网 ）
铸造工艺范文第5篇
1.1缸体铸件技术要求
S10缸体铸件材质为HT250，毛坯重约42kg，重量偏差按照GB/T11351—1989的MT8执行。缸体一般壁厚4+0.8-0.5mm，铸件尺寸公差按GB/T6414—1999的CT8，毛坯缸孔壁厚差要求加工余量要求：2.5mm±0.5mm。可见，缸体基本属于薄壁轻量化设计，且尺寸精度要求较高。铸造工艺设计时应主要考虑立浇工艺，并考虑冷芯为主，以保证其要求的精度。
1.2水套结构分析与措施
水套芯结构特点：①水套芯总高97.5mm，一般厚度5～8mm；②水套芯左端下部有特殊的异形结构。水套芯可能出现异形处变形、断芯，从而影响该处壁厚和尺寸；另外，该异形处存在清砂难度。因此，水套芯应采用强度较高的热芯；水套芯异形处应采用特殊涂料和工艺，以保证该处不发生粘砂和易于出砂。同时，选择底注立浇工艺方案，铁液平稳上升、平稳充型，对整个水套芯的冲击相对于卧浇工艺方案要小很多。
1.3油道结构分析与措施
S10缸体外形单侧有2根油道芯，两侧基本对称，共有4根油道芯。特点是：①油道芯细长，长度266mm，贯穿缸体上下面；②截面单薄，弯曲程度大，在浇注过程中易变形或断裂。因此，油道芯应采用较高强度的热芯；同时为防止和减少热变形，应选用高强度低膨胀的芳东覆膜砂。此外，选择底注立浇工艺方案对细长油道芯受铁液冲击相对于卧浇工艺方案要好很多。
2S10缸体铸造工艺设计
2.1立浇工艺方案选择
依据对S10缸体水套芯和油道芯结构分析，依据对立浇工艺和卧浇工艺在充型时水套芯与油道芯的受力分析，决定选用：缸孔朝上，底注立浇工艺方案。S10缸体铸件工艺如图9；砂芯构成如表4；水套芯和油道芯用芳东覆膜砂，见表5。水套芯异形处实施3层涂料：先刷一层锆英涂料，表干后水套芯整体浸涂水基石墨涂料，最后在异形处再刷锆英涂料。
3试制结果
采用前述工艺措施，按调整后的浇注系统，对热节的3个工艺方案均进行了调试。此外，经铸件解剖表明：水腔清洁，水套异形处光滑无粘砂；水套芯和缸筒芯形成的缸孔壁厚均匀，经检测缸孔壁厚差Δδ≤1.0mm；油道芯未发生断裂和漂浮，油道壁厚正常。对于热节处采用的3个方案，经外观检查和解剖，均未见缩孔和缩松缺陷。铸件经多次加工和加工后解剖表明：尺寸合格，壁厚正常。对热节处的3个工艺方案，为稳定和确保热节处无收缩缺陷，今后可优先选用无冒口的方案1，其次是另2个方案。
4结论
（1）S10缸体水套芯单薄，有异形结构；油道芯贯穿缸体上下平面，细长而弯曲。采用底注立浇工艺，铁液平稳上升，对水套芯和油道芯的冲击小。有利于防止水套芯受冲击变形，保证缸孔壁厚均匀；也有利于防止油道芯漂芯和断芯，保证油道壁厚正常。
（2）水套芯和油道芯设计为热芯，并选用含较大比例宝珠砂的高强度低膨胀的芳东覆膜砂，有利于防止在高温铁液作用下因膨胀而发生的变形，有益于保证缸孔壁厚均匀和油道壁厚正常。水套芯异形结构处实施3层涂料，使不易清理的该处光滑洁净无粘砂。
（3）铸件热节分析计算表明，需要强补缩。按冷铁覆盖面积≥热节散热面积的16.7％的原则，设计的3个工艺方案，试制结果均无收缩缺陷。
铸造工艺范文第6篇
关键词：发动机；凸轮轴；铸造；加工；研究
1.发动机凸轮轴铸造工艺研究
1.1发动机的凸轮轴感应加热淬火铸铁
发动机的凸轮轴毛坯在铸态感应加热淬火过程中，就是把工件放入到感应器中，通过一次通电加热，喷淋介质冷却淬火。淬火后必须要有一定的余热，这样可以更好的利用余热回火，避免淬火的应力。通常控制方法有两种，一种是通过改变淬火介质的浓度来实现的，另一种是通过调整工件在淬火介质中的时间。发动机的凸轮轴感应加热淬火铸铁的优点是，铸造的设备相对简单，安装可靠，自动化的程度相对高，方便批量生产，并且淬火的质量稳定。但是其也有自身的缺点，淬火硬度不是很高，并且凸轮轴变形较大，不适合长凸轮轴的铸造。
1.2发动机的凸轮轴毛坯材料为冷激铸铁
发动机的凸轮轴毛坯材料为冷激铸铁的工艺方法，首先在铸造时，必须在发动机的凸轮轴模具内放置冷铁，再浇铸后使其凸轮急速冷却，以便凸轮轴迅速的凝固，在凸轮轴的表面形成莱氏体的硬化层。这样可以使发动机凸轮轴表面的洛氏硬度有50度，进而使得凸轮轴有良好的耐磨性。这种方法的优点是，避免了发动机凸轮轴热处理过程，不仅节约了能源，使得发动机凸轮铸造加工一次成形，而且还可以提高发动机凸轮轴的硬度和耐磨性，让凸轮轴的组织结构均匀。但是这种方法也有自身的缺点，其缺点是在铸造过程中要人工来放置冷铁，这就使得劳动强度相对较大。
1.3发动机的凸轮轴离子氮化加工法
发动机的凸轮轴离子渗氮是一种能够强化金属表面的化学热处理方法，这种方法被广泛适用到了铸铁、合金钢、碳钢等。发动机的凸轮轴在经过离子渗氮处理以后，能够明显的提高材料表面的硬度，让发动机的凸轮轴可以有很高的耐磨性、疲劳强度，以及抗蚀能力和抗烧伤性等。这种方法的优点，可以渗氮速度很快，并且渗氮层组织很容易控制，对环境也没有污染，还能够节约能源，不易变形等。但是这种方法也有自身的不足，对于那些不同形状、尺寸以及不同材料的零件来进行混合装炉渗氮时，必须要把各零件温度均匀一致是非常困难的。而且准确测定零件的温度是非常困难的，离子渗氮设备还非常复杂，价格也相对昂贵。
2.发动机凸轮轴机械加工工艺研究
2.1发动机凸轮轴加工阶段的工序的安排
在发动机凸轮轴的加工阶段首先要进行粗加工阶段，在粗加工完成后进入到半精加工阶段，再到精加工的阶段，最后到光整、精整加工的阶段，也就是完工的阶段。发动机凸轮轴工序顺序安排是先车，再进行粗磨，再进行精磨――抛光，加工工序从粗到精，其工序从主要表面和次要表面的加工工序来不断的交叉进行，其中要把淬火的工序在各主要表面半精加工之前来进行，以此来防止工件在淬火以后而变形引起精加工的困难。
2.2发动机凸轮轴的主要表面加工
首先要对发动机凸轮形面的粗加工，传统粗加工方法是利用模车床及和液压仿形凸轮铣床， 对发动机凸轮轴铣削后的形状与尺寸精度都要优于车削， 这样就可以对其直接进行精磨。进行大量生产发动机凸轮轴毛坯都是用精锻或者是精铸来成形， 其毛坯的精度是非常高的， 用于加工的余量比较小， 目前很多的厂家都会采用以磨代车的新工艺来进行加工，这样在很大程度上较少了发动机凸轮形面加工的工作量。像那些棒料的毛坯， 因为其余量比较大， 在发达国家很多的厂家都会采用CNC 凸轮铣床，另外还有的厂家常采用先进的多刀仿形单靠模车削方法来进行加工，如图一所示。
图一：多刀仿形单靠模车削 a） 车刀 b）工具的安装
其次在进行发动机凸轮形面精加工时，要采用立方氮化硼砂轮来进行数控发动机凸轮轴磨床，之后在进行多片砂轮高强度砂轮通过高速的磨削，之后再通过测量 、自动补偿和自动修整等装置来进行处理。
2.3对发动机凸轮支撑轴颈的磨削
支撑轴颈的磨削的可以通过多砂轮磨床或者是无心磨床来进行，这些设备能够高效率、准确地磨削凸轮轴支撑轴颈。有的企业在进行凸轮轴的轴颈和桃形精磨后还要进行对其抛光， 这些都和曲轴超精加工工艺大题相同。
2.4对发动机凸轮轴进行自动校直
发动机凸轮轴钢料在进行冷、热加工工艺进行处理后，都会使其形状发生弯曲，必须要经过校直后才能后继工艺的加工 。一般的都是由传统工艺来对其进行校直，通常的校直工艺是压床人工校直 ，但是由于传统的校直方法在矫枉过正过程中要多次反复进行，因此会损害零件强度。但是目前的校直工艺自动校直是由传感器测出凸轮轴的弯曲度，再向校直压头控制器发出相应的指令，来凸轮轴运用最适当校直压程来对其进行校直，这种校直方法只需要对零件进行一次校直就可以达到校直的要求，并且所用的工时小，校直的准确性高，成本低。
3.结语：
通过对凸轮轴加工特点的分析，并详细分析了凸轮轴的工艺的重点和难点，并对加工工艺进行了优化设计，进而来保障凸轮轴的加工质量，而凸轮轴的性能和质量决定着发动机的整机性能。本文通过研究发动机凸轮轴的铸造工艺、机械加工工艺的过程和控制方法，结合制造业的工厂实际，对发动机凸轮轴制造工艺、设备以及检测进行了深入分析研究。
参考文献：
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作者简介：
第一作者：周望平，职务：董事长、总经理，职称：高级经济师、工程师，研究方向：汽车、摩托车发动机凸轮轴总成及通用汽油机凸轮轴总成的研究与开发，工作单位：浙江博星工贸有限公司。
铸造工艺范文第7篇
[关键词]高强度 球铁 铸造
中图分类号：TG249.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0042-01
一 、 特征
传统的灰铸铁和球磨铸铁之间的形态是不同的。灰铸铁方式中碳作为片的形式存在，由于片状石墨的尖角位置处应力比较集中，可塑性和韧性相对较差，因此灰铸铁综合的抗冲击能力较次。从力学方面分析发现，尖角空洞的综合应力也较为集中，如果尖角变得迟钝后，应力逐渐的减轻，圆形空洞的集中应力会更小；球磨铸铁基于此理论，将铸铁中的C成为球状，球状石墨的集中应力较小，对于金属所产生的削弱作用较小，能有效提升金属的可塑性、韧性、抗拉强度。过去的球铁铸造工艺相对比较复杂，生产的成本过高，未来需要不断的研究高强度球铁的新型铸造工艺。
二 、化学成分
球铁的铸造性、力学性和球铁的化学成分具有非常重要的关联性，认真的分析其化学成分，选择最有效的方式，才能够为改进高强度球铁的铸造工艺奠定良好基础。
1.碳
碳元素能够有效促进镁的吸收，提高石墨球的圆整度，提升铁液的流动效果，避免铸件发生缩松或出现其余缺陷，应用一定比例的碳元素能够促进石墨化，避免出现白口问题。此外碳的含量如果过高，会出现石墨漂浮的现象，因此不能够造成碳含量过高，降低铸件的综合性能。
2.锰
锰作为一种稳定珠光体的重要元素，能够有效的提升铸件的强度和硬度，但是却能够降低铸件的可塑性以及韧性，锰元素经常会发生偏析现象，铸造环节中，在共晶团边界会形成碳化物，造成铸件的力学性能受到影响，部分过于厚大的铸件中更容易出现问题。
3.磷
球铁中磷的溶解度相对较低，如果铸造工艺中应用的磷超过某种特定的含量，就会在共晶团边界形成磷的共晶，整个铸件的强度降低，塑性变差，韧性也受到不利影响，出现冷裂等问题。
4.硫
硫元素和镁、稀土的亲和性较好，铸造环节中会消耗铁液体中的球化性元素，最终形成稀土硫化物、硫化镁等物质，整体球化率降低。如果硫的含量过高，球化剂的消耗就会较多，由此可以发现，含硫的比例过高会导致球化元素的残留量较少，这也是造成球化不良的关键原因，加上硫含量高会导致皮下气孔出现，发生夹渣问题。因此尽可能的降低球铁铸造环节中硫的含量，追求稳定生产，才能提升零件的综合质量。
5.硅
硅元素的作用是加强石墨化，防止发生臼口现象，提高铁素体，提高整个球体的可塑性。然而硅元素的存在会改变球铁的脆性以及韧性，造成温度改变。硅元素含量增加后，由于强度的变化球铁的脆性会有所改变。
6.镁和稀土
铸造应用的铁液体中会存在一定量的稀土元素以及镁元素，这样才能够保证石墨铸造成球，在稀土镁球铁中，镁元素的关键作用是球化，稀土是辅效果，最终实现铁液的净化。铸造球化率的高低和球化元素之间的残留量没有直接性的正比关系，如果镁的量高于0.1%，会造成石墨球不够完整。如果球铁中的球化元素过多，会导致球铁出现臼口、夹渣或是皮下的气孔。
三 、 优化处理
整个的球磨铸铁生产过程中孕育处理是关键的部分，由于铸铁结晶源自与铁水中的硅、碳元素形成的均匀性石墨晶核或是铁水中含有的非金属夹杂物形成的非自发晶核。所有的晶核在铁水中的状态、分布状况、数量都是取决于外部的因素共同作用的，遵循孕育处理过程。高强度的球铁铸造环节中，孕育处理的关键目标是细化石墨，提升球状石墨的比例，最终提升球化的效果，彻底的消灭臼口。由于孕育处理的作用，铁水中的共晶团数增加，晶体间的偏析减少，该种方式能够大幅度的提升铸件机械性能，提升综合的冲击韧性以及延伸率。所以，球磨铸铁经历过孕育处理之后，铁水中的碳浓度增加，避免铸铁出现激冷问题，进一步形成很多细小、均匀性的石墨核心，构成紧密的球状石墨。实际加工环节中，企业可根据实际经济状况选择适当的硅铁合金充当孕育剂，硅和球化剂中的镁元素联合作用，形成碳饱和，能够改善石墨的球状生长趋势。为保证孕育效果，应该尽可能的控制球化剂中、金属炉料中的硅含量，保证孕育形式中的硅含量，最好的方式为针对球磨铸铁中的磷共晶体组织，应用最适当的孕育方式，提升球磨铸铁的形成质量，让磷元素能够分布均匀，控制铁液中的磷共晶数量，逐步细化，最后全面提升机械性能。
四、 热处理工艺
加工球磨铸铁的环节中热处理是必须的工艺环节，该环节有效的改善球磨铸铁机械性能。选择最优化的热处理工艺，控制球磨铸铁组织转变环节的临界温度，分析影响临界温度的因素，包括磷、硅元素的影响。硅能够促进铸铁石墨化的进程，降低渗透碳的稳定性，控制碳元素在奥氏体中的溶解度，提高组织转变的临界温度；磷能够提升珠光体向奥氏体转变的温度，少量的磷就能够有效提升局部温度，磷和硅联合作用效果将更加明显。基于该原理下，可以适当的提高退火加热临界温度，实现有效的组织转变。热处理环节中有效的改善磷和硅对于球铁临界温度的作用，对于球铁中的磷共晶状态产生影响。通常状况下，铸态磷共晶体关键在液体结晶中形成原声相，当磷共晶形成结晶后，大部分留在奥氏体晶粒的临界位置。
铸造工艺范文第8篇
关键词：无冒口；球铁铸件；冷铁
1 铸件结构特点
箱体结构，内部中空，由多个隔板分隔，上下为两个大平板，上板较大，使用时承载其上的部件，板上有螺纹孔和油槽用于固定和，下板通过螺纹孔与下部固定。侧壁倾斜并内凹。在上平板上有四个对称分布，呈工字型的油槽，用于将重物放于其上时的，防止该移动板与其他重物接触时因力量过大而产生磨损。
隔板与外壁相交处散热较难，易产生热节，产生缩松，在工艺设计时应注意应用冷铁等措施改进这些部位的散热。
最大壁厚50mm，最小壁厚30mm，该铸件为大型厚壁铸件，壁厚较均匀且与铸件尺寸相适应。生产经验表明：具有较大平板的铸件，如机床床身等，会因为结构的刚度差，或由于铸件各表面冷却条件的差别产生的内应力，产生翘曲变形。该件内腔多处为隔板，能够起到拉肋的作用，因此在一定程度上避免了翘曲变形。
2 无冒口铸造工艺原理
球墨铸铁中的碳以球形石墨的形态存在，流动性和线收缩与灰铸铁相近，体收缩及形成内应力倾向较大，易产生缩松和裂纹。
在铁水凝固过程中，具有石墨化膨胀的特点，适宜采用均衡凝固方式，要求砂型的刚度较高，在铸件膨胀时约束铸件，对其产生反作用力，形成自补缩。自补缩不足的部分可以利用冒口进行补缩，冒口的补缩量和补缩时间均较小，可以有效提高铸件的工艺出品率。本件为厚大球铁件，适用于无冒口铸造的工艺。
3 铸造工艺设计
3.1 分型面与浇注位置的选择
采用卧浇卧冷，使合型位置、浇注位置、冷却位置相同。将零件上部的大平板置于铸型下部。此方案有点有铸件上部的大平板位于铸型下部，可有效减少此处缺陷；下芯方便；浇注后不需翻转，保持原位不动，可防止铸件因石墨化膨胀而胀大。
3.2 浇注系统
铸件材质为球墨铸铁，为利用球墨铸铁件的自补缩的作用，浇注系统应有利于铸件均衡凝固；为减轻铸件浇注缺陷，需平稳快速冲型；因球墨铸铁易产生渣滓，浇注系统需具有良好的挡渣能力；使造型尽量简单，降低工艺难度。
选择封闭式浇注系统，本件的热节部位较多且分散，故需设计浇注快速且平稳的浇注系统以避免缩松、缩孔的产生。而球墨铸铁的石墨化膨胀产生自补缩作用能良好的改善缩松缩孔倾向。为利用球墨铸铁的这种自补缩性质，先凝固的必须是内浇道，有助于将铸件连同冒口封闭起来，避免随后的石墨化膨胀压力松弛。封闭式浇注系统内浇道横截面积较小，能防止渣滓进入型腔内部，起到良好的挡渣效果；同时由于内浇道横截面积较小能保证其首先凝固，能够满足本件的需求，故选择封闭式浇注系统。
内浇道开在分型面上，容易实现；隔板处为铁液流动提供了顺畅的通路，防止冲砂；开设在铸型下部，充型平稳，减少夹杂物。
3.3 冒口冷铁设计
在设计方案时可以考虑利用其石墨化膨胀自补缩的作用，进行无冒口铸造。不用冒口可以提高工艺出品率，省去冒口清理工时。
选择浇注温度为1320℃；内浇道厚度为16mm，铸型砂为呋喃树脂砂（具有铸型刚度高，尺寸精确高的优点）。满足使用无冒口铸造工艺的条件，尝试使用无冒口铸造工艺。
4 数值模拟与铸造缺陷分析
浇注温度设置为1320℃，初始浇注速度为38.98kg/s，砂箱及冷铁的初始温度设置为20℃。砂箱与铸件间的热交换系数为500w/（m2·k）。
内浇道凝固早，达到了预期中使内浇道先凝固的要求，将铸型连同冒口一起封闭，防止了石墨化压力松弛，提高了石墨化膨胀利用率。
铸造缺陷主要为缩松、缩孔，隔板与外壁相交处凝固时间最长，此处散热最慢，为热节，多且分散。在这些热节处产生缩松缩孔缺陷。铁水最后到达的上壁处由于排气与凝固收缩出现大面积的缩孔。
5 工艺方案改进
本铸件较大，金属液在凝固过程中铁液收缩量较大，且大多数收缩集中于铸型上部，
而内浇道凝固较早，金属液补给不足，金属液最后流到的地方出现大面积的缩孔。
结合本件的结构特点及球墨铸铁的自补缩特性，选择在上平面放置压边冒口。压边冒口相当于冒口颈长度为零的冒口。用于球墨铸铁的压边缝隙宽窄要适宜，宽度太小则铸件还处于液态时缝隙口就已凝固封闭，起不到液态补缩作用；过大则由于铸件进行石墨化膨胀时缝隙口尚未凝固，致使一部分浆状金属液从这里挤出来，即造成所谓的“倒缩”反馈现象，结果在此位置形成缩孔。因此，压边宽度应能是缝隙口在铸件接触部位液态收缩后石墨化膨胀之前凝固[4]。
考虑到本件内浇道距离下部热节较近，而冒口距离上部热节较近，为不影响内浇道的铁水注入和冒口的补缩效果，将冷铁贴放在内部隔板的侧壁上。