铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经打磨等后续加工手段后,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
铸件成型的理论金属锰成型常称为铸造,铸造成形技术的历史悠久。早在5000多年前,我们的祖先就能铸造红铜和青铜制品。铸造是应用最广泛的金属液态成型工艺。它是将液态金属浇注到铸型型腔中,待其冷却凝固后,获得一定形状的毛坯或零件的方法。
铸造工艺的优点
在机器设备中液态,型件所占比例很大,在机床、内燃机、矿山机械、重型机械中液态成型件占总重量的70%~90%;在汽车、拖拉机中占50%~70%;在农业机械中占40%~70%。液态成型工艺能得到如此广泛的应用,是因为它具有如下的优点:
(1)可制造出内腔、外形很复杂的毛坯。如各种机床床身、汽缸体、缸盖等。
(2)工艺灵活性大,适应性广。液态成型件的大小几乎不限,其重量可由几克到几百吨,其壁厚可由0.5mm到1m左右。工业上凡能溶化成液态的金属材料均可用于液态成型。对于塑性很差的铸铁,液态成型是生产其毛坯或零件的唯一的方法。
(3)液态成型件成本较低。液态成型可直接利用废机件和切屑,设备费用较低。同时,液态成型件加工余量小,节约金属。
铸造生产的工艺流程
铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程,它包括以下主要工序:
1)生产工艺准备,根据要生产的零件图、生产批量和交货期限,制定生产工艺方案和工艺文件,绘制铸造工艺图;
2)生产准备,包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备;
3)造型与制芯;
4)熔化与浇注;
5)落砂清理与铸件检验等主要工序。
应用于贵金属行业的铸造工艺
盘点虽将工艺各自单独分类,但因工艺各有利弊,实际生产中互相之间也会有交叉关联或相互配合的关系。
1.熔模铸造
熔模铸造又称"失蜡铸造",是指将易熔材料制成模,在模表面包覆耐火材料制成型壳,再将模熔化后排出型壳,获得空的型腔,经高温焙烧后即可浇注的铸造方案。
首饰行业应用最为广泛的便是此种工艺。(与消失模铸造工艺类似,区别在于熔模铸造是浇铸前将模融化排出形成型腔,消失模铸造是浇铸中直接将模气化成型腔,不利于加工复杂工件)
首饰行业应用流程:起版——修整蜡模(焊蜡模)——种蜡树(——称重)——灌石膏筒——石膏抽真空———石膏自然凝固——烘焙石膏——熔金、浇铸
优点:
1、尺寸精度和几何精度高;
2、表面光洁度高;
3、能够铸造外型复杂的铸件。
2.压力铸造
是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
1、压铸时金属液体承受压力高,流速快;
2、产品质量好,尺寸稳定,互换性好;
3、生产效率高,压铸模使用次数多;
4、适合大批大量生产。
首饰行业常运用此铸造工艺配合采用真空及惰性气体保护熔解,防止氧化。
独特搅拌感应式加热,运用真空加压重力浇铸原理进行工作;精确的数码控温系统,控温误差控制在±2℃;采用真空及气体保护熔解,确保金属气化降至最低点,加压漏斗式落料,保证工件在最快最佳状态下注入铸型,还原性能好,铸件成功率高、密度高、表面光洁度好,达到基本无缩孔铸造。
3.真空铸造
是使用通风铸模的工艺。熔化的金属依靠空气压力流入铸模,然后清除空气,形成真空。这种铸造方法主要用于具有精巧细节的小零件或珠宝。
首饰行业应用此工艺较为广泛的是真空吸铸与真空差压铸造两种。
1、真空吸铸
将铸模置于密闭的容器内,抽出铸模内空气,使铸模内造成一定的负压,导致金属液吸入型腔。当铸件的内浇道凝固后,再去除负压。
一般首饰工厂倒模师傅使用火枪倒模时,会配合使用真空吸铸机,提高铸件充型能力。
特点如下:
气缸大、吸力足;
操作简单、一键铸造;
3~12寸粉盅自由选择。
其优点是提高了合金液的充型能力,同时减少气孔、夹渣等缺陷。适用于生产薄而精细的小型精密铸件。
2、真空差压铸造
真空差压铸造,主要是是将电阻保温炉和铸模全部进行密封,在密封罩内通入压力较大的压缩空气,然后在金属液面上补充压力,金属液就会充填型腔。尤适于生产复杂薄壁铸件。
应用于首饰行业的真空加压铸造机,便是采用此原理。
其优点如下:
(1)与传统的重力铸造和真空吸铸相比,真空差压铸造在薄壁上体现了很好的充型能力。
(2)铸件有较致密的结晶组织与机械性能,在铸件强度性能上,比真空吸铸和重力铸造有所提高。
(3)真空压铸能有效减少压铸件的气孔,提高铸件的密度。
4.离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内,使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
离心铸造的特点是金属液在离心力作用下充型和凝固,金属补缩效果好,铸件外层组织致密,非金属夹杂物少。
离心铸造可以获得无缩孔、气孔、夹渣的铸件,而且组织细密、机械性能好。但离心铸造不适宜浇注容易产生比重偏析的合金。
需要注意的是铸型的转数是离心铸造的重要参数,既要有足够的离心力以增加铸件金属的致密性,但离心力又不能太大,以免阻碍金属的收缩。