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铝合金铸件的金属型铸造

日期:2018-08-31 10:27

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  维普资讯 维普资讯 3 6 湖 南 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报 第 3卷 属 的 压力 和 开 合 型 力 的 作 用 , 以 , 厚 大 小 不 仅影 响 到 铸 件 所 壁 一 金属型的设计 凝 固 , 且 影 响 铸 型 的 寿命 和 生 产 效 率 。型 壁 过 厚 , 金 属 型 而 则 总的设计原则 : 力求 结 构 简 单 , 工 方 便 , 材 合 理 , 全 加 选 安 笨重 , 劳动强 度大 ; 型壁过薄 , 刚度差 , 则 易变形 , 因此需 确定 一 可靠 。 i 结构形式 、 金属 型的结构 由下列 因素决 定 : 铸件形状 、 尺寸大 小、 分 型面数量 、 合金种类 和生产批量等条件 , 据此采用整体式金属 型较合适 。 个最佳值 。综合考虑涡轮铸件 的壁厚 、 材质、 外廓尺寸 及金 属 型材料等 因素设计其金属型壁厚如图 2所示。 2 材料选择 、 制造金属型的材料要满足 : 耐热性和导 热性 好 , 复受热 反 时 不变形 , 不破 坏 ; 有一 定的强 度、 具 韧性、 耐磨性 ; 机械加工 性能好 。 灰 口铸 铁的加工 性能 好 , 廉 , 价 一般工 厂都能 自制, 且耐 热 , 磨, 一种 较合适 的金属 型材 料 , 耐 是 目前 应 用较 广泛 , 因 此, 涡轮铸件可选 用灰 口铸铁作为制造金属型的材料 。 3 主 体 设 计 、 主 体 设 计 应 力 求 使 型 腔 尺 寸 准 确 ; 于 开 设 浇 注 系 统 和 便 排气 系统 ; 铸件出型方便 ; 有足够 的强度 和刚性 。 1 型 腔 尺 寸 ) 型腔 尺 寸 由 以下 经验 公 式 决 定 : Ax ( 一 A士 A艺) ( + £ 士 × 1 ) 式中 A —— 零 件 尺 寸 A艺 —— 零 件 铸 造 工 艺 尺 寸 e —— 铸 件 的 铸 造 收缩 率 , e 1 取 一 艿 —— 金 属 型 涂 料 厚 度 , 艿 0 2 取 一 . mm 4型 芯 的设 计 、 图 2 涡 轮 金 属型 根 据 铸 件 复 杂 程 度 和 合 金 种 类 可 采 用 不 同材 料 的 型 芯 , 考虑到涡轮铸件叶片较 多, 采用金属型芯无退让性 , 容易阻碍 铸件 自由收缩而引起铸件开裂 和 出型困难 , 故在 此采用 砂芯 来 形 成 铸 件 内 腔 , 盒 设 计 方 案 如 图 3 其 中 , 片 由两 脚 和 芯 ( 叶 芯 盒 上 沿 槽 口定 位 ) 。 由上式计算 出的型腔尺寸见图 2 2 壁厚 ) 金 属 型 壁 厚 除 传 递 和 蓄 积 铸 件 的 热 量 外 , 承 受 液 体 金 还 图 3 涡轮 芯盒 总 成 1 盒体 ~ 一 1个 均 一 一 一 4个 , 布 ) 均 2 短 叶 片 3 内浇 口 (6 进 口 , 布 ) 4 直 浇 口 5 长 叶片 6 出气 冒 口 ( 一 5顶件装置 ( 模 ) 、 脱 难, 因而涡轮铸件无需设 计顶件 装置 , 注完一 定时间后 , 浇 将 金 属 型 倾 翻 即 可取 出铸 件 。 涡轮铸件采用整体 、 倾翻式 金属 型铸造 , 涡轮铸件外形简 单且多为弧面 , 有较大 自然斜度 , 以从 型中取 出铸件并不困 所 维普资讯 第 2期 李友好 : 铝合金铸件的金属型铸造 3 7 二 金 属 型铸 造 工 艺 要 点 风冷 、 间接水冷、 直接水冷 等强 制冷却方式 , 对于涡轮等 中、 小 型 铸 件 可采 用风 冷 。 1预 热 、 金 属 型 导 热 性 好 , 体 金 属 冷 却快 , 动 性 剧 烈 降 低 , 液 流 容 5 涂料 、 涂料具有调节铸件冷 却速度 , 保护金 属型 , 蓄气排气 等重 要作用 。所 以, 在金 属型铸造过程中 , 在金属型工作表 面喷 需 刷涂料 。 易使铸件 出现冷 隔 、 不足 、 浇 夹杂 、 气孔 等缺陷 , 未预 热的金属 型在浇 注时, 铸型 受到强烈热击 , 应力倍增 , 使其极 易破 坏, 所 以金属 型在 开始工作前须预热 , 预热温度 随合金种类 、 铸件结 构和大 小而定 , 涡轮铝合金铸件可取 2O o ℃。 对 O ~3 0 2 浇注 、 金 属型浇注时 , 注温度和浇注速度须适 当。 浇 1 浇 注 温 度 ) 三 结 束 语 金属 型铸造 又称 硬模铸造 , 是将液体 金属 用重力浇 注 它 法浇 入金属铸型 , 以获得 铸件的一种 有别 于砂型 铸造的特种 铸造方法 。涡轮铸件采用金属 型铸造 后与以前采 用砂 型铸造 相 比, 具有 如 下 优 点 : 金 属型导 热能 力强 , 浇注温度过 低 , 若 铸件 易产生冷 隔、 气孔 、 夹杂等缺 陷, 宜的浇注温度 一般 比砂型铸 造时高 , 适 应 根据合金种 类、 化学成分 、 铸件大小和壁厚通过试验 确定 。对 于 涡轮 铝合金 铸件 , 其浇注温度 可取 6 O 4 ℃。浇注 温度 8 ~7 O 确定后 , 其波动范 围就 务必严格控制 。 2 浇注速度 ) 金 属 型具 有 急冷和 不透 气 的特 性 , 注速度 宜先 慢 、 浇 后 快、 再慢 。 先慢可防止 飞溅 , 后快 可使液体金属 很好充型, 再慢 是 防止 浇 注 末 期 金 属 液 溢 出型 外 。 1 组织 致密 , 件 内部质 量显 著提 高 , 、 铸 减少 了渗 补工作 量。 2 降低 了废 品率 , 、 节约液 体金属耗量 1 ~ 3 。 5 0 3 节约造 型材 料 8 左右 , 、 O 降低 了车 间粉 尘含量 , 减轻 了环境污染 , 改善了劳动条件。 4 提 高 了生 产 效 率 。 、 当然, 属 型铸造 也有不足 之处 : 属 型制造成本 较高, 金 金 制造 周期较 长; 型工 作温度 、 铸 合金 的浇注温 度和浇 注速度 、 所 用的涂料 等铸造工艺对 铸件质量 的影响 甚为敏感 , 须严格 控 制 ; 属 型 不 透 气 , 件 在 其 中冷 速 快 , 无 退 让 性 , 件 易 金 铸 且 铸 3 铸件 的出型时间 、 铸件在 金属型 内停 留时间愈长 , 温度愈低 , 收缩量就愈 其 大 , 出铸件 的困难亦就 愈大 , 取 铸件在型 中停 留时间过 长, 型 壁 温 度 升 高 , 更 长 的 冷 却 时 间 , 会 降低 生 产 率 , 适 的 出 需 也 合 型时间可通过试验确定 。 4 工 作 温 度 的 调 节 、 产 生浇 不足 , 开裂或铸铁件 白口等缺陷 。 总之, 金属型铸造利多于弊 。 以在铝合金铸件等各种合 所 金 铸件 的 铸 造 生 产 中 已经 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 。 为了保 证金属型铸件 质量稳 定, 生产正常 , 首先要使金属 型在生产过程 中温度变 化恒定 。 事实上 , 常常是铸件传给金属 型 的热 量 大 于 金 属 型散 失 的 热 量 , Qt Q 即 > 。 因 此 , 属 型 金 [ 参 考 文 献] E ] 宫克强 .特种铸造[ .北京 : 1 M] 机械工业 出版社, 92 18 [ ] 丁根 宝 .铸造工 艺学[ .北京 : z M] 机械工业 出版社 ,9 5 1 8 [3 童 3 槛, 刘祥春 .液 力偶合器[ .上海 : M] 上海交通大学出版社, 的工作温 度必然 升高 , 此时就须待金 属 型冷 至规定 温度才 能 继 续浇注 。 若靠 自然冷却 , 费时较 长 , 会降低生产率 , 故可采用 1 8 9 8 ( 接第 1 上 5页 ) 容 。“ r/ P o E设计模块 ” 的积累与 丰富, 可促进“ 设计构思” 并 , 使设计构思更具可行性 。 安排 在专业 课 之前 , 尝试将 结构素描 与形体设 计课 和 P o E r/ 结合 在一起 , 让学 生将形 象构思 、 计结构 素描 ( 设 徒手 )手 绘 、 快速效果 图、 r / P o E建模结合一起进行 。 ()“ r/ 深 化 教 学 ” 先 对 学 生 的设 计 构 思 手 绘 结 构 2 PoE , [ 参 考 文 献] [ ] 杨春 鼎 .形象思 维学[ . 1 M] 合肥 : 中圈科 学技 术大学 出版社 , 1 9 9 7 素描 , 行 曲面分 析、 进 形体分解 , 然后绘制 P 0 E建模 图 , r/ 同时 修正构 思的不足 。 ( )“ r / 设 计 模 块 ” 3 PoE 的教 学 、 结 与 积 累 。 P o E设 计 总 “r/ [3 林清安 . r/ NGI E 2 PoE NE R零件设 计[ .北京 : 京大学 出版 M] 北 社 ,0 0 20 模块 ” 包含 : 设计案例 、 建模分解 、 设计步骤 。在前期设计过 程 中, 即设计 草 图、 构 素描 中, 结 能引入“ r/ P o E设计 模块” 的内 [3 柳迎春 . r/ 3 P oENG NE I ER(0 1 曲面设计[ .北索 ; 20) M] 北京大学 出版 社 ,0 2 2 0

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