【正文】 where annealing operation is conducted finally is selected.Keywords: thermal processing。 casting。 heat treatment。 heat treatment furnace 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 No 3引 言我國的制造業(yè)迅猛發(fā)展，現(xiàn)在繼美國、日本、德國之后，生產(chǎn)規(guī)模已躍居世界第四位，我國境內(nèi)的制成品在國際市場占有份額迅速增長，已成為世界上的制造大國。但世界制造大國并不就是世界制造強國。我國制造業(yè)雖名列世界第四位，但總體規(guī)模較低，制造業(yè)人均勞動生產(chǎn)率遠遠落后于發(fā)達國家。技術(shù)創(chuàng)新能力落后，有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，依附于國外企業(yè)的組裝業(yè)比重大。低水平生產(chǎn)能力過剩，高水平生產(chǎn)能力過剩，大量先進設(shè)備仍依賴進口。為了使我國盡快地成為世界制造強國，就要改造傳統(tǒng)工業(yè)，發(fā)展先進制造技術(shù)。我國的鑄造技術(shù)歷史悠久。早在三千多年前青銅鑄器已有應(yīng)用，二千五百年前鑄鐵工具已經(jīng)相當(dāng)普遍。大量歷史文物顯示了我國古代人民在鑄造機技術(shù)上的精湛創(chuàng)造。泥型、金屬型和失蠟型是我國創(chuàng)造的三大鑄造技術(shù)。近幾十年來，我國的鑄造技術(shù)發(fā)展迅速。在砂型鑄造方面，推廣、應(yīng)用了快速硬化的水玻璃砂、自硬砂及樹脂砂等，可制出精確鑄型及砂芯；機器造型技術(shù)不斷發(fā)展，可用濕型砂制造出高密度鑄型，從而獲得精確鑄件，進一步擴大了砂型鑄造的應(yīng)用范圍。在鑄造合金方面，發(fā)展了高強度、高韌性的球墨鑄鐵和各類合金鑄鐵，成功地用球墨鑄鐵件代替了某些鍛鋼件。在鑄造設(shè)備方面，已建立起許多先進的機械化、自動化高密度砂型造型生產(chǎn)線。在新工藝、 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 No 4新技術(shù)方面，各種特種鑄造、精確鑄造方法得到發(fā)展和應(yīng)用。所有這些都使鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)效率不斷提高，勞動條件不斷改善。鑄造生產(chǎn)是以異型的金屬毛坯和零件供應(yīng)國民經(jīng)濟部門，首先供給機器制造業(yè)及金屬加工業(yè)。它是機械工業(yè)的基礎(chǔ)，是工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。美國 10 項主要工業(yè)部門增加生產(chǎn)產(chǎn)值的指標(biāo)中，鑄件的產(chǎn)值僅次于汽車、黑色冶金、化學(xué)制品及飛機制造業(yè)，列第五位。鑄造生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中的作用不斷提高，在現(xiàn)代的機械設(shè)備中，鑄件重量約占其中總重量的(50～85)%。但鑄造生產(chǎn)的發(fā)展受到多因素的限制，要求在穩(wěn)定提高鑄件質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量地節(jié)省原材料及能源，降低成本，減少公害，努力實現(xiàn)鑄造生產(chǎn)過程機械化、自動化和專業(yè)化，以達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、少污染的要求?！皟?yōu)質(zhì)”的含義一般包括鑄件的質(zhì)量輕，性能好、尺寸精度及表面光潔度高等方面。為了實現(xiàn)上述的要求，人們對老的鑄造工藝方法進行改進和革新，并研制出許多新的工藝方法，有力地推動了鑄造生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，新的鑄造方法不斷出現(xiàn)，我們應(yīng)努力學(xué)習(xí)先進的鑄造科學(xué)技術(shù)，不斷提高我國鑄造生產(chǎn)水平，為四化建設(shè)生產(chǎn)更多、更好的鑄件。在整個國民經(jīng)濟中凡涉及機械制造的任何領(lǐng)域中，熱處理也是一項廣泛應(yīng)用的重要的基礎(chǔ)工藝之一。它是金屬材料在嚴(yán)格控制的加熱和冷卻條件下進行處理，通過改變材料內(nèi)部的顯微組織來達到人們所要求的使用性能或服役壽命。具體的要求往往在下述方面：⑴軟化材料，改善成型性能，提 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 No 5高機加工效率和生產(chǎn)效率。⑵提高材料的強度和韌度，增加零部件的壽命。⑶在保證材料心部性能的同時提高工件的表面強度、硬度、耐磨性、疲勞性和耐蝕性等。⑷研制新型材料和針對已出現(xiàn)的特種材料通過熱處理方法獲得特殊的物理、化學(xué)性能以滿足醫(yī)療、宇航、生物、光學(xué)、電子等領(lǐng)域中高要求的應(yīng)用。⑸改進傳統(tǒng)材料的生產(chǎn)和處理，細(xì)化材料的組織，大大提高強度和韌度，充分發(fā)揮材料潛能，滿足愈來愈高的工業(yè)需要。⑹應(yīng)用物理和化學(xué)沉積方法使材料表面的性能發(fā)生質(zhì)的飛躍，滿足高速高精度加工的需要和高耐磨、耐蝕環(huán)境下的使用要求。⑺應(yīng)用納米技術(shù)、復(fù)合材料技術(shù)制造出特種性能的材料。 金屬制品和工件經(jīng)熱處理使其達到所要求的組織、性能和服役壽命，應(yīng)按精確生產(chǎn)方式來完成，即使其在精確可靠運行的清潔設(shè)備中，按科學(xué)先進的工藝方法，在嚴(yán)格的管理下去完成處理全過程，獲得分散度為零的高質(zhì)量水平。嚴(yán)格的管理包括工藝執(zhí)行管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、能源管理、環(huán)保管理和人力資源管理等。這些管理項目在質(zhì)量保證體系和環(huán)保體系的認(rèn)證中規(guī)定十分明確。對一個投資企業(yè)，應(yīng)十分重視 ISO9000，QS9000 和 ISO14000 等的認(rèn)證。達到這些認(rèn)證，才能找到和確定企業(yè)和汽車、宇航航空、機械、化工、冶金、紡織、工模具等方面領(lǐng)域的固定客戶，并爭取維持長期合作關(guān)系。 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 No 61 鑄造工藝設(shè)計編制工藝是鑄造生產(chǎn)過程中的一個工序。 鑄造工藝方法的選擇 生產(chǎn)方法鑄造生產(chǎn)可以分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。特種鑄造包括熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。根據(jù)所鑄零件的要求選擇合適的鑄造方法。砂型鑄造：最常用的鑄造方法，不受零件尺寸、輪廓、合金種類、生產(chǎn)批量的限制；造型材料來源較廣，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，成本低。缺點是勞動強度大，鑄件質(zhì)量欠佳，鑄型只能使用一次，生產(chǎn)率低。熔模鑄造：熔 模 鑄 造 的 優(yōu) 點 就 是 熔 模 鑄 件 有 著 很 高 的 尺 寸 精度 和 表 面 光 潔 度 ， 所 以 可 減 少 機 械 加 工 工 作 ； 可 以 鑄 造 各 種 合 金的 復(fù) 雜 的 鑄 件 ， 特 別 可 以 鑄 造 高 溫 合 金 鑄 件 。 但 熔 模 鑄 造 的 工 序繁 雜 ， 生 產(chǎn) 周 期 長 ， 原 輔 材 料 費 用 比 砂 型 鑄 造 高 ， 生 產(chǎn) 成 本 較 高 ，鑄 件 不 宜 太 大 、 太 長 ， 一 般 限 于 25kg 以 下 。金屬型鑄造：金屬性鑄造有很多優(yōu)點，與砂型鑄造比能提高鑄件的力學(xué)性能， 生 產(chǎn) 效 率 高 ， 鑄 件 產(chǎn) 生 缺 陷 的 因 素 減 少 ， 工 序 簡單 ， 易 實 現(xiàn) 機 械 化 和 自 動 化 。 但金屬型鑄造模具成本高，只能適合批量、大批量生產(chǎn)，此外不宜采用高熔點合金以提高模具的使用 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 No 7壽命。壓力鑄造：壓力鑄造具有生產(chǎn)率高、易于自動化、工序簡單的優(yōu)點。但由于金屬模具制作成本昂貴不適合小批量生產(chǎn)，不宜用于高熔點金屬鑄造。 由于本設(shè)計的零件為單件生產(chǎn)，零件材質(zhì)為灰口鑄鐵，質(zhì)量為114kg。故選擇砂型鑄造。 原砂、砂型（芯）的選擇1）原砂的選擇砂型鑄造中常用的原砂有石英（SiO 2） 、鋯英砂（ZrO 2 SiO2） 、莫來石（3Al 2O32SiO2） 。原砂的蓄熱系數(shù)對凝固有著重要的影響，系數(shù)愈大，吸收的熱量愈多，鑄件的冷卻速度愈快，鑄件的結(jié)晶組織愈細(xì)。原砂的熱膨脹性影響鑄件尺寸精度，常用線膨脹系數(shù)表示熱膨脹系數(shù)。下表為以上三種原砂的主要的熱物理性能 表 1 原砂的熱物理性能原砂熔點℃蓄熱系數(shù)J/m2℃線膨脹系數(shù)1106（1/℃）石英砂 1713 鋯英砂 2420 莫來石 1810 由于，石英砂的粒度等級廣泛，能與各種鑄造粘結(jié)劑結(jié)合，資源豐富，價格低廉，蓄熱系數(shù)大，鑄件能快速冷卻。但石英砂熱膨脹系數(shù)大，將使鑄件產(chǎn)生夾砂。尺寸不符等缺陷。 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 No 8綜合考慮后，選擇石英砂作為原砂。2）型砂（芯）的選擇（1）型砂的選擇型砂一 般 由 鑄 造 用 原 砂 、 型 砂 粘 結(jié) 劑 和 附 加 物 等 造 型 材 料 按一 定 的 比 例 混 合 而 成 。型 砂 主 要 有 干 型 砂 和 濕 型 砂 。干 型 砂 ： 經(jīng) 過 烘 干 的 砂 型 稱 為 干 型 砂 。 烘 干 后 增