【正文】 造鍛模成本很高 ，所以模鍛不適合于小批和單件生產(chǎn) 。 模鍛按使用的設(shè)備不同分為：錘上模鍛 、 胎模鍛 、 壓力機(jī)上模鍛等 。 （ 4） 模鍛生產(chǎn)比自由鍛生產(chǎn)節(jié)省金屬材料 ， 減少切削加工工作量 。 第 7章 金屬制造工藝 （ 3） 模鍛可以鍛造出形狀比較復(fù)雜的鍛件 。 模鍛時(shí) ， 金屬的變形是在模膛內(nèi)進(jìn)行的 ， 故能較快獲得所需形狀 。 與自由鍛比較 ， （ 1） 生產(chǎn)率較高 。 第 7章 金屬制造工藝 模鍛是在高強(qiáng)度金屬鍛模上預(yù)先制出與鍛件形狀一致的模膛 ， 使坯料在模膛內(nèi)受壓變形的鍛造方法 。一般情況下 ， 盤類鍛件常選用鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、 沖孔等工序；軸類鍛件常選用拔長 (或鐓粗及拔長 )、 切肩和鍛臺(tái)階工序；筒類鍛件選用鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、 沖孔 、 在心軸上拔長等工序；環(huán)類鍛件選用鐓粗 (或拔長及鐓粗 )、 沖孔 、 在心軸上擴(kuò)孔等工序；曲軸類鍛件選用拔長 (或鐓粗及拔長 )、錯(cuò)移 、 鍛臺(tái)階 、 扭轉(zhuǎn)等工序；彎曲類鍛件選用拔長 、 彎曲工序 。 精整工序是用以減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序 ， 如清除鍛件表面凸凹不平及整形等 ， 一般在終鍛溫度以下進(jìn)行 。 自由鍛的基本工序是使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形 ， 以達(dá)到所需形狀和尺寸的工藝過程 ， 如墩粗 、 拔長 、 彎曲 、 沖孔 、 切割 、 扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)移等 。 自由鍛所用的工具簡單 ， 具有較大的通用性 ， 應(yīng)用較為廣泛 。 手工鍛造只能生產(chǎn)小型鍛件 ， 生產(chǎn)率也較低 。 金屬坯料在抵鐵間受力變形時(shí) ， 除打擊方向外 ， 朝其他方向的流動(dòng)基本不受限制 ， 鍛件形狀和尺寸由鍛工的操作技術(shù)來保證 。 凡是有缺陷的鑄件 ， 經(jīng)修補(bǔ)后能滿足要求 ， 不影響使用者均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ) 。 鑄件質(zhì)量的具體要求 ， 一般在零件圖和有關(guān)技術(shù)文件中都有明確規(guī)定 。 鑄鐵件 、 鑄鋼件在檢驗(yàn)合格入庫前 ， 還須涂上底漆 ， 以防生銹 ， 并作為進(jìn)一步油漆的基底 。 有些鑄件經(jīng)過上述處理以后 ， 還需進(jìn)行表面處理 。 機(jī)械落砂效率高 ， 但機(jī)械易損壞 ， 維修調(diào)整困難 ， 而且噪音大 。 人工落砂勞動(dòng)條件差 ， 生產(chǎn)率低 ， 用于單件 、小批量生產(chǎn)的非機(jī)械化鑄工車間 。 人工落砂是在澆注場地人工就地落砂 。 澆注完畢 ， 鑄件凝固以后 ， 還必須進(jìn)行落砂 、 清理 、 表面處理等工作 ， 才能得到合格的鑄件 。 為了獲得合格的鑄件 ， 必須控制澆注溫度 、 澆注速度 ， 嚴(yán)格遵守澆注操作規(guī)程 。 澆注前應(yīng)做好澆注準(zhǔn)備工作 。 如果合箱質(zhì)量不高 ， 鑄件的形狀 、 尺寸和表面質(zhì)量就得不到保證；甚至還會(huì)由于編芯 、 錯(cuò)箱 、 抬箱 、 跑火等原因而使鑄件報(bào)廢 。 合箱就是把砂型和砂芯按要求組合在一起成為鑄型的過程 ， 習(xí)慣上也稱拼箱 、 配箱或扣箱 。 一般大型和較重要的砂型和砂芯都要進(jìn)行整體烘干 。 表面烘干是為了縮短生產(chǎn)周期 ， 減少燃料能源消耗 ， 以及有利于組織流水作業(yè) 。 砂型和砂芯是多孔性物體 ， 對(duì)其烘干即水分的去除大致可分為兩步進(jìn)行：表面水分的蒸發(fā)和內(nèi)部水分的遷移 (擴(kuò)散 )。 第 7章 金屬制造工藝 （ 3） 砂型 (芯 )的烘干 。型砂的緊實(shí)程度影響著鑄型的強(qiáng)度和透氣性，緊實(shí)度越大，鑄型強(qiáng)度越大，透氣性越差。 第 7章 金屬制造工藝 （ 2）型 (芯 )砂的緊實(shí)。 但設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高 ， 生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長 ， 一般只適用于一個(gè)分型面的兩箱造型 。 ② 機(jī)器造型 (芯 )是指用機(jī)器全部地完成或至少完成緊砂操作的造型工序 。 但手工造型 (芯 )勞動(dòng)強(qiáng)度大 ， 生產(chǎn)率低 ， 鑄件質(zhì)量不易穩(wěn)定 。 第 7章 金屬制造工藝 圖 71套筒鑄件的生產(chǎn)過程 第 7章 金屬制造工藝 ① 手工造型 （ 芯 ） 是指用手工完成緊砂 、 起模 、 修整及合箱等主要操作的造型 (芯 )過程 。 選擇合適的造型 (芯 )方法和正確地進(jìn)行造型 (芯 )工藝操作 ， 對(duì)提高鑄件質(zhì)量 、 降低成本 、 提高生產(chǎn)率有極重要的意義 。 制造砂型的工藝過程叫做造型；制造砂芯的工藝過程叫做制芯 ， 也叫造芯 。 例如 ， 套筒鑄件的生產(chǎn)過程如圖 71所示 。 化學(xué)硬化砂型對(duì)于各種鑄件均可采用 。 但成本較高 ， 有的易產(chǎn)生粘砂等缺陷 。 第 7章 金屬制造工藝 (4)化學(xué)硬化砂型 (自硬砂型 )：鑄型靠型砂自身的化學(xué)反應(yīng)而硬化 ， 一般不需烘干 ， 或只經(jīng)低溫烘烤 。 表面干型介于濕型和干型之間 ， 既有濕型的優(yōu)點(diǎn) ， 又有濕型達(dá)不到的性能 。 干型主要用于質(zhì)量要求高 ， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 單件 、 小批量生產(chǎn)的中大型鑄件 。 烘干后增加了強(qiáng)度和透氣性 ， 顯著降低發(fā)氣性 ， 大大減少了由于鑄型方面的原因而產(chǎn)生的氣孔 、 砂眼 、 脹砂 、 夾砂等缺陷 。 厚壁中 、 大型鑄件不宜采用 ， 特別適合于機(jī)械化 、 自動(dòng)化生產(chǎn) 。 濕型的優(yōu)點(diǎn)是： ① 它可使鑄件生產(chǎn)周期縮短 ， 生產(chǎn)率提高； ② 由于不必烘干及不需要相應(yīng)的烘干裝置 ， 故濕型可節(jié)省投資及能源消耗； ③ 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化 ， 比干型生產(chǎn)勞動(dòng)條件好 。 用濕型砂舂實(shí) ， 澆注前不烘干的砂型稱為濕型 。 固態(tài)收縮主要表現(xiàn)為鑄件各方向尺寸上的縮小 ， 它是鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋的基本原因 。 鑄造金屬或合金從澆注到冷至室溫要經(jīng)歷三個(gè)收縮階段 ， 即液態(tài)收縮 、 凝固收縮和固態(tài)收縮 。 鑄造金屬或合金的收縮是指從澆入鑄型 、 凝固和直至冷卻到室溫的過程中 ， 其體積或尺寸的縮減現(xiàn)象 。 對(duì)一些常用鑄造合金的流動(dòng)性值進(jìn)行試驗(yàn) ，得知鑄鐵的流動(dòng)性最好 ， 鋁硅合金的次之 ， 鑄鋼的最差 。 反之 ，鑄件上易出現(xiàn)澆不足 、 冷隔 、 氣孔 、 夾渣和縮孔等缺陷 。第 7章 金屬制造工藝 第 7章 金屬制造工藝 鑄造 壓力加工 焊接 切削加工 第 7章 金屬制造工藝 鑄 造 1. 金屬或合金的流動(dòng)性是指液態(tài)金屬或合金自身的流動(dòng)能力 。 流動(dòng)性良好的金屬或合金能鑄造出薄而復(fù)雜的鑄件 ， 利于鑄件的補(bǔ)縮以及氣體和非金屬夾雜物的上浮和逸出 。 金屬或合金的種類 、 成分 、 結(jié)晶特征 、 粘度及結(jié)晶潛熱等都對(duì)金屬或合金流動(dòng)性有影響 ， 如金屬或合金的種類不同 ，其流動(dòng)性也不同 。 第 7章 金屬制造工藝 2. 隨著溫度的降低 ， 澆入鑄型的金屬液將發(fā)生凝固 ， 并伴隨著收縮過程 。 金屬或合金的收縮是一種物理屬性 ， 是形成縮孔 、 縮松 、 變形和裂紋等缺陷的根本原因 。 液態(tài)收縮和凝固收縮主要表現(xiàn)為鑄件體積上的縮減 ， 它們是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因 。 第 7章 金屬制造工藝 1. (1)濕型：向石英砂中加入適量的粘土和水分 ， 混制而成的型砂稱為濕型砂 。 鋁合金 、 鎂合金及小型鑄鐵件的生產(chǎn)常使用濕型 。 濕型水分高 ， 強(qiáng)度低 ， 因此對(duì)于質(zhì)量要求高 。 第 7章 金屬制造工藝 (2)干型：經(jīng)過烘干的砂型稱為干型 。 干型的缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長 ， 需要烘干設(shè)備 ， 增加燃料消耗 ， 惡化勞動(dòng)條件 ，難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化 。 (3)表面干型：鑄型表面僅有一層很薄的型砂被干燥 (干燥層一般為 15～ 20mm)， 鑄型其余部分仍然是濕的 ， 故稱表面干型 。 表面干型常用于生產(chǎn)中 、 大型鋁鑄件和鑄鐵件 。 優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高 ，節(jié)約能源 、 效率高 。 化學(xué)硬化砂型目前用得較多的有用水玻璃作粘結(jié)劑的水玻璃砂型 ，以及用合成樹脂作粘結(jié)劑的樹脂砂型等 。 第 7章 金屬制造工藝 砂型鑄造的生產(chǎn)工序主要包括：制模 、 配砂 、 造型 、 造芯 、合型 、 熔煉 、 澆注 、 落砂 、 清理和檢驗(yàn) 。 （ 1） 造型 (芯 )。 造型和造芯是鑄造生產(chǎn)中最重要的工藝過程之一 。 造型 (芯 )方法按機(jī)械化程度可分為手工造型 (芯 )和機(jī)器造型 (芯 )兩大類 。 手工造型 (芯 )是一種最基本的造型方法 ， 造型工藝適應(yīng)范圍廣泛 ， 質(zhì)量一般能夠滿足工藝要求 ， 適合單件 、 小批量生產(chǎn) 。 手工造型方法很多 ，如模樣造型 、 刮板造型 、 地坑造型等 ， 各種造型方法有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 。 和手工造型相比 ， 機(jī)器造型的生產(chǎn)率高 、質(zhì)量穩(wěn)定 、 工人勞動(dòng)強(qiáng)度低 。 機(jī)器造型 (芯 )適用于大量和批量生產(chǎn) 。型砂需要緊實(shí)才能成為整體的砂型。故鑄造生產(chǎn)中對(duì)鑄型的緊實(shí)度提出了較高的要求，一是要求鑄型緊實(shí)度均勻，二是要努力提高緊實(shí)度。 大型 、 重型以及質(zhì)量要求高的鑄件 ， 普通砂型和砂芯均需經(jīng)過烘干 ， 以除去水分 ， 提高強(qiáng)度和透氣性 ， 減少發(fā)氣量 ， 使鑄件不易產(chǎn)生氣孔 、 砂眼 、 夾砂和粘砂等缺陷 ， 從而保證鑄件的質(zhì)量 。 烘干方法有表面烘干和整體烘干兩種 。 在達(dá)到質(zhì)量要求的條件下 ， 應(yīng)盡量應(yīng)用表面烘干 。 第 7章 金屬制造工藝 （ 4） 合箱 。 鑄型的合箱是制備鑄型的最后工序 ， 也是鑄造生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié) 。 （ 5） 澆注 。 由于澆注溫度對(duì)鑄件質(zhì)量影響很大 ， 因此應(yīng)根據(jù)合金種類 、 鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點(diǎn)確定合理的澆注溫度范圍 。 第 7章 金屬制造工藝 （ 6） 鑄件的落砂與清理 。 鑄件凝固冷卻到一定溫度后 ， 把鑄件從砂箱中取出 ， 去掉鑄件表面及內(nèi)腔中的型砂和芯砂的工藝過程稱為落砂 ， 落砂通常分為人工落砂和機(jī)械落砂兩種 。 人工用大錘 、 鋼釬或者風(fēng)錘敲擊砂箱和捅落型砂 ， 不得用錘子直接敲擊砂箱中部和鑄件本體 ， 免得損壞砂箱和鑄件 。 機(jī)械落砂是把鑄件放在震動(dòng)落砂機(jī)上進(jìn)行震動(dòng) ， 使砂子下落 。 第 7章 金屬制造工藝 （ 7） 鑄件表面處理 。 如鎂合金鑄件在吹砂后需進(jìn)行表面氧化處理 ，在表面生成一層致密而又有保護(hù)作用的薄膜 ， 防止或減輕鎂合金在使用過程中產(chǎn)生腐蝕 。 第 7章 金屬制造工藝 3. 鑄件質(zhì)量包括鑄件內(nèi)在質(zhì)量 、 外在質(zhì)量 、 使用質(zhì)量等幾個(gè)方面 。 為了保證鑄件質(zhì)量 ， 在鑄造生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié) ， 特別是清理后 ， 都要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn) 。 第 7章 金屬制造工藝 壓力加工 自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵之間產(chǎn)生塑性變形 ， 從而得到所需鍛件的鍛造方法 。 自由鍛分手工鍛造和機(jī)器鍛造兩種 。 機(jī)器鍛造則是自由鍛的主要生產(chǎn)方法 。 第 7