铸件的铸造工艺分析.doc

绪论
我国铸造技术已有6000年的悠久历史,铸造具有使用范围广,材料采用范围广等特点。铸件具有一定的尺寸精度,成本低廉,综合性能良好,但是铸造环境差,粉尘多,温度高,劳动强度大,废气,废料,处理任务繁重。今后应走优质,高效,低耗,清洁可持续发展的道路,从而开阔更广的空间。
钢铁的应用使人类文明进入了铁器时代。铸钢是四十年代末(1947年)发展起来的一种新型结构材料。铸钢的诞生,是继人类发明炼钢技术之后,在黑色金属应用技术方面又一次大的技术创新,是20世纪材料科学最重大的技术进展之一。

本设计主要对主要铸造低合金钢铸件做一些阐述,铸造碳钢虽然应用较广,但是在性能上有许多不足之处,如淬透性差,大断面零件无法通过热处理进行强化。力学性能有限使用温度低,抗磨耐腐蚀耐热等特殊性能差。利用合金元素可以提高力学性能和改善某些物理化学性能。从而使钢得到很好的改善。
本设计选用材质低合金钢(35cr Mo)的铸件,在铸件中加入合金元素来提高铸件的耐热性和耐磨性,提高强度及改变钢的塑形和韧性,同时还提高钢的再结晶温度抑制热处理过程中产生的回火脆性。
本论文主要从铸件的铸造工艺进行分析。具体包括铸件的造型,制芯,合金的熔炼,铸件的浇注,及合箱,几个工段。严格控制个个工段的工艺十分重要,以避免铸件产生气孔,夹渣,浇不到,缩孔缩松,裂纹等缺陷。
浇注系统的设计
金属液在充型时的状态对获得优质铸件有很大影响,一些铸件缺陷如气孔,裂纹,冷隔,浇不到,砂眼,夹砂等都是在充型不利的情况下产生的。而金属液的充型要靠浇注系统来实现。所以浇注系统设计是否合理将直接影响铸件的质量。如何设计合理的浇注,应根据铸件的结构特点、技术条件、合金种类等因素。结合所学的理论知识和实践经验对本铸件来设计浇注系统,如有不足敬请老师指导改正。
1. 铁液消耗总重量的计算
考虑该铁件壁厚大,采用开放式浇注系统,内浇道从铸件分型面上引入,选用中间式浇注。采用开放式具有内浇道流速低,充型平稳金属氧化程度低具有挡渣。溢渣,净化金属液等特点。考虑浇注系统较大,浇冒口重量按铸件毛重的40 % 估算。
铁液消耗总重量G = 铸件毛重+ 浇冒口重量=( 850+850*40%) kg =1190kg
浇注系统由浇口杯、直浇道600mm ( 1 个) 、横浇道600mm ( 1 个)、内浇道30 mm( 3 个) 组成开放式浇注系统体系
2. 浇注时间的计算
由下式(2-1)可得:
t = k3 G1*∮式(2-1)
= 3* 75* 1190
=58s
若采取快浇,铁液到达冒口时的温度损失比慢浇少有利于补缩防止缩孔缩松等铸造缺陷。因此取浇注时间约为40s。
式中 t ——浇注时间(s);
k——系数();
∮——铸件平均壁厚(mm);
G1 ——铁液消耗总重量(kg);
型内金属液面上升速度可按下式计算:

V=c/t
V=c/t= 330 mm∕40 s = mm/ s
v式中 c ——铸件最低点到最高点的距离,按浇注时的位置确定(mm)
t ——计算的浇注时间(s)

由下式(2-2)可得:
H 1 = H 0 - P2 /2 * C 式(2-2)
=32- / 2 *425
=32 – /2 *
=(cm)
式中 H 1——平均压力头(cm);
H 0——浇口杯水平至内浇道距离(cm);
P ——内浇道至铸件最高点距离(cm);
C ——铸件在铸型内的总高度(cm);
4..浇注系统最小总截面积的计算
由下式(2-3)可得
∑E直= G / ( * t * u * H 0)cm2 式(2-3)
= 1190 / ( * 40 * *)cm2
=
采用两个80mm耐火砖管即可满足要求
式中∑E直————浇注系统阻流总截面积(cm2);
G ——铁液消耗总重量(kg);
t ———浇注时间(s);
u ——阻力系数;
H p——平均压力头(cm);
浇注系统各单元比(经修正为) :∑F内:∑F横:∑F直=:1 :1

已知型中浇注金属液总重量G和浇注时间t,同时考虑浇包注孔数量n,可按下式计算刚液流量qm:
qm=G/tn
qm=μ孔s孔ρ2gh
故 s孔= G/μ孔ρtn2gh
式中 s孔——包孔截面积(cm2);
qm——钢液流量(kg/s)
μ孔——包孔的消耗系数,
ρ—— kg/ cm3
g——重力加速度, 980 cm