金属铸造的初学者指南

铸造中金属铸造的概述

铸钢火车轮
铸件用于生产火车轮和其他耐用金属组件。

我们的生活充满了铸造金属产品。亚博账号审核不过我们认为理所当然的许多金属物体 - 火车轮,拖车挂钩,灯柱,大型工业设备甚至雕塑 - 都被铸造成铸造厂。铸造金属的多种应用数量显示其多功能性:金属可以铸造成具有最小加工或焊接的耐用,复杂的金属组件,从而减少了对昂贵人工的需求。更重要的是,金属铸件已成为重要的再生废金属的用户,将过时的金属对象转换为有用的产品。亚博账号审核不过

什么是金属铸造?

铸造是一个过程,可以通过用液体金属填充模具中的空隙来创建固体金属形状(铸件),然后让物体冷却。制作铸件所涉及的基本步骤是图案制作,成型,融化和浇筑,冷却,摇动和清洁,热处理和检查。

图案制作

用铸造术语,“图案”是要铸造的物体的复制品,用于塑造霉菌腔。它们可以由多种材料制成,包括木材,金属或塑料。图案制作是生产这些模式的过程。因为模式决定了铸造形式,所以铸造可以比制造的模式更好。为了产生高质量的铸造,必须精心设计,构造和完成该图案。

模式的主要功能是:

  • 塑造霉菌腔
  • 适应金属铸件的特性
  • 提供准确的尺寸
  • 提供一种将液态金属输送到模具中的方法(门控系统)

由于巩固,金属倾向于收缩和/或变形(根据金属铸件的不同程度)。该图案的设计具有内置的收缩和失真津贴以补偿。它还必须在垂直墙壁上用锥度(称为草稿)构建,这是提取图案而不打扰模具壁的必要条件。

可以通过使用核心来创建空心的铸件 - 芯片或金属塑造铸造的内部孔和通道。在倒入熔融金属之前,将每个核心放在模具中。为了将每个核心保持在适当的位置,图案具有称为核心打印的凹槽,可以将核心固定在适当的位置。

成型

由铸造过程产生的金属复制品旁边的木制图案
在铸造厂中产生的木质图案(左)和所得的固化金属铸件(右)。

成型是准备接收熔融金属的模具的过程。有两种不同类型的霉菌过程:可重复使用且不可解决。

顾名思义,可重复使用的模具可以反复使用。在金属固化和冷却过程中,铸造过程不会分解模具。可重复使用的模具通常由金属制成。

相比之下,不可解决的模具是在金属固化和冷却过程中破坏的临时物体。最广泛使用的不可解决的模具方法是砂模铸造,在图案周围将经过特殊处理的沙子(“绿色”沙子)撞倒并放在支撑中(烧瓶)的过程。然后将图案除去,将芯子设置在适当的位置,并建立门控系统以引导熔融金属进入模具。

这些通用模具方法类别中的每一个都有许多针对不同铸造金属和各种模式复杂性优化的专业子类型。这样的方法包括雪橇铸造,压力铸造,外壳成型和投资铸造

融化和浇注

有两类的金属,它们是由以下方式生产的:亚铁(包含铁的金属)和有色人种(不包含铁的金属)。铁合金包括钢,可延展的铁和灰铁。最常用的铸造合金是铝和铜,但是有时将镁,镍和钛合金合金用于专业应用。

要融化和铸造的金属(通常是再生废料和合金金属)被装载到炉子“充电”。一旦进入炉子,金属将受到极高的温度,直到达到熔点(通常超过2500华氏度[1370°C])。需要专门的炉子才能达到这种升高的温度。

铸造厂采用的两种主要类型的熔炉是电弧和诱导。

熔融金属从感应炉中挖出到浇注钢上
在铸造厂中铸造的熔融金属首先涉及将金属从炉子转移到钢上,然后将金属倒入模具中。

电弧炉作为批处理熔化过程,产生了批次的熔融金属已知的“热量”。金属通过通过石墨电极向炉内提供电能而融化。氧气燃料燃烧器和氧气长弹提供了额外的化学能。在熔化过程中注入氧气以去除杂质和其他溶解的气体。当金属融化时,炉渣形成并漂浮到熔融金属的顶部;该炉渣通常包含不良杂质,在敲击之前被去除(从炉子中取出金属的过程)。

感应炉通过感应传输电能 - 从主线圈的高压电源诱导低压,钢电荷中的高电流或次级线圈。感应炉能够熔化并合金多种金属,但熔体损失最小,但是当涉及金属精炼时,它们的能力不如电弧形炉。

由于其各自的优势和劣势,电弧形炉更广泛地用于熔化的铁金属,而感应炉在非有产性应用中更为主导。

固化,射击和清洁

坩埚,机器人臂和重力诱发的浇注机用于将熔融金属从一个位置移动到另一个位置。熟练的金属工人还将使用载体倒入熔融金属。通过大门和立管系统将熔融金属倒入模具中;金属冷却和固化,永久采用霉菌内部(void)的形状,它占据。然后将铸件从模具中弹出,或者通过Shakeout从砂模中取出。

在此过程中,向霉菌内部运送熔融金属的门和立管也充满了熔融金属。霉菌中的金属与栅极和立管系统中的金属一起固化,形成一块。弹射/震动后,立即将栅极和骑手系统的金属附着在主铸件上。在清洁过程中除去多余的金属(通常使用碎屑锤或带锯)。使用翻滚枪管,气枪单元和压力垫圈的混合物可清理任何剩余的沙子或秤。

所得的铸件的形状应与原始图案相同,尽管由于金属收缩可能会略小。

热处理和检查

一些铸件用于苛刻的工业应用:它们可能需要在冰冻温度下保持精确的形状,抵抗潮湿的环境中的腐蚀或承受巨大的重量。热处理用于将金属的物理特性更改为所需的规格。

热处理涉及使用加热和寒冷,通常是高温,以减轻铸件中的压力,和/或修改金属的物理特性。温度必须精确控制以实现所需的物理特性。

在将铸件的生产运行视为完整之前,对其物理特性和结构完整性进行了测试。需要破坏铸造的测试方法被称为破坏性测试,而那些不损坏铸件的测试被归类为无损

所使用的测试方法取决于规格的要求。对于一些纯粹的美学产品,仅需简短的视觉检查,以实现尺亚博账号审核不过寸精度,裂纹和表面饰面。另一方面,如果需要铸造以工业能力执行,则可能对其所有物理特性(延展性,拉伸强度,伸长,伸长,影响性能,硬度等)进行了详尽的测试。

服务寿命和回收

铸造通过了检查后,它被运输,出售并投入使用。铸造金属产品,尤其是接亚博账号审核不过受热处理的产品,耐用。根据金属合金和应用,他们的使用寿命可能从几个月到几十年。一旦铸造的使用寿命结束,周期就会再次开始。它是由废料院收集的,回收了,然后将其重新铸造成新物体。

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