铸铁,钢,有色金属的铸造性能
他们之间的铸造性能是:将熔炼好河南大山有色金属的液态金属浇注到与零件形状相适应的铸造空腔中,冷却后获得铸造件的方法称为铸造
铸造性能通常包括流动性、收缩、疏松、成分偏析、吸气性、铸造应力及冷裂纹倾向等
金属材料的铸造性能是指金属能否用铸造方法获得合格铸件的能力,包括:流动性、收缩性、偏析倾向等特性。
流动性是指液态金属充满型腔的能力收缩性是指金属从液态凝固成固态时收缩的程度偏析倾向是指金属凝固后内部产生的化学成分及组织的不均匀程度。
金属材料的可锻性是指金属材料在受锻压后,可改变自己的形状而不产生破裂的性能.金属的可锻性随着钢中的含碳量的和某些降低金属塑性等因素的合金元素的增加而变坏.碳钢一般均能锻造,低碳钢可锻性最好,锻后一般不需热处理中碳钢次之,高碳钢则较差.锻后需热处理.当含碳量达2.2%时,就很难锻造了.低合金钢的锻造性能,近似于中碳钢高合金钢锻造比碳钢困难.对比碳钢性能有如下特点:导热系数低,特别是含铬及镍较多的高合金钢的导热系数比碳钢低得多
锻造温度范围窄,变形河南大山有色金属抗力大硬化倾向性大。
有色金属材料,即指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属。 有色金属材料是金属材料的一类,主要是铜、铝、铅和镍等。其耐腐蚀性在很大程度上决定于其纯度。加入其他金属后,一般其机械性能增高,耐腐蚀性则降低。冷加工(如冲压成型)可提高其强度,但降低其塑性。最高许用温度:铜(及其合金)是250℃,铝是200℃,铅是140℃,镍是500℃。
铸造有色合金: 指以铸造方法,用有色金属材料直接浇铸形成的各种形状的机械零件。
1、湿型砂,选用红砂或石英砂加3-5%的水过筛既可循环使用。
2、型面砂,选用70-140目水洗砂加入膨润土(或白泥),加水用混砂机混制碾压而成。
碾压工艺:原砂+膨润土混合碾压2-3分钟+水再碾压3-5分钟即可。
质量要求:含水量4%~5%湿压强度60~100kpa透气率>50
3、干型背砂。选用40-70目过筛砂,粘土选用白泥
碾压工艺:原砂+膨润土混合碾压2-3分钟+水再碾压3-5分钟即可。(碾压工艺同上)
制芯砂。黏土砂芯用干型背砂既可。油砂芯选用70-140目水洗砂,黏结剂用桐油或合脂油。碾压工艺:原砂+黏结剂混合碾压5~8分钟。质量要求:干拉强度6~9Mpa透气率>100。
4、制芯砂。黏土砂芯用干型背砂既可。油砂芯选用70-140目水洗砂,黏结剂用桐油或合脂油。碾压工艺:原砂+黏结剂混合碾压5~8分钟。质量要求:干拉强度6~9Mpa透气率>100。
5、自硬树脂砂型、芯。大型、芯原砂选用40-70目水洗砂,中小型芯选用70-140目水洗砂,树脂选用中氮树脂或有色铸件专用树脂,固化剂选用磺酸,其配方:树脂加入量为砂子重量的0.8%-1.5%,固化剂加入量为树脂加入量的40%-50%。混砂工艺:原砂+固化剂用混砂机混拌均匀,然后加入树脂混碾1~2分钟出砂,混好的砂必须在可使用时间内用完。
6、用热芯盒机器射芯选用低发气量的覆膜砂。
7、涂料。自制涂料用石墨粉(铅粉)或小鳞片铅粉加入白泥,用机械搅拌而成,或用成品涂料。
二、造型
1、造型前的准备工作
1)熟悉零件图纸和工艺文件,研究操作顺序和操作要点,检查模样(含浇注系统)是否完整合格,并腊样。
2)检查造型底板是否符合要求。
3)检查砂箱不破损、断裂和少吊把。核对砂箱尺寸及吃砂量是否符合工艺要求。
4)砂箱的吃砂量参考资料:
砂箱分类砂箱平均尺寸
≤500模样四周吃砂量
≥40浇冒口吃砂量
≥30模样顶部吃砂量
15~20
黏土干型500~1000≥60≥60>20-25
1000~2000≥100≥100>25-30
2000~3000≥150≥120>30-40
>3000≥250≥150>40
湿型<300≥30≥40≥30
300~800≥60≥100≥50
>800≥100≥100≥70
5)检查造型砂是否符合要求,造型工具是否齐备。
2、舂型、舂型时,两箱先舂下箱,后舂上箱。三箱的先舂中箱,再舂下箱,后舂上箱。
1)将洁净的模样放在平整干静的模底板上。
2)放砂箱,大型砂箱需在四周垫高≈20mm。并事先在砂箱内壁刷白泥水。
3)按工艺要求放冷铁。
4)为防止重模样翻箱时掉落,可用铁丝或螺栓将其紧固在箱带上,待翻箱竖立时或翻箱后垫在垫架上,然后松开铁丝或螺栓切记安全。
5)按工艺要求放好浇冒口,先填入少量面砂。用手工适当捣实,固定在正确位置上,然后填入面砂,面砂厚度为20~40mm。
6)加入背砂揰砂,每次填入背砂层厚度手工揰实为80~120mm,捣固机揰实为120~200mm。舂砂时应避免揰击模样(含浇冒口模)和冷铁,防止位置移动。由外向内逐层揰实,硬度均匀。型腔表面硬度值湿型为30~50,干型为50~80。
7)砂型200mm2,好后应刮平扎气眼,气眼与模样距离10~20mm,气眼针直径为5~8mm,气眼数量,干型为1~2个/200mm2,湿型为3~6个/200mm2,箱与箱间要撒界砂(较细的干砂),注意不要撒在模样上。
8)翻箱舂上箱。放好模样撒界砂(注意不要撒在模样上)。然后按要求舂箱,使用无定位销的砂箱,揰好后要三面打合箱泥号,线条要细直、清楚。
9)敞箱。敞开箱后的砂箱应放平,湿型应放在平而松软且挖有通气沟的砂层上,去掉界砂,用水笔在模样(含浇冒口模)周围适当刷水,修整分型面。
10)起模。起模时用铁锤敲打,需垫木块,敲动应均匀。起模要找正,垂直平稳。对起模困难的模样可边敲边晃动起模。
11)修型。起模后检查型腔各部位紧实度,局部松软或损坏,用同种砂填实修补;修补大块损坏处,要先松动该处,少刷白泥水(干型)或清水(湿型)再用同类砂修补,保证原尺寸合形状;按要求修出铸造圆角;对砂型的凸台、棱角、大平面等部位要插钉加固,铁钉的长度和钉距根据铸件大小适当掌握;按要求扎出气孔或出气冒口,芯头座打通起眼;无浇道模样的,要按工艺要求开横浇道和内浇道.
12)刷涂料。按工艺要求上涂料,注意均匀、光滑、棱角清晰,不应有涂料堆积现象。
三、手工制芯
1、制芯前的准备工作:
1)检查芯盒是否完好,符合工艺要求。
2)按工艺要求备好芯骨、通气管。
3)需下冷铁的,需备好冷铁。
4)按工艺要求检查芯砂质量是否符合工艺要求。
2、制芯
1)固定芯骨。先填部分芯砂固定芯骨、通气管和冷铁,较大芯,芯骨要刷白泥水,还要留有吊装位置。
2)舂实。逐层添砂舂实,每次添砂厚度为80~150mm,紧实度要均匀合适;要避免舂坏芯盒、舂偏活块和冷铁;中大型芯中间放通气填料,小型油砂、树脂砂芯下通气管或顺蜡线。
3)出芯子。芯子舂好后,轻轻敲打芯盒,敞开芯盒,取出活块,将芯子放在芯板上,若非平面,需用型砂填平压实。
4)修整芯子。出芯后检查砂芯紧实度,对松软个损坏处用相同芯砂修补;在修补处、凸台、筋条、棱角和大砂芯工作面应插钉加固;不要大修芯头,挖出芯骨吊攀。
5)刷涂料。修芯好后,按工艺要求均匀上涂料,芯头部位不要刷涂料。对于水玻璃砂芯、树脂砂芯和油砂芯待硬化或烘干后刷涂料。注意刷涂料时应防止堵塞气眼。
四、型、芯烘干
1、黏土砂型、砂芯的烘干
干模砂型芯必需用干燥窑(煤窑或煤气窑)烘干,它的烘干规范主要规定烘干温度和烘干时间,烘干温度取决于黏土剂类别,烘干时间取决于铸型的尺寸大小。
2、操作规程
1)装窑。尺寸较大的和砂层较厚的砂型和砂芯防在炉温较高处;砂型砂芯与台车、砂型与砂芯和砂型与砂芯之间要用耐火砖垫稳、隔开;砂型与砂芯与炉顶、四壁和炉门之间要留有适当距离(一般在150~300mm);摆好后将台车拉进窑内;关门。
2)点火升温。用煤作燃料点火要均匀,待燃料燃烧后再逐步加大风量升温;用煤作燃料点火要先点燃引火管,再逐步开放煤气阀门,煤气燃烧后再送风,逐步加大风量。
3)控制烘干时间。经常观察炉温情况,确保按工艺要求规范执行,无炉温自动记录仪应该每隔半小时记录一次。
4)出炉。炉温降至出炉温度后方可出炉,出炉后检查烘干质量,允许残余水份<0.4%。未达到烘干要求,不得扣箱浇注,否则影响铸件质量,应重新烘干。烘干过度会降低强度,甚至于扣不上箱,应报废。
3、油砂芯的烘干规范
类别装炉温度/℃升温时间/h保温温度/℃保温时间/h出炉温度/℃
桐油砂芯150-1801-1.5180-2201.5-2.5<150
合脂砂芯150-2001-2200-2402-3<150
五、合箱浇注
1、放置底箱。在合箱的地面上,铺一层约30-50mm厚型砂,并弄平,弄松,必要时挖出“井”“十”形沟槽,方便通气。
2、检查型、芯。扫除浮灰尘,检查砂型和砂芯质量,破损严重、返潮和表面粉化的砂型和砂芯不得使用,轻度破损可修补烘干后使用。
3、下芯。熟悉铸造工艺图纸和工艺技术要求,顺序下芯详细检查尺寸,较复杂铸件,要用泥团演箱检查员铸件壁厚尺寸。需要下芯掌的,下好芯掌,各部位尺寸确定无误后将芯固定。
4、卡箱(合箱)。首先进一步检查水平芯头排气道是否畅通,吸处型腔里的浮砂和杂物,然后在型腔四周、直浇道周围和水平芯头上半部放封箱泥条或石棉线,防止跑火或合金液钻入排气道。在直浇道和横浇道之间安放过滤网。无箱锥的,对准箱号扣箱。
5、卡箱或压箱。较大的砂型在卡箱之前,分型面砂箱的四个角垫有尺寸合适的垫铁,防止卡箱时压坏砂型。卡紧砂箱后,用湿型砂抹箱,防止分型面跑火。不能卡箱卡箱的要用压箱铁压箱,压箱铁的重量要适度。
6、浇注。合箱后,稳好浇口箱或浇口杯,等待浇注。用合格的干净合金液实施浇注,浇注时控制浇温,掌握浇速,并有专人挡渣。待合金液已进入冒口立刻停止浇注,并用湿型砂堵住浇道,立既从冒口补浇满冒口,待收缩后多次补浇。
下列工种归入本职业:
铸造工,熔化工,型砂工,型砂烘干工,清理工,仪表压铸工,永磁造型工,有色金属铸造工,轴瓦双金属带浇铸工,造型工,特种铸造工
其他诸如
铜
铝
等金属都属于有色金属。
有色金属冶炼,就是将某些有色金属加热至熔化温度,进行某些工件的铸造作业。
铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。铸造工艺通常包括:①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备,铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型,铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素;②铸造金属的熔化与浇注,铸造金属(铸造合金)主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金;③铸件处理和检验,铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时,为了达到更高要求,金属液在出炉后还要经炉外处理,如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展,不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例,铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料,如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料,以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质,选择合适的原砂、粘结剂和辅料,然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的,连续混合,速度快。
造型造芯是根据铸造工艺要求,在确定好造型方法,准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果,主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里,造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。
铸件自浇注冷却的铸型中取出后,有浇口、冒口及金属毛刺披缝,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序,所以在选择造型方法时 ,应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
铸造是比较经济的毛坯成形方法,对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖,船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件 ,如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。
另外,铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽,金属种类几乎不受限制;零件在具有一般机械性能的同时,还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能,是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件,在数量和吨位上迄今仍是最多的。
铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子,有混砂用的各种混砂机,有造型造芯用的各种造型机、造芯机,有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。
铸造生产有与其他工艺不同的特点,主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染,比起其他机械制造工艺来更为严重,需要采取措施进行控制。
铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能,更高的精度,更少的余量和更光洁的表面。此外,节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求,新的铸造合金将得到开发,冶炼新工艺和新设备将相应出现。
铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时,将更多地向柔性生产方面发展,以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展,少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面,将有新的发展。
铸造及热处理
人类在新石器时代末期,已开始以锤击天然红铜来制造装饰品和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具,如甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址出土的红铜器物,就有明显的锤击痕迹。商代中期用陨铁制造武器,采用了加热锻造工艺。春秋后期出现的块炼熟铁,就是经过反复加热锻造以挤出氧化物夹杂并成形的。
最初,人们靠抡锤进行锻造,后来出现通过人拉绳索和滑车来提起重锤再自由落下的方法锻打坯料。14世纪以后出现了畜力和水力落锤锻造。
1842年,英国的内史密斯制成第一台蒸汽锤,使锻造进入应用动力的时代。以后陆续出现锻造水压机、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和机械压力机。夹板锤最早应用于美国内战(1861~1865)期间,用以模锻武器的零件,随后在欧洲出现了蒸汽模锻锤,模锻工艺逐渐推广。到19世纪末已形成近代锻压机械的基本门类。
20世纪初期,随着汽车开始大量生产,热模锻迅速发展,成为锻造的主要工艺。20世纪中期,热模锻压力机、平锻机和无砧锻锤逐渐取代了普通锻锤,提高了生产率,减小了振动和噪声。随着锻坯少无氧化加热技术、高精度和高寿命模具、热挤压,成形轧制等新锻造工艺和锻造操作机、机械手以及自动锻造生产线的发展,锻造生产的效率和经济效果不断提高。
冷锻的出现先于热锻。早期的红铜、金、银薄片和硬币都是冷锻的。冷锻在机械制造中的应用到20世纪方得到推广,冷镦、冷挤压、径向锻造、摆动辗压等相继发展,逐渐形成能生产不需切削加工的精密制件的高效锻造工艺。
早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工具,通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材(主要是铜或铜合金板等)成形,从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。随着中、厚板材产量的增长和冲压液压机和机械压力机的发展,冲压加工也在19世纪中期开始机械化。
1905年美国开始生产成卷的热连轧窄带钢,1926年开始生产宽带钢,以后又出现冷连轧带钢。同时,板、带材产量增加,质量提高,成本降低。结合船舶、铁路车辆、锅炉、容器、汽车、制罐等生产的发展,冲压已成为应用最广泛的成形工艺之一。
锻压主要按成形方式和变形温度进行分类。按成形方式锻压可分为锻造和冲压两大类;按变形温度锻压可分为热锻压、冷锻压、温锻压和等温锻压等。
热锻压是在金属再结晶温度以上进行的锻压。提高温度能改善金属的塑性,有利于提高工件的内在质量,使之不易开裂。高温度还能减小金属的变形抗力,降低所需锻压机械的吨位。但热锻压工序多,工件精度差,表面不光洁,锻件容易产生氧化、脱碳和烧损。
冷锻压是在低于金属再结晶温度下进行的锻压,通常所说的冷锻压多专指在常温下的锻压,而将在高于常温、但又不超过再结晶温度下的锻压称为温锻压。温锻压的精度较高,表面较光洁而变形抗力不大。
在常温下冷锻压成形的工件,其形状和尺寸精度高,表面光洁,加工工序少,便于自动化生产。许多冷锻、冷冲压件可以直接用作零件或制品,而不再需要切削加工。但冷锻时,因金属的塑性低,变形时易产生开裂,变形抗力大,需要大吨位的锻压机械。
等温锻压是在整个成形过程中坯料温度保持恒定值。等温锻压是为了充分利用某些金属在等一温度下所具有的高塑性,或是为了获得特定的组织和性能。等温锻压需要将模具和坯料一起保持恒温,所需费用较高,仅用于特殊的锻压工艺,如超塑成形。
锻压可以改变金属组织,提高金属性能。铸锭经过热锻压后,原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合;原来的枝状结晶被打碎,使晶粒变细;同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布,使组织均匀,从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件。锻件经热锻变形后,金属是纤维组织;经冷锻变形后,金属晶体呈有序性。
锻压是使金属进行塑性流动而制成所需形状的工件。金属受外力产生塑性流动后体积不变,而且金属总是向阻力最小的部分流动。生产中,常根据这些规律控制工件形状,实现镦粗拔长、扩孔、弯曲、拉深等变形。
锻压出的工件尺寸精确、有利于组织批量生产。模锻、挤压、冲压等应用模具成形的尺寸精确、稳定。可采用高效锻压机械和自动锻压生产线,组织专业化大批量或大量生产。
锻压的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处理;成形后工件的热处理、清理、校正和检验。常用的锻压机械有锻锤、液压机和机械压力机。锻锤具有较大的冲击速度,利于金属塑性流动,但会产生震动;液压机用静力锻造,有利于锻透金属和改善组织,工作平稳,但生产率低;机械压力机行程固定,易于实现机械化和自动化。
未来锻压工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、研制生产率和自动化程度更高的锻压设备和锻压生产线、发展柔性锻压成形系统、发展新型锻压材料和锻压加工方法等方面发展。
提高锻压件的内在质量,主要是提高它们的机械性能(强度、塑性、韧性、疲劳强度)和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形理论;应用内在质量更好的材料;正确进行锻前加热和锻造热处理;更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤。
少、无切削加工是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。锻坯少、无氧化加热,以及高硬、耐磨、长寿模具材料和表面处理方法的发展,将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应用。锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质,统称锻压。
锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态,但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。
钢的再结晶温度约为460℃,但普遍采用800℃作为划分线,高于800℃的是热锻;在300~800℃之间称为温锻或半热锻。
锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻,也称开式锻造;其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制,称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动,对坯料进行逐点、渐近的加压和成形,故又称为旋转锻造。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯,在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度,具有良好的机械性能,并且精度高,可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀,没有偏析,可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格,在生产中的应用受到一定限制。
对浇注在模膛的液态金属施加静压力,使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形,就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法,特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。
不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程最长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊锻备坯;模锻成形;切边;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
对于铸造工程师以及机械结构设计工程师而言,热处理是一项非常有意义,而具甚高价值用以改进材料品质的方法,借热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质,同时可以获得更高的强度、硬度,而改善其磨耗抵抗能力等等。
由于目的不同,热处理的种类非常多,基本主要可分成两大类,第一类是组织构造不会经由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的,第二则是基本的组织结构发生变化者。第一热处理程序,主要用於消除内应力,而此内应力系在铸造过程中由於冷却状况及条件不同而引起。组织、强度及其他机械性质等,不因热处理而发生明显变化。对於第二类热处理而言,基地组织发生了明显的改变,可大致分为五类:(1)软化退火:其目的主要在於分解碳化物,将其硬度降低,而提高加工性能,对於球状石磨铸铁而言,其目的在於获得具有甚高的肥力铁组织。(2)正常化处理:主要用改进或是使完全是波来铁组织的铸品获得均匀分布的机械性质。(3)淬火:主要为了获得更高的硬度或磨耗强度,同时的到甚高的表面耐磨特性。(4)表面硬化处理:主要为获得表面硬化层,同时得到甚高的表面耐磨特性。(5)析出硬化处理:主要是为获得高强度而伸长率并不因而发生激烈的改变。
(1)有色纯金属
分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。
(2)有色合金
按合金系统分:重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等;按合金用途则可分:变形(压力加工用合金)、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。
(3)有色材
按化学成份分类:铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时,可分为:板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。
另外产品牌号的表示办法有
有色金属及合金产品牌号的命名,规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号,表示其所属大类,如用L或AL表示铝,T或Cu表示铜。主题词以后,用成份数字顺序结合产品类别来表示。即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或主要成份,如LF为防(F)锈的铝(L)合金;LD为锻(D)造用的铝(L)合金;LY为硬(Y)的铝(L)合金,这三种合金的主题词是铝合金(L)。又如QSn为青(Q)铜中主要的添加元素为锡(Sn)的一类;QAL9-4为青(Q)铜中含有铝(AL),成分中添加元素铝为9%,其他添加元素为4%,这两种合金的主题词是青铜(Q)。因此,产品代号是由标准(GB340-78)规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法来表示。见表1及表2:
表1 常用有色金属和合金元素的名称及代号
名称 代号 名称 代号
化学元素符号 汉语拼音字母代号 化学元素符号 汉语拼音字母代号
铜 Cu T 锌 Zn
铝 AL L 铅 Pb
镁 Mg M 锡 Sn
镍 Ni N 锑 Sb
钛 Ti T 金 Au
黄铜 —— H 银 Ag
青铜 —— Q 镉 Cd
白铜 —— B 铍 Be
表2 专用有色金属合金名称及其代号
名称 代号 名称 代号
防锈铝 LF 镁合金(变形加工用) MB
锻铝 LD 焊料合金 HI
硬铝 LY 阳极镍 NY
超硬铝 LC 电池锌板 XD
特殊铝 LT 印刷合金 I
硬钎焊铝 LQ 印刷锌板 XI
无氧铜 TU 稀土 Xt
金属粉末 F 钨钴硬质合金 YG
喷铝粉 FLR 钨钛钴硬质合金 YT
涂料铝粉 FLU 铸造碳化钨 YZ
细铝 FLX 碳化钛--(铁)镍钼硬质合金 YN
特细铝粉 FLT 多用途(万能)硬质合金 YW
炼钢、化工用铝粉 FLG 钢结硬质合金 YE
镁粉 FM 轴承合金 Ch
铝镁粉 FLM 铸造合金 Z
有色金属及合金产品的状态、加工方法、特征代号,采用规定的汉语拼音字母表示。如热加工的R(热),淬火的C(淬),不包铝的B(不),细颗粒的X(细)等。但也有少数便外,如优质表面O(形象化表示完美无缺)等。其状态、特性代号见表3。
表3 有色金属及合金产品的状态、特性代号
名称 代号 名称 代号
热加工(如热轧、热挤) R 优质表面 O
退火(焖火) M 涂漆表面 Q
淬火 C 加厚包铝的 J
淬火后冷轧(冷作硬化) CY 不包铝的 B
淬火(自然时效) CZ 硬质合金 表面涂层 U
淬火(人工时效) CS 添加碳化钽 A
硬 Y 添加碳化铌 N
3/4硬、1/2硬 Y1、Y2 细颗粒 X
1/3硬 Y3 粗颗粒 C
1/4硬 Y4 超细颗粒 H
特硬 T
(2)牌号表示方法举例见表4
表4 有色金属和合金产品的牌号表示方法举例
名称 代号 牌号 说明
纯金属冶炼产品 铜 Cu-1 1#铜 均用化学元素符号结合顺序号或表示主要成分的数字表示,元素符号与顺序号中间划一横线,金属纯度随顺序号增加而降低。
铝 Al99.5 1#铝
镍 Ni-01 特号镍
纯金属加工产品 铜 T1、T2 1#、2#铜 (1)铜(T)、铝(L)、镍(N)的纯金属加工产品分别用括号内的汉号拼音字母加顺序号表示;(2)其余纯金属加工产品均用化学元素符号加顺序号表示(如Zn1、Zn2);(3)钛用T加表示金属组织类型的字母及顺序号表示
铝 L1、L2 1#、2#工业纯铝
镍 N2、N4 2#、4#纯镍
锌 Zn1、Zn2 1#、2#锌
钛 TAl 1#工业纯钛
合金加工产品 青铜 QSn4-3 4-3锡青铜 青铜用汉语拼音字母Q加第一个添加元素符号及除基元素铜外的成分数字组(百分之几)表示
QA19-4 9-4铝青铜
黄铜 H62 62黄铜 黄铜用汉语拼音字母H加基元素铜的含量表示;三元以上的黄铜在H后加第二个主添加元素符号以及除锌以外的成分数字组(百分之几)表示
H68 68黄铜
HPb59-1 59-1铅黄铜
HFe58-1-1 58-1-1铁黄铜
白铜 B19 19白铜 白铜用汉语拼音字母B加镍含量表示;三元以上的白铜在后加第二个主添加元素符号以及除基元素铜以外的成分数字组(百分之几)表示
BMn3-12 3-12锰白铜
BZn15-20 15-20锌白铜
镍合金 NMn3 3镍锰合金 镍合金用汉语拼音字母N加第一个主添加元素符号及除基元素镍外的成分数字组(百分之几)表示
NCr10 10镍铬合金
铝合金 LF2、LF6 2#,6#防锈铝 铝合金用汉语拼音字母加顺序号表示
钛合金 TC1 1#α+β型钛合金 钛合金用T加合金组织类型的字母及顺序号表示
其它合金 PbSb2 2铅锑合金 铅、锡、贵金属、稀有金属等合金用其元素符号加第一个主添加元素符号及除主元素外的成分数字组(百分之几)表示
CuSi25 25铜硅中间合金
铸造合金 铸铜合金 ZQSn6-6-3 6-6-3铸造合金 铸造铜合金的表示方法,除按上述规定表示外,并在代号前冠以汉语拼音字母Z(铸)表示
ZQA19-4 9-4铸铝青铜
ZHPb59-1 59-1铸造黄铜
铸铝合金 ZL101 101#铸铝 合金代号中Z、L、为铸、铝二字汉语拼音第一个字母,其后第一位数为合金分组号(1为铝硅合金、4为铝锌合金),第二、三位数为顺序号
ZL202 202#铸铝
ZL301 301#铸铝
轴承合金 ZChSn1 1#锡基轴承合金 Z为铸字汉语拼音第一个字母,Ch为轴承中承字汉语拼音第一个音节;第一个化学元素为基元素,并以此分组
ZChSn3 3#锡基轴承合金
ZChPb4 4#铅基轴承合金
专用合金 焊接合金 HISnPb50 50锡铅焊料 专用合金表示方法是汉语拼音字母加二个基元素符号及除一个基元素外的成分数字组
DHIAgCu50 50铜焊料
三、铸造和热处理名称及代号
有色金属铸造和热处理的代号见表5
表5 有色合金铸造方法和热处理状态的名称及其代号
名称 代号 名称 代号 名称 代号
金属型铸造 J 人工时效 T1 淬火和完全时效 T6
砂型铸造 S 退火 T2 淬火和稳定回火 T7
压铸 Y 淬火 T4 淬火和软化回火 T8
变质处理 B 淬火和部分时效 T5
北京弘力天创成型技术研究中心(原北京市宏利天创有色金属铸造厂)成立于 1994 年,是一家提供有色金属铸造,设计开发模具造型,机械加工的研发公司。其地理位置坐落于中国政治、经济、文化中心——北京,毗邻南六环路,地理位置优越,驱车至南三环仅20分钟,发货至天津港全程高速,交通便利,成为众多出口外贸公司的铸造生产基地。
2采用工艺——重力铸造技术
北京弘力天创成型技术研究中心采用专业铸造工艺,具有专业管理人员,专业生产操作,到位的服务,通过采用重力铸造技术,使得新产品从开发到投产的过程较压力铸造技术周期短,成本低。精度与质量完全可以达到压力铸造工艺水平。而相对于砂型铸造技术,重力铸造可以精确的保证产品尺寸;外观精美,节省深加工成本;产品批量生产迅速。企业运用重力铸造技术已为众多客户节约了大量的产品开发制造成本以及开发时间,使其产品在市场中具有较强的竞争力。
3主营产品
本公司产品的应用十分广泛,几乎涵盖了整个有色金属的可应用领域,主要有工程机械、汽车卡车、采矿机械、石油机械、农机、建筑、机电、五金工具等行业。各种牌号的铝合金、变形铝及铝合金系列材料规格达100多种,各类产品品种达上千多种。能熟练执行国标GB;美标ASTM、AISI、德标DIN、法标NF、日标JIS、英标BS、等各国标准。本公司生产加工的产品精良,质量有保证,覆盖全国,远销欧美、中东、港澳台等国家和地区。
4企业目标
公司一直以来坚持以创办中国一流金属铸造业为目标。公司将始终秉承“精益求精,追求质量,诚心经营,满足需求”的创业理念,以合格的产品、优质专用料、优质服务、合理的价格,采用先进的设备和优质原料,为客户提供共赢的格局。同时公司遵循市场规律,不断完善企业的经营管理和引进先进生产技术,致力于打造具有自身特色和优越的有色金属铸造业。公司的管理和发展趋势在国内同行中已站有一定优势,在同类企业中取得了领先地位。享有极高的知名度和信誉度。
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葛红林表示,应多渠道提升资源保障能力。
一是立足国内,加大资源勘查力度。
二是开拓海外资源,提升境外资源开发能力。
三是循环回收再利用,完善政策制度体系机制。
有色金属行业助力“双碳”目标实现,2020年,我国有色金属行业二氧化碳总排放量约6.7亿吨,约占全国碳排放总量的4.7%。主要为电解铝用电产生的间接排放,是全行业实现碳达峰的关键。