鋼模鑄造工藝

從你的提問看你就是一個門外漢，鑄造基本分為鑄鐵，鑄鋼和有色鑄造，鑄鐵又可以分為普通灰鐵和球鐵和特殊鑄鐵件等，用于鑄造的模具一般是木制的對大批量的定型產(chǎn)品，有用金屬模的但投入比較大。

金屬型鑄造工藝

（1）金屬型鑄造工藝設計 金屬型鑄造工藝設計關鍵是鑄件澆注位置的確定、澆冒系統(tǒng)的設計和模具工作溫度的控制和調(diào)節(jié)。

l）鑄件澆注位置。它直接關系到金屬型型芯和分型面的數(shù)量、金屬液導入位置、排氣的通暢程度以及金屬型結(jié)構的復雜程度等，從而決定金屬型加工和操作的難易程度以及鑄件冷卻溫度分布，進而影響鑄件的生產(chǎn)效率，尺寸精度等內(nèi)、外質(zhì)量。因此，鑄件澆注位置是鑄造工藝設計首先考慮的重要環(huán)節(jié)。

2）澆冒系統(tǒng)。鑄件澆冒系統(tǒng)設計決定鑄件內(nèi)、外質(zhì)量。澆冒系統(tǒng)應具有撇渣、排氣和補縮功能，同時應保證鑄件合理的凝固、冷卻溫度場。正確、合理的澆冒系統(tǒng)除憑經(jīng)驗估算外，附算機數(shù)值模擬可直觀地預測鑄件凝固過程溫度場，顯示鑄件可能產(chǎn)生縮松（孔）的危險部位，從而指導工藝設計，并通過調(diào)整澆冒系統(tǒng)結(jié)構和尺寸、金屬型結(jié)構、控制冷卻速度或調(diào)整涂料層厚度等手段調(diào)節(jié)溫度場、消除鑄造缺陷，如采用底注式澆注的汽車發(fā)動機鋁缸蓋的毛坯，盡管采取在上部設置幾乎超過鑄件重量的大冒口和底部強制通水冷卻的工藝措施也難以調(diào)整合理的順序凝固的溫度場，難以消除底部內(nèi)澆口周圍過熱而造成的縮松缺陷。某廠引進法國Sifa公司鋁合金金屬型鑄造機正是采用這種澆冒系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定。百分之百的缸蓋需浸滲，對于縮松嚴重的缸蓋即使浸滲也滿足不了耐壓要求；而從冒口直接注入鋁液，鋁液經(jīng)過陶瓷過濾器凈化后進人型腔，保證了鑄件合理的冷卻梯度，即自下而上的順序凝固方式，消除了縮松缺陷，缸蓋成品率顯著提高。英國Foseco公司曾對兩種澆注方法做過詳細的研究和對比試驗工件，并稱后者為DYPUR法。該法使型簡化、緊湊，節(jié)省鋁液，鑄件成品率高。采用該法即使由于鋁液有較高落差造成的少量夾雜缺陷，對鑄件的力學性能和氣密性影響也不大。當然，澆冒系統(tǒng)的開設位置、結(jié)構和尺寸大小除考慮鑄件凝固溫度場外，還需兼顧型復雜程度，金屬液充型是否平穩(wěn)，是否具有撇渣和排氣等功能。

3）金屬型工作溫度。同樣，金屬型工作溫度和各部分的溫差對鑄件的冷卻溫度場有著重要的作用。對金屬型局部過熱區(qū)域強制水冷和風冷是為了保證該區(qū)域保持正常的工作溫度，提高生產(chǎn)效率，同時消除過熱，保證正常的冷卻溫度場。金屬型工作溫度控制比較先進和有效手段是控制冷卻水出口溫度，出口溫度*冷卻循環(huán)水循環(huán)速度調(diào)節(jié)。如意大利Fata公司和法國Sifa公司設計制造的金屬型都有先進的水、風冷卻裝置。此外，對于局部厚大熱節(jié)部位還可鑲嵌熱導率高或蓄熱量大的金屬嵌塊或調(diào)節(jié)涂料層厚度和涂料種類以保證鑄件形成合理的冷卻溫度梯度，消除局部縮松（孔）缺陷。

鋼模鑄造工藝碩士論文

鋁模強度低，易變性，不耐磨。只能用于快速生產(chǎn)不高于1,000~5,000模次，產(chǎn)品工藝不苛刻的產(chǎn)品。一般用于快速打樣，小批量產(chǎn)品。

鋼模強度高，壽命長。一般至少可以生產(chǎn)10,000模次，用于長期批量生產(chǎn)。因為兩者的材料性能差異大，故模具結(jié)構有差異。

比如同樣的產(chǎn)品，鋼模的結(jié)構相對復雜很多，包括很多模具組件和鑲件。但鋁模就不用有很多模具組件了。

兩者加工難易、工時、設計上的差異，使最終模具費用相差很大。

鑄造模具工藝設計

壓鑄是一種金屬鑄造工藝，其特點是利用模具內(nèi)腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的，這個過程有些類似注塑成型。大多數(shù)壓鑄鑄件都是不含鐵的，例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據(jù)壓鑄類型的不同，需要使用冷室壓鑄機或者熱室壓鑄機。

鑄造設備和模具的造價高昂，因此壓鑄工藝一般只會用于批量制造大量產(chǎn)品。制造壓鑄的零部件相對來說比較容易，這一般只需要四個主要步驟，單項成本增量很低。壓鑄特別適合制造大量的中小型鑄件，因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用最廣泛的一種。同其他鑄造技術相比，壓鑄的表面更為平整，擁有更高的尺寸一致性。

在傳統(tǒng)壓鑄工藝的基礎上誕生了幾種改進型的工藝，包括減少鑄造缺陷排除氣孔的無孔壓鑄工藝。主要用于加工鋅，可以減少廢棄物增加成品率的直接注射工藝。還有由通用動力公司發(fā)明的精速密壓鑄技術以及半固態(tài)壓鑄等等新式壓鑄工藝。

傳統(tǒng)壓鑄工藝主要由四個步驟組成，或者稱做高壓壓鑄。這四個步驟包括模具準備、填充、注射以及落砂，它們也是各種改良版壓鑄工藝的基礎。在準備過程中需要向模腔內(nèi)噴上潤滑劑，潤滑劑除了可以幫助控制模具的溫度之外還可以有助于鑄件脫模。然后就可以關閉模具，用高壓將熔融金屬注射進模具內(nèi)，這個壓力范圍大約在10到175兆帕之間。當熔融金屬填充完畢后，壓力就會一直保持直到鑄件凝固。然后推桿就會推出所有的鑄件，由于一個模具內(nèi)可能會有多個模腔，所以每次鑄造過程中可能會產(chǎn)生多個鑄件。落砂的過程則需要分離殘渣，包括造?？?、流道、澆口以及飛邊。這個過程通常是通過一個特別的修整模具擠壓鑄件來完成的。其它的落砂方法包括鋸和打磨。如果澆口比較易碎，可以直接摔打鑄件，這樣可以節(jié)省人力。多余的造?？诳梢栽谌刍笾貜褪褂?。通常的產(chǎn)量大約為67%。

高壓注射導致填充模具的速度非?？?，這樣在任何部分凝固之前熔融金屬就可填充滿整個模具。通過這種方式，就算是很難填充的薄壁部分也可以避免表面不連續(xù)性。不過這也會導致空氣滯留，因為快速填充模具時空氣很難逃逸。通過在分型線上安放排氣口的方式可以減少這種問題，不過就算是非常精密的工藝也會在鑄件中心部位殘留下氣孔。大多數(shù)壓鑄可以通過二次加工來完成一些無法通過鑄造完成的結(jié)構，例如鉆孔、拋光。

落砂完畢之后就可以檢查缺陷了，最常見的缺陷包括滯流（澆不滿）以及冷疤。這些缺陷可能是由模具或熔融金屬溫度不足、金屬混有雜質(zhì)、通氣口太少、潤滑劑太多等原因造成。其它的缺陷包括氣孔、縮孔、熱裂以及流痕。流痕是由澆口缺陷、鋒利的轉(zhuǎn)角或者過多的潤滑劑而遺留在鑄件表面的痕跡。

水基潤滑劑被稱作乳劑，是最常用的潤滑劑類型，這是出于健康、環(huán)境以及安全性方面的考慮。不像溶劑型潤滑劑，如果將水中的礦物質(zhì)運用合適的工藝去除掉，它是不會在鑄件中留下副產(chǎn)物的。如果處理水的過程不得當，水中的礦物質(zhì)會導致鑄件表面缺陷以及不連續(xù)性。主要有四種水基潤滑劑：水摻油、油摻水、半合成以及合成。水摻油的潤滑劑是最好的，因為使用潤滑劑時水在沉積油的同時會通過蒸發(fā)冷卻模具的表面，這可以幫助脫模。通常，這類潤滑劑的比例為30份的水混合1份的油。而在極端情況下，這個比例可以達到100：1。

可以用于潤滑劑的油包括重油、動物脂肪、植物脂肪以及合成油脂。重質(zhì)殘油在室溫下粘性較高，而在壓鑄工藝中的高溫下，它會變成薄膜。潤滑劑中加入其它物質(zhì)可以控制乳液粘度以及熱學性能。這些物質(zhì)包括石墨、鋁以及云母。其它化學添加劑可以避免灰塵以及氧化。水基潤滑劑中可以加入乳化劑，這樣油基潤滑劑就可以添加進水中，包括肥皂、酒精以及環(huán)氧乙烷。

長久以來，通常使用的溶劑為基礎的潤滑劑包括柴油以及汽油。它們有利于鑄件脫出，然而每次壓鑄過程中會發(fā)生小型爆炸，這導致模腔壁上積累起碳元素。相比水基潤滑劑，溶劑為基礎的潤滑劑更為均勻。

鋼模鑄造工藝流程視頻

鋼模板的制作流程如下：

一 、 從進料開始選好板材，用設備進行剪裁。

二 、 剪裁后經(jīng)過設備處理進行二次加工。

三 、 二氣加工小件及不易制作小件。

四 、 對槽鋼進行加工處理，其它需要沖孔材料用設備進行處理，包括直料。

五 、按照圖紙方案進行處理加工，以及焊接 。

六 、 對成型鋼模板進行校正處理，使其平面成水平線標準，不能對模板板面造成傷害，使其光滑平正美觀。經(jīng)質(zhì)檢員檢測過關，經(jīng)車間主任審批后交予下道工藝。

七 、在組裝過程中必須按照組裝示意完成組裝，有問題及時提出。經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題，及時解決便于出廠，組裝完成后噴漆。

八 、噴漆過程中不得出現(xiàn)堆積漆料，使鋼模板外模噴漆處完美無漏噴漆。等漆晾干擺放整齊入庫。

煉鋼模鑄工藝

連鑄，模鑄就是鋼材生產(chǎn)中兩種不同的生產(chǎn)工藝流程。GCr15連鑄材的一般工藝路線:電爐煉鋼→精煉→真空脫氣→連鑄(澆鑄法)→熱連鑄→圓鋼(或盤條)→熱處理→精整檢測→成品;GCr15模鑄材的一般工藝線路:電爐煉鋼→精煉→真空脫氣→模鑄(澆鑄法)→初軋(開坯)→熱連軋→圓鋼(或盤條)→熱處理→精整檢測→成品;連鑄工藝的GCr15鋼，純度易控制，但中心部位易發(fā)生疏松和偏析等缺陷，生產(chǎn)成本比模鑄低，故主要用于生產(chǎn)軸承套圈而不適于生產(chǎn)鋼球等滾動體。常州市金和物資有限公司專業(yè)從事寶鋼軸承鋼GCr15

鋼模鑄造工藝流程

砂型鑄造：在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術特點：

1、適合于制成形狀復雜，特別是具有復雜內(nèi)腔的毛坯；

2、適應性廣，成本低；

3、對于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應用：汽車的發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

(2)熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

工藝特點

優(yōu)點：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表面粗糙度高；

3、能夠鑄造外型復雜的鑄件，且鑄造的合金不受限制。

缺點：工序繁雜，費用較高

應用：適用于生產(chǎn)形狀復雜、精度要求高、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發(fā)動機的葉片等。

(3)壓力鑄造(die casting)

壓鑄：是利用高壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內(nèi)，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。

工藝流程：

工藝特點

優(yōu)點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產(chǎn)品質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)定，互換性好；

3、生產(chǎn)效率高，壓鑄模使用次數(shù)多；

4、適合大批大量生產(chǎn)，經(jīng)濟效益好。

缺點：

1、鑄件容易產(chǎn)生細小的氣孔和縮松。

2、壓鑄件塑性低，不宜在沖擊載荷及有震動的情況下工作；

3、高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產(chǎn)的擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車工業(yè)和儀表工業(yè)，后來逐步擴大到各個行業(yè)，如農(nóng)業(yè)機械、機床工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)、計算機、醫(yī)療器械、鐘表、照相機和日用五金等多個行業(yè)。

(4)低壓鑄造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液體金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的方法.。

工藝流程：

技術特點：

1、澆注時的壓力和速度可以調(diào)節(jié)，故可適用于各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩(wěn)，無飛濺現(xiàn)象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的沖刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄件在壓力下結(jié)晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表面光潔，力學性能較高，對于大薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現(xiàn)機械化和自動化。

應用：以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

(5)離心鑄造(centrifugal casting)

離心鑄造：是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造方法。

工藝流程：

工藝特點

優(yōu)點：

1、幾乎不存在澆注系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產(chǎn)中空鑄件時可不用型芯，故在生產(chǎn)長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便于制造筒、套類復合金屬鑄件。

缺點：

1、用于生產(chǎn)異形鑄件時有一定的局限性；

2、鑄件內(nèi)孔直徑不準確，內(nèi)孔表面比較粗糙，質(zhì)量較差，加工余量大；

3、鑄件易產(chǎn)生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用于生產(chǎn)鑄管，國內(nèi)外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝，來生產(chǎn)鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內(nèi)燃機缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)最為普遍。

(6)金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型鑄造：指液態(tài)金屬在重力作用下充填金屬鑄型并在型中冷卻凝固而獲得鑄件的一種成型方法。

工藝流程：

工藝特點

優(yōu)點:

1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學性能比砂型鑄件高15%左右。

2、能獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件，并且質(zhì)量穩(wěn)定性好。

3、因不用和很少用砂芯，改善環(huán)境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產(chǎn)生的氣體；

2、金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產(chǎn)生裂紋；

3、金屬型制造周期較長，成本較高。因此只有在大量成批生產(chǎn)時，才能顯示出好的經(jīng)濟效果。

應用：金屬型鑄造既適用于大批量生產(chǎn)形狀復雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件，也適合于生產(chǎn)鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

鋼模鑄造工藝流程圖

鑄造生產(chǎn)是一個復雜的多工序組合的工藝過程，它包括以下主要工序：

1）生產(chǎn)工藝準備，根據(jù)要生產(chǎn)的零件圖、生產(chǎn)批量和交貨期限，制定生產(chǎn)工藝方案和工藝文件，繪制鑄造工藝圖；

2）生產(chǎn)準備，包括準備熔化用材料、造型制芯用材料和模樣、芯盒、砂箱等工藝裝備；

3）造型與制芯；

4）熔化與澆注；

5）落砂清理與鑄件檢驗等主要工序。

原理

鑄造生產(chǎn)是將金屬加熱熔化，使其具有流動性，然后澆入到具有一定形狀的鑄型型腔中，在重力或外力（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成鑄件（或零件）的一種金屬成形方法。

鑄件一般作為毛坯經(jīng)切削加工成為零件。但也有許多鑄件無需切削加工就能滿足零件的設計精度和表面粗糙度要求，直接作為零件使用。

鋼模鑄造工藝有哪些

、傳統(tǒng)MD成型模具主要采用上、下鑄造，鞋底成型時模具加硫及冷卻時間長，產(chǎn)品率低，能耗高。

2、模具內(nèi)的冷卻水通道采用不銹鋼管鑲于模具鑄造成型，不銹鋼管導熱/冷卻系數(shù)低，管道與模具之間容易出現(xiàn)松動產(chǎn)生，故在生產(chǎn)過程中加硫及冷卻時間較長，能耗高，且模具在生產(chǎn)過程中不銹鋼管容易氧化后生銹出現(xiàn)漏水/蒸氣現(xiàn)象。

3、模具內(nèi)的冷卻水通道采用砂芯型鑄造模具，該模具不良率高，由于冷卻水通道需要根據(jù)產(chǎn)品厚度及高度來設計通道大小，在轉(zhuǎn)折處需采用彎道設計，制作砂芯定型模時難成型，易斷裂，且模具澆鑄成型后砂芯極難掏出，耗時長，模具制作報廢率高；冷卻水通道采用砂芯定型與模具一體澆鑄成型，常常出現(xiàn)沙孔或縮孔，導致蒸汽/冷卻水泄漏，模具品質(zhì)不良率高。

4、另外冷卻水通道采用管道鑄造或砂芯造型，其通道均屬統(tǒng)一規(guī)格大小，而鞋底成品前后龍骨厚度相差10MM左右，又因鞋底成品硫化時間相同而導致成品龍骨厚的部位硫化OK的同時，成品龍骨薄的部位過熟的情況，從而影響鞋底成品的物性。

5、目前鞋底模具中的MD、RB成型組合工藝為：先分別成型MD和RB，然后將兩者通過人工組合，人工成本高，產(chǎn)能低。

模具鑄造工藝

不管什么模具設計，都分為3個方面：

1、繪畫功底。繪畫功底是指，設計人員AUTOCAD，UG，PROE，SOLIDWORKS等軟件（后面3個軟件，是常用的三維軟件，只要掌握1種就可以了）的熟練掌握。然后找10張模具圖紙，用軟件自己練習一遍，就算繪畫入門通過了。

2、模具結(jié)構的熟悉程度。模具結(jié)構的熟悉程度，需要找模具設計手冊好好學習個2個月，然后在實際工作中加深體會，有高明的師傅教，就更好。

3、鑄件的工藝在模具中的設計反應。有些鑄件澆注的工藝，和模具設計中的要素有聯(lián)系，如澆口開設位置，澆口尺寸大小，排氣排渣冒口、排氣道等設計等，決定澆注時間，影響鑄件溫度和氣孔大小。需要學習，并在工作中加深體會。

金屬模鑄造方法

鑄造方法：

1、砂型重力澆注（主要用于小批量的普通品）；

2、壓力鑄造（主要用于大批量的精密品）；

3、失蠟鑄造（主要用于小批量的工藝品）；

4、低壓鑄造（主要用于中小批量的精密品）；

5、金屬模重力澆注（主要用于中小批量的一般件）；

6、連續(xù)鑄造（主要用于大批量的銅棒、銅板）；

7、真空吸鑄（主要用于中小批量的精密品）；