原文范围与缺失内容
这份旧教材依次介绍壳型铸造、熔模铸造、金属型与压力铸造、粉末冶金,以及比较测量仪器。原网页部分温度、公式、表格和图号不完整,另有术语或数字疑点。以下译文保留主题与原文数值,并明确指出缺失;不据此构成设备操作参数或材料配方。
铸造概述
铸造是重要的金属成形方法。砂型铸造适用金属范围广、可制造复杂形状,但原文认为其尺寸和表面质量存在局限,尤其在要求细节和较大批量时。为满足不同要求,还可采用壳型、熔模和金属型铸造;金属粉末成形是另一类制造方法。
壳型铸造
壳型由树脂黏结砂形成的两个一次性半壳组成。先制作钢或黄铜等金属模样及模样板,并设置浇注系统。原文给出1–2°的起模斜度,还提到模样板的分离机构。
将模样加热后与装有黏结砂的砂箱接合,翻转砂箱,使混合砂接触热模样,树脂软化并黏结砂粒。原文记载接触10–20秒后翻回,保留已部分固化的壳层。随后在炉内完成固化,原文写“300至……”但上限缺失,时间为1–5分钟;实际条件取决于树脂。取下两个半壳,以黏结、夹紧或螺栓装配,必要时加入型芯,再进行浇注。
原文列出的优点是尺寸精度更好、表面及细节复制能力更好,并可通过半机械化减少制型时间与人员技能要求。金属模样及专用砂的初始费用较高,因此需结合批量评估经济性。原文某项公差数值为空。
熔模铸造
此工艺长期用于饰品、剑柄和青铜雕塑,随后扩展到要求较高尺寸与表面质量的工业零件。基本步骤为制作蜡模、形成耐火外壳、除蜡、焙烧、浇注及清除壳型。
蜡模需要分型模具。寿命要求较高时,可采用钢、铁、黄铜或铝模具,并考虑蜡的收缩量。较短期用途可采用低熔点合金制模。原文举例中的“19°C”数值可疑,不能据此选定模具合金。蜡注入模具、冷却后开模取出。
原文介绍在蜡模上形成第一层耐火涂层,再撒砂并干燥,之后继续包覆或形成支承层。旧文列举硅酸钠、铬氧化物、锆英粉等涂层成分,但配比与名称并不完整,不能直接作为配方使用。原文给出约95°C、8小时的除蜡描述,并提到随后升至1000°C焙烧;其自身也指出时间和温度与蜡及材料有关。浇注、凝固后除壳清理。
原文强调较好表面与复杂细节成形、减少后续加工以及把多件组合改为整体制造的可能性,并提及镍、铬合金涡轮零件等应用。所列“0.8毫米”公差缺少完整定义,不应当作通用精度保证。设备及制备成本较高,需要结合零件和加工节省量评估。
金属型铸造及适用合金
金属型可重复使用,但模具及设备费用较高,通常需较大批量摊销。原文主要讨论铝、锌、镁、锡、铅基合金及部分铜合金,并强调流动性和热裂倾向。
原文列出的合金示例为:铝基合金含铜4%、硅5%、铁3%、镍2%、镁0.5%;锌基合金含铝4%、铜2.7%、镁3%。这些历史示例可能有录入错误,不能作为采购或熔配依据。原文把铝合金用于较高强度重量比需求,把部分锡、铅合金用于低载荷轴承,把镁合金用于重视轻量和耐腐蚀性的场合,并提及Elektron名称。
重力金属型铸造
与砂型相比,金属型须能打开并取出铸件,因此需要合理分型、活动块及型芯。应尽量减少不必要的活动机构,考虑收缩补偿和排气。
原文给出分型面排气槽约0.5毫米、首次浇注前模具预热约200°C的示例。它们属于原文示例,实际槽深和预热温度取决于合金、模具和工艺。后续循环中熔体向模具输入热量。金属型通常可获得较好的尺寸和表面状态。
压力铸造
熔融金属在压力下充入封闭金属模具。原文列出薄壁和复杂细节、更好的表面与尺寸质量等优点,并区分冷室和热室,选择与合金及生产节拍有关。
冷室机:熔体送入压室后由压射机构充型,凝固后开模并顶出。原文给出14–70的压力范围,单位排版为MN/m但不完整;不可未经核对直接设定设备压力。原文列出铝、镁及部分铜合金应用。
热室机:压射机构的一部分与熔体保持接触,完成进料和压射。原文压力写作2.5–3.5,单位同样不完整;并举出全自动设备可达每小时2000件的历史示例。铝与浸入式部件的反应限制了其应用,文中主要提及锌和镁合金。具体节拍与零件及设备有关。
压铸模具
模具设计与制造需要较高精度,需考虑耐磨、热循环、收缩、顶出力和冷却。原文提到含铬、钒的专用合金钢及水冷调节。模具分为单腔、多腔和组合腔:单腔每次一件,多腔用于相同零件,组合腔用于同一组件的不同零件。原文“一个循环最多120件”为特殊示例,并非通用产能。
螺纹、花键等特征可通过后加工或适当嵌件实现。嵌件必须可靠定位,避免被熔体推动,并与周围金属形成满足设计要求的连接。
原文比较表
原网页表格已丢失部分列标题和对齐关系。它依次列出砂型3毫米、壳型1.5毫米、熔模0.8毫米、重力金属型2毫米、压力铸造0.5毫米,并给出从较差到较好的表面评价。由于数值与具体性能列的对应关系不完整,不能把它们当作通用公差或最小壁厚。
粉末冶金
基本步骤是制粉、压制和烧结。原文提及19世纪初俄罗斯铂粉硬币,以及含油轴承、硬质合金工具、磁体等应用。
制粉可采用氧化还原、电解或熔体雾化等方法,取决于金属和所需粒子形状。原文粒径示例为0.05–0.06毫米。压制前可加入合适润滑剂,但原文润滑剂名称不清,不应直接作为材料说明。
将定量粉末装入模具,通过上下冲头压制,以控制尺寸、密度和压力分布。原文给出280–700的压力范围,但单位排版不清,需核对原始技术资料。压坯强度有限,需烧结,使颗粒结合。烧结温度通常低于主体金属熔点;原文的铁或钢烧结温度为空,只写约一小时以上,不能补填温度。保护气氛用于限制氧化,并在铁碳材料中控制脱碳;原文列举氢气和氮气。
优点包括尺寸控制、减少切削、制备某些难以常规熔炼组合的材料,如钨与铜,以及制造过滤器和含油多孔轴承。设计必须满足压制方向和脱模要求;侧向孔、倒扣等可能需要后续加工。应避免不利于压制和脱模的几何形状。
原文复习问题
1. 用示意图说明壳型铸造原理。
2. 比较壳型与砂型铸造的两项优点。
3. 按三个阶段说明熔模铸造。
4. 说明热室压铸,并解释铝合金的应用限制。
5. 比较重力与压力金属型铸造及应用。
6. 举例说明压铸嵌件及其固定方法。
7. 列出三类适用合金及两项必要性能。
8. 选择铸造工艺时应考虑哪些因素?
9. 解释粉末压制与烧结。
10. 说明两种零件为何适合粉末冶金。
制造中的测量
测量贯穿原材料处理到成品检验。比较仪把工件尺寸与已知标准,例如量块,进行比较,并放大两者差值。原文分为机械、电气、光学和气动比较仪。
Sigma机械比较仪
测头位移经膜片导向的柱塞传至交叉簧片铰链,转化为小角度运动,再由杠杆和绕在转筒上的磷青铜带驱动指针。原文分别提到b/a与R/r的放大关系,但总放大公式在网页中缺失,不补写。为减少指针振荡,可用靠近永久磁体的铝盘产生涡流阻尼。
扭带比较仪
一条带有扭转的薄弹性带与指针连接。带的长度或张力变化引起指针转动,卸载后恢复。测头柱塞通过杠杆改变扭带受力。原文强调弹性铰链和膜片等机构具有低摩擦、低磨损及便于实现微小位移的特点。
电气比较仪
将测头位移转换成电信号。原文先介绍惠斯通电桥:两支路的电位平衡时,跨接检流计无电流;改变测量相关电阻可使电桥失衡,并把输出标定为线性尺寸。电桥平衡公式在原网页中缺失。
交流式装置可利用电感代替相关电阻。测头推动铁芯在L1和L2之间移动,引起电桥输出变化。原文提及最高300000倍的放大示例;这不是所有仪器的指标。
光学比较仪
利用测头带动的小反射镜,使光线或标线在刻度屏上移动,以放大位移。原文开始说明分阶段放大,但在此处中断,未提供后续推导或完整图示。
波斯语原文