配重塊

配重塊

保持平衡的重物
配重塊是用于增加自身重量來保持平衡的重物[1]。是将噴丸機熔煉成符合一定要求的液體并澆進鑄型裡,經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。配重塊的出現,擴大了鑄件的應用範圍。 在這一時期内開發出大量性能優越,品種豐富的新配重鐵金屬材料,如球墨鑄鐵,能焊接的可鍛鑄鐵,超低碳不鏽鋼,鋁銅、鋁矽、鋁鎂合金,钛基、鎳基合金等,并發明了對灰鑄鐵進行孕育處理的新工藝,使鑄件的适應性更為廣泛。 50年代以後,出現了濕砂高壓造型,化學硬化砂造型和造芯,負壓造型以及其他特種配重鐵、抛丸清理等新工藝,使鑄件具有很高的形狀、尺寸精度和良好的表面光潔度,配重鐵車間的勞動條件和環境衛生也大為改善。
    中文名:配重塊 外文名:Counterweight 别名: 出現時期:公元前1700~前1000年 作用:用于增加自身重量來保持平衡的重物

物體介紹

中國約在公元前1700~前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期,工藝上已達到相當高的水平。中國商朝的重875公斤的司母戊方鼎,戰國時期的曾侯乙尊盤,西漢的透光鏡,都是古代配重鐵的代表産品。 早期的鑄件大多是農業生産、宗教、生活等方面的工具或用具,藝術色彩濃厚。那時的配重鐵工藝是與制陶工藝并行發展的,受陶器的影響很大。

中國在公元前513年,鑄出了世界上最早見于文字記載的鑄鐵件—晉國鑄型鼎,重約270公斤。歐洲在公元八世紀前後也開始生産鑄鐵件。配重塊的出現,擴大了鑄件的應用範圍。例如在15~17世紀,德、法等國先後敷設了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道。18世紀的工業革命以後,蒸汽機、紡織機和鐵路等工業興起,鑄件進入為大工業服務的新時期,配重鐵技術開始有了大的發展。

進入20世紀,配重塊的發展速度很快,其重要因素之一是産品技術的進步 ,要求鑄件各種機械物理性能更好,同時仍具有良好的機械加工性能;另一個原因是機械工業本身和其他工業如化工、儀表等的發展,給配重鐵業創造了有利的物質條件。如檢測手段的發展,保證了鑄件質量的提高和穩定,并給配重鐵理論的發展提供了條件;電子顯微鏡等的發明,幫助人們深入到金屬的微觀世界,探查金屬結晶的奧秘,研究金屬凝固的理論,指導配重鐵生産。

在這一時期内開發出大量性能優越,品種豐富的新配重鐵金屬材料,如球墨鑄鐵,能焊接的可鍛鑄鐵,超低碳不鏽鋼,鋁銅、鋁矽、鋁鎂合金,钛基、鎳基合金等,并發明了對灰鑄鐵進行孕育處理的新工藝,使鑄件的适應性更為廣泛。 50年代以後,出現了濕砂高壓造型,化學硬化砂造型和造芯,負壓造型以及其他特種配重鐵、抛丸清理等新工藝,使鑄件具有很高的形狀、尺寸精度和良好的表面光潔度,配重鐵車間的勞動條件和環境衛生也大為改善。

配重鐵是将金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進鑄型裡,經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。配重鐵是現代機械制造工業的基礎工藝之一。 配重鐵是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝,已有約6000年的曆史。

發展經曆

20世紀以來配重鐵業的重大進展中,灰鑄鐵的孕育處理和化學硬化砂造型這兩項新工藝有着特殊的意義。這兩項發明,沖破了延續幾千年的傳統方法,給配重鐵工藝開辟了新的領域,對提高鑄件的競争能力産生了重大的影響。 配重鐵一般按造型方法來分類,習慣上分為普通砂型配重鐵和特種配重鐵。普通砂型配重鐵包括濕砂型、幹砂型、化學硬化砂型三類。

特種配重鐵按造型材料的不同,又可分為兩大類:一類以天然礦産砂石作為主要造型材料,如熔模配重鐵、殼型配重鐵、負壓配重鐵、泥型配重鐵、實型配重鐵、陶瓷型配重鐵等;一類以金屬作為主要鑄型材料,如金屬型配重鐵、離心配重鐵、連續配重鐵、壓力配重鐵、低壓配重鐵等。 配重鐵工藝可分為三個基本部分,即配重鐵金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。 配重鐵金屬是指配重鐵生産中用于澆注鑄件的金屬材料,它是以一種金屬元素為主要成分,并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金,習慣上稱為配重鐵合金,主要有鑄鐵、鑄鋼和配重鐵有色合金。

有些鑄件因特殊要求,還要經鑄件後處理,如熱處理、整形、防鏽處理、粗加工等。 配重鐵是比較經濟的毛坯成形方法,對于形狀複雜的零件更能顯示出它的經濟性。如汽車發動機的缸體和缸蓋,船舶螺旋槳以及精緻的藝術品等。有些難以切削的零件 ,如燃汽輪機的鎳基合金零件不用配重鐵方法無法成形。另外,配重鐵的零件尺寸和重量的适應範圍很寬,金屬種類幾乎不受限制;零件在具有一般機械性能的同時,還具有耐磨、耐腐蝕、吸震等綜合性能,是其他金屬成形方法如鍛、軋、焊、沖等所做不到的。因此在機器制造業中用配重鐵方法生産的毛坯零件,在數量和噸位上迄今仍是最多的。

配重鐵生産經常要用的材料有各種金屬、焦炭、木材、塑料、氣體和液體燃料、造型材料等。所需設備有冶煉金屬用的各種爐子,有混砂用的各種混砂機,有造型造芯用的各種造型機、造芯機,有清理鑄件用的落砂機、抛丸機等。還有供特種配重鐵用的機器和設備以及許多運輸和物料處理的設備。配重鐵生産有與其他工藝不同的特點,主要是适應性廣、需用材料和設備多、污染環境。配重鐵生産會産生粉塵、有害氣體和噪聲對環境的污染,比起其他機械制造工藝來更為嚴重,需要采取措施進行控制。

配重鐵産品發展的趨勢是要求鑄件有更好的綜合性能,更高的精度,更少的餘量和更光潔的表面。此外,節能的要求和社會對恢複自然環境的呼聲也越來越高。為适應這些要求,新的配重鐵合金将得到開發,冶煉新工藝和新設備将相應出現。配重鐵生産的機械化自動化程度在不斷提高的同時,将更多地向柔性生産方面發展,以擴大對不同批量和多品種生産的适應性。節約能源和原材料的新技術将會得到優先發展,少産生或不産生污染的新工藝新設備将首先受到重視。質量控制技術在各道工序的檢測和無損探傷、應力測定方面,将有新的發展。

配重鐵工作者在電子技術和測試手段不斷進步的條件下,将對金屬結晶凝固和型砂緊實等理論進行更深入的探索,以研究提高鑄件性能和内部質量的有效途徑。機器人和電子計算機在配重鐵生産和管理領域裡的應用,也将日益廣泛。

金屬熔煉不僅僅是單純的熔化,還包括冶煉過程,使澆進鑄型的金屬,在溫度、化學成分和純淨度方面都符合預期要求。為此,在熔煉過程中要進行以控制質量為目的的各種檢查測試,液态金屬在達到各項規定指标後方能允許澆注。有時,為了達到更高要求,金屬液在出爐後還要經爐外處理,如脫硫、真空脫氣、爐外精煉、孕育或變質處理等。熔煉金屬常用的設備有沖天爐、電弧爐、感應爐、電阻爐、反射爐等。 不同的配重鐵方法有不同的鑄型準備内容。以應用最廣泛的砂型配重鐵為例,鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。

砂型配重鐵中用來造型造芯的各種原材料,如配重鐵砂、型砂粘結劑和其他輔料,以及由它們配制成的型砂、芯砂、塗料等統稱為造型材料造型材料準備的任務是按照鑄件的要求、金屬的性質,選擇合适的原砂、粘結劑和輔料,然後按一定的比例把它們混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂設備有碾輪式混砂機、逆流式混砂機和葉片溝槽式混砂機。後者是專為混合化學自硬砂設計的,連續混合,速度快。 造型造芯是根據配重鐵工藝要求,在确定好造型方法,準備好造型材料的基礎上進行的。

鑄件的精度和全部生産過程的經濟效果,主要取決于這道工序。在很多現代化的配重鐵車間裡,造型造芯都實現了機械化或自動化。常用的砂型造型造芯設備有高、中、低壓造型機、抛砂機、無箱射壓造型機、射芯機、冷和熱芯盒機等。 鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出後,有澆口、冒口及金屬毛刺披縫,砂型配重鐵的鑄件還粘附着砂子,因此必須經過清理工序。進行這種工作的設備有抛丸機、澆口冒口切割機等。砂型鑄件落砂清理是勞動條件較差的一道工序,所以在選擇造型方法時 ,應盡量考慮到為落砂清理創造方便條件。

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