材料成型第章 金属的铸造形成工艺

第二节外力作用下的铸造成形靠外力充填型腔的形成工艺离心铸造压力铸造低压铸造挤压铸造1一、离心铸造（1）立式离心铸造：铸型绕垂直轴旋转。铸件内表面呈抛物线形。用来铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件。

定义：将液态合金浇入高速旋转（250~1500r/min）的铸型，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶，这种铸造方法称作离心铸造。1、离心铸造的基本方式23（2）卧式离心铸造铸型绕水平轴旋转，铸件壁厚均匀，应用广泛，主要用来生产长度较大的套筒及管类铸件，如铜衬套、铸铁缸套、水管。4离心式实型铸造（3）成形件的离心铸造5(1)利用自由表面生产圆筒形或环形铸件时，可省去型芯和浇注系统，因而省工、省料，降低了铸件成本。(2)在离心力的作用下，铸件呈由外向内的定向凝固，而气体和熔渣因密度较金属小、则向铸件内腔(即自由表面)移动而排除，故铸件极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，铸件致密度高，故力学性能较好。(3)便于制造双金属铸件。如可在钢套上镶铸薄层铜材，用这种方法制出的滑动轴承较整体铜轴承节省铜料，降低了成本。优点：2、离心铸造的特点和适用范围

6缺点：(1)依靠自由表面所形成的内孔尺寸偏差大，而且内表面粗糙，若需切削加工，必须加大余量；(2)不适于密度偏析大的合金及轻合金铸件，如铅青铜、铝合金、镁合金等。(3)因需要专用设备的投资，故不适于单件、小批生产。73.离心铸造应用范围61用离心铸造法生产产量很大的铸件有以下几种：(1)铁管，世界上每年球墨铸铁管件总产量的近一半是用离心铸造法生产的；(2)柴油发动机和汽油发动机的气缸套。(3)各种类型的铜套。(4)双金属钢背铜套、各种合金的轴瓦。(5)造纸机滚筒。

用离心铸造法生产质量及经济效益显著的铸件有：(1) 双金属铸铁轧辊。(2) 加热炉底耐热钢辊道。(3) 特殊钢无缝钢管毛坯。(4) 刹车鼓、活塞环毛坯、铜合金蜗轮毛坯等。(5) 异型铸件如叶轮、金属假牙、小型阀门等。几乎一切铸造合金都可以用于离心铸造生产，铸件的最小内径可为8mm，最大直径达2600mm，最大长度为8m，铸件的重量可为数克至数十吨。8二、压力铸造定义：在高压（30～70MPa)下将液态或半液态合金快速(5～100mm/s,t=0.05～0.2s))地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。

压铸机按其工作原理结构形式分为：冷压式压铸机（有卧式、立式、全立式）压铸机热压式（有普通热室、卧式热室）压铸机。91、压力机机工作原理理及应用（1）热压压室压铸机机热室压铸机机的压室与合金熔化炉炉联成一体，，压室浸在保温坩埚的液体金属属中，压射机构装在坩埚上上面，用机机械机构或或压缩空气气所产生的的压力进行行压铸。图3-23为热室压压铸机工作作原理示意意图。10冷室压铸机机的压室和熔炉是分开开的，压铸时要要从保温炉炉中舀取金金属液倒入入压室内，，再进行压压铸。（2）冷压压室压铸机机11冷压室卧式式压铸（目前应用用最多)(1)注入金属先闭合压型型，将勺内内金属液通通过压室上上的注液孔孔向压室内内注入(图图a)。(2)压铸铸压射冲头头向前推进进，金属液液被压人压压型中(图图b)。12冷压室卧式式压铸（目前应用用最多)(3)取出出铸件：铸件凝固之之后，抽芯芯机构将型型腔两侧型型芯同时抽抽出，动型型左移开型型，铸件则则借冲头的的前伸动作作离开压室室。此后，，在动型继继续打开过过程中，由由于顶杆停停止了左移移、铸件在在顶杆的作作用下被顶顶出动型(图d)。。13压铸机主要要由压射机构和合型机构所组成。压射机构的作用是将金属液液压入型腔；合型机构用于开合压型，并在压射射金属时顶顶住动型，，以防金属属液自分型型面喷出。。142、压力铸铸造的特点点和适用范范围压铸的生产产率较其它它铸造方法法均高。生产能力为为50～150次/h。最高高可达500次/h。铸件的精度度及表面质质量较其它它铸造方法法均高(尺寸精度度IT11～13，，表面粗糙糙度值Ra6．3～1．6µm)。。通常，不经经机械加工工即可使用用。铸件的强度度和硬度都都较高。因为铸件的的冷却速度度快，又是是在压力下下结晶，其其表层结晶晶细密，如如抗拉强度度比砂型铸铸造提高25％～30％。可压铸形状状复杂的薄薄壁件，或或直接铸出出小孔、螺螺纹、齿轮轮等(参见表3-1)。。这是由于压压型精密，，在高压下下浇注，极极大地提高高了合金充充型能力所所致。便于采用嵌嵌铸法。生产中间镶镶嵌其他金金属的铸件件优点：15(1)压铸铸设备投资资大，制造造压型费用用高、周期期长，只有在大量量生产条件件下经济上上才合算。(2)压铸铸高熔点合合金（如铜铜、钢、铸铸铁）时，，压型寿命很很低，难以以适应。(3)由于于压铸的速速度极高，，型腔内气气体很难排排除，厚壁壁处的收缩缩也很难补补缩，致使使铸件内部常常有气孔和和缩松。(4)由于于上述气孔孔是在高压压下形成的的，热处理理加热时孔孔内气体膨膨胀将导致致铸件表面面起泡，所所以压铸件件不能用热热处理方法法来提高性性能。缺点：16©2007金工工教研室机械制造基基础压铸镶嵌件件17适用范围：：目前，压力力铸造已在在汽车、拖拖拉机、航航空、兵器器、仪表、、电器、计计算机、轻轻纺机械、、日用品等等制造业得得到了广泛泛应用，如如气缸体、箱箱体、化油油器、喇叭叭外壳等铝铝、镁、锌锌合金铸件件生产。18三、低压压铸造低压铸造是是介于一般般重力铸造造和压力铸铸造之间的的一种铸造造方法。1.铸造造原理和工工艺过程浇注时金属属液在低压压（20～～60kPa）作作用下，由下而上地地填充铸型型型腔，并在压力下凝固固而形成铸铸件的一种工艺艺方法。低低压铸造的的工艺过程程如图2-47所示示。195/16/20094:30PM低压铸造主主要用于铝合金铸件件的大批量量生产，如轮毂、、汽缸体、、缸盖、活活塞、曲轴轴箱、曲轴轴等铸件的的生产。低压铸造的的特点及适适用范围（1）浇注注时的压力力和速度便便于调节，，故可适应应各种不同的铸型型(如金属型型、砂型、、熔模型壳壳等)。同同时，其充充型平稳，，对铸型的的冲刷力小小，气体较较易排除。。（2）便于于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松松，尤能有效效地克服铝合金金的针孔缺缺陷。（3）铸件件的表面质质量高于金金属型(IT12～～IT14，Ra值值12.5～3.2μm)，，可生产出出壁厚为1.5～2mm的薄薄壁铸件。。（4）由于于不用冒口口，金属的的利用率可可提高到90%～98%。此外，其设设备费用远远较压铸低低。20四、挤压铸铸造挤压铸造：用铸型的的一部分直直接挤压金金属液，使使金属在压压力作用下下成形、凝凝固而获得得零件或毛毛坯的方法法；又称液液态模锻。。1.挤压压铸造的原原理及工艺艺过程挤压铸造原原理如图所示，铸型型中浇入金金属液，上上型向下运运动挤压金金属液而成成形。挤压压铸造的压压力和速度度较低，无无涡流飞溅溅现象，成成形时伴有有局部塑性性变形，铸铸件致密无无气孔。挤压铸造多多采用金属属型，挤压压的工艺过过程包括铸铸型准备、、浇注、合合型加压、、完成等过过程。如大大型薄壁铝铝合金铸件件的挤压工工艺过程如图3-28所示。212、挤压铸铸造的特点点及应用范范围挤压铸造与与压力铸造造、低压铸铸造都是利利用压力作作用使铸件件成形而获获得致密铸铸件。其特特点如下：：1）挤压铸铸件的尺寸寸精度和表表面质量高高，尺寸公公差IT11-IT13，Ra6.3-1.6；2）无需开开设浇冒口口，金属利利用率高；；3）适应性性强，大多多数合金都都可采用挤挤压铸造；；4）工艺简简单、节省省能源和劳劳力，易于于实现机械械化和自动动化，生产产率比金属属型高1倍倍。挤压铸造主主要用于生产强度较较高、气密密性好的铸铸件及薄板板类铸件，，如阀体、、活塞、机机架、铸铁铁锅等。22铸造方法的的选择砂型铸造熔模铸造金属型铸造压力铸造低压铸造离心铸造适用金属任意铸钢为主有色合金为主铝、锌合金等有色合金为主铸铁、铜合金铸件大小任意<25Kg中小为主<10Kg中小为主不限表面质量差高较高最高较高较高生产批量不限成批、大量大批大量大批大量成批、大量成批、大量生产率低、中低、中中、高最高中中、高应用床身,机架箱体带轮刀具叶片自行车零件铝活塞水暖化油器仪表喇叭缸体缸盖壳体螺旋桨铁管环套辊轴承23常见铸造缺缺陷的名称称、特征以以及产生的的主要原因因类别名称图例及特征主要原因形状类缺陷错型铸件在分型面处有错移1.形状合型时上、下砂箱未对准2.上、下砂箱未夹紧3.模样上、下半模有错移偏型铸件上孔偏斜或轴心线偏移1.型芯放置偏斜或变形2.浇口位置不对，液态金属冲歪了型芯3.合型时碰歪了型芯4.制模样时,型芯头偏心变形铸件向上、向下或向其他方向弯曲或扭曲1.铸件结构设计不合理，壁厚不均匀2.铸件冷却不当，冷缩不均匀浇不足液态金属未充满铸型，铸件形状不完整1.铸件壁太薄，铸型散热太快2.合金流动性不好或浇注温度太低3.浇口太小，排气不畅4.浇注速度太慢5.浇包内液态金属不够冷隔铸件表面似乎融合，实际未融透，有浇坑或接缝1.铸件设计不合理，铸壁较薄2.合金流动性差3.浇注温度太低，浇注速度太慢4.浇口太小或布置不当，浇注曾有中断24孔洞类缺陷缩孔铸件的厚大部分有不规则的粗糙孔形1.铸件结构设计不合理，璧厚不均匀，局部过厚2.浇、冒口位置不对，冒口尺寸太小3.浇注温度太高气孔析出气孔多而分散，尺寸较小，位于铸件各断面上,侵入气孔数量较少，尺寸较大，存在于局部地方1熔炼工艺不合理、金属液吸收了较多的气体2.铸型中的气体侵入金属液3.起模时刷水过多，型芯未干4.铸型透气性差5.浇注温度偏低6.浇包工具未烘干25夹杂类缺陷砂眼铸件表面或内部有型砂充填的小凹坑1型砂、芯砂强度不够，紧实较松，合型时松落或被液态金属冲垮2.型腔或浇口内散砂未吹净3.铸件结构不合理，无圆角或圆角太小夹渣铸件表面上有不规则并含有融渣的孔眼1.浇注时挡渣不良2.浇注温度太低，熔渣不易上浮3.浇注时断流或未充满浇口，渣和液态金属一起流入型腔裂纹缺陷裂纹在夹角处或厚薄交接处的表面或内层产生裂纹1.铸件厚薄不均，冷缩不一2.浇注温度太高3.型砂、芯砂退让性差4.合金内含硫、磷较高表面缺陷粘砂铸件表面粘砂粒1.浇注温度太高2.型砂选用不当，耐火度差3.未刷涂料或涂料太薄26砂箱刮砂板底板砂舂通气针起模针皮老虎镘刀镘勺提勾272829套管的分模模造型303132333435带轮刮板刮板木桩下砂型上砂型a)刮制下型b)刮制上型c)合箱363738返回文档图2-19振压紧紧砂机构原原理图演示39返回文档图3-6抛抛砂紧实实机构原理理图40返回文档图3-73-83-9起起模方法法示意图41返回文档42返回文档43返回文档44返回文档图3-28挤压铸铸造工艺a)浇注注b)挤挤压c)去除多多余的金属属459、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。14:16:2914:16:2914:1612/29/20222:16:29PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2214:16:2914:16Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。14:16:2914:16:2914:16Thursday,December29,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2214:16:2914:16:29December29,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。29十二月月20222:16:29下午14:16:2912月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月222:16下午午12月-2214:16December29,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/2914:16:2914:16:2929December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。2:16:29下下午午2:16下下午午14:16:2912月月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。14:16:2914:16:2914:1612/29/20222:16:29PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2214:16:2914:16Dec-2229-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。14:16:2914:16:2914:16Thursday,December29,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2214:16:3014:16:30December29,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。29十二二月20222:16:30下下午14:16:3012月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月222:16下午午12月-2214:16December29,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/2914:16:3014:16:3029December202217、空山山新雨雨后，，天气气晚来来秋。。。2:16:30下下午2:16下下午午14:16:3012月月-229、杨柳散和风风，青山澹吾吾虑。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、阅阅读读一一切切好好书书如如同同和和过过去去最最杰杰出出的的人人谈谈话话。。14:16:3014:16:3014:1612/29/20222:16:30PM11、越是没没有本领领的就越越加自