材料成型第3章金属的铸造形成工艺2 45页.ppt

1、第二节的外力铸造形成根据外力填充型腔的形成技术，离心铸造压力铸造低压铸造挤压铸造，2，1，离心铸造，(1)立式离心铸造：铸模绕垂直轴旋转。 铸件的内表面呈抛物线状。 用于铸造高度低于直径的盘子、环类和成型铸件。 定义：向高速旋转(2501500r/min )的铸模中注入液态合金，用离心力向金属液中填充铸模，使其结晶化的铸造方法称为离心铸造。1、离心铸造基本方式，3、4、(2)卧式离心铸造，铸模绕水平轴旋转，铸件壁厚均匀，应用广泛，主要生产长度大的衬套和管状铸件，如铜衬套、铸铁缸体、水管。 5、离心式实型铸造，(3)成型品离心铸造，6、(1)利用自由表面生产圆筒形或环形铸件，可省去型芯和浇注系统，节省工夫和材料，降低铸件成本。 (2)在离心力的作用下，铸件从外向凝固，但气体和熔渣的密度小于金属时会移动到铸件的内腔(即自由表面)排除，因此铸件的收缩孔、松弛、气孔、熔渣等缺陷极少，铸件的致密度高，力学性能好。 (3)双金属铸件制造容易。 如果能在钢套上浇铸薄层铜材，这种方法制造的滑动轴承比整个铜轴承节约铜材，降低了成本。 优点： 2、离心铸造的特征和适用范围： 7、缺点：1)由自由表面形成的内孔尺寸偏差大，且内表面粗糙，需要切削加工时，必须增大馀量(2)不适合铅青铜、铝合金、镁合金等密度偏析大的合金或轻合金铸件(3)需要专用设备投资，不适合单体、小批量生产。 8、3 .离心铸造应用范围61、离心铸造产量大的铸件有以下几种： (1)铁管，世界上每年球墨铸铁管总产量的约一半是用离心铸造生产的(2)柴油机和汽油机气缸套。 (3)各种类型的铜套。 (4)双金属钢背铜套，各种合金的金属。 (5)造纸机滚筒。 离心铸造法中质量和经济效益显着的铸件有(1)双金属铸铁轧辊。 (2)加热炉底耐热钢转台。 (3)特殊钢无缝钢管毛坯。 (4)制动鼓、活塞环原料、铜合金蜗杆原料等。 (5)叶轮、金属镶齿、小型阀等异形铸件。 大多数铸造合金可用于离心铸造生产，铸件最小内径8mm，最大直径2600mm，最大长度8m，铸件重量由几克变成几十吨。 9、2、冲压铸造、定义：在高压(3070MPa )下将液状或半液状合金迅速压入(5100mm/s、t=0.050.2s )模具中，在压力下凝固而得到铸件的方法. 压铸机根据其工作原理、结构形式分为冷压式压铸机(卧式、立式、全立式)压铸机热压式(普通热室、卧式热室)压铸机。 10、1、压力机的工作原理和应用，(1)热压室压铸机、热压室压铸机的压力室和合金熔化炉成为一体，压力室浸入保温坩埚的液体金属中，压力机构安装在坩埚上，通过机械机构和压缩空气的压力进行压铸。 图3-23是表示热室压铸机的工作原理的图。 11、冷室压铸机的压力室和熔炉分别在压铸时从保温炉中捞出金属液放入压力室，进行压铸。 (2)冷压室压铸机，12，冷压室卧式压铸机(现在应用最多)，(1)在注入金属之前关闭压模，将勺子内的金属液通过压室的注液孔注入压室内(图a )。 (2)压铸注射冲头前进，金属液被压迫的类型(图b )。 13、冷压室卧式压铸(现在应用最多)、(3)取出铸件：铸件凝固后，拔芯机构同时拉出型腔两侧的型芯，可动型左脱模，铸件通过冲头的前伸动作离开压室。 之后，可动模打开时，顶针不再向左移动，因此铸件在顶针的作用下被挤出(图d )。 14、压铸机主要由注射机构和合模机构组成。注射机构的作用是，将金属压入型腔的合模机构开闭冲压模具，在压接金属时压接可动模具，以防止金属液从分离面喷出。 15、2、压铸特点及适用范围，压铸生产率高于其他铸造方法。 生产能力为50150次/h。 最多500次/h。 铸件的精度和表面质量比其它铸造方法高(尺寸精度IT1113，表面粗糙度值Ra6.31.6m )。 通常无需机械加工即可使用。 铸件的强度和硬度都很高。 由于铸件冷却速度快，并且在压力下结晶，因此其表层的结晶致密，例如抗拉强度比砂型铸造提高了25%30%。 可压铸形状复杂的薄壁零件，或直接铸造小孔、螺钉、齿轮等(参照表3-1 )。 这是因为冲压模具精密，高压浇注，大大提高了合金的填充能力。 容易采用马赛克法。 生产中间嵌入其他金属铸件的优点：16，(1)压铸设备投资大，制造冲压费用高，周期长，在大量生产条件下只能经济划算。 (2)压铸高熔点合金(例如铜、钢、铸铁)时，冲压寿命低，难以适应。 (3)由于压铸速度非常高，模腔内的气体难以排除，厚壁部的收缩也难以弥补，铸件内部有气孔和松弛。 (4)由于上述气孔是高压形成的，因此热处理加热时气孔内的气体膨胀时铸件表面会起泡，压铸件无法通过热处理方法提高性能。 缺陷：17 :，2007金工教室，机械制造基础，压铸镶件，18，适用范围：目前，压力铸造已广泛应用于汽车，拖拉机，航空，兵器，仪表，电器，计算机，轻纺机械，日用品等制造业，如缸体，箱体，汽化器19、3、低压铸造、低压铸造是一般重力铸造与压力铸造之间的铸造方法。 1 .铸造原理和工艺浇注时的金属液在低压(2060kPa )下从下向上填充铸模型腔，在压力下凝固形成铸件的工艺方法。 低压铸造的工艺如图2-47所示。 20、5/16/20094:30pm，低压铸造主要用于铝合金铸件的大量生产，如轮毂、缸体、缸盖、活塞、曲轴箱、曲轴等铸件的生产。 低压铸造的特点和适用范围，(1)浇注时的压力和速度容易调节，因此可适用于各种铸型(金属模、砂型、熔融模具箱等)。 同时，填充模具平稳，对模具的冲洗力小，气体容易排出。 (2)易于顺序凝固，防止缩痕和松弛，特别是能够有效克服铝合金针孔缺陷。 (3)铸件表面品质高于金属模(IT12IT14、Ra值12.53.2m )，能够生产壁厚为1.52mm的薄壁铸件. (4)无冒口，金属利用率可提高90%98%。 此外，其设备费用远远低于压铸。 21、4、挤压铸造、挤压铸造：用铸模的一部分直接挤出金属液，用压力使金属成形、凝固，得到零件或坯料的方法，也称为液态模锻。 1 .挤压铸造的原理和工艺，挤压铸造的原理如图所示，向铸模注入金属液，向下移动上模挤压金属液成形。 挤压铸造压力和速度低，无涡流飞散现象，成型时伴有局部塑性变形，铸件致密无气孔。 挤压铸造多采用金属模具，挤压工艺包括模具准备、浇注、合模加压、完成等工艺。 大型薄壁铝合金铸件的挤压工艺如图3-28所示。 22、2、挤压铸造的特点和应用范围，挤压铸造和压力铸造，低压铸造利用压力作用将铸件成型为致密铸件。 其特点如下：1)挤出铸件尺寸精度和表面质量高，尺寸公差IT11-IT13、Ra6.3-1.6； 2 )无需开设浇口，金属利用率高3 )适应性强，大多数合金可采用挤压铸造4 )工艺简单，节约能源和劳力，机械化和自动化简单，生产率比金属模型高1倍。挤压铸造主要用于强度高、气密性好的铸件和薄板类铸件，如阀体、活塞、框架、铸铁锅等。 铸造方法的选择，常见的铸造缺陷的名称、特征及发生的主要原因包括：、