金属材料及工艺课件 第11章 特种铸造

第11章特种铸造特种铸造：与普通砂型重力铸造有明显区别的一些铸造方法。

11.1金属型铸造金属型构造材料：一般采用铸铁，要求较高时采用碳钢和低合金钢。特点：金属型无退让性、溃散性和透气性，故一定要注意顺利出型，结构斜度较砂型铸件大，设计排气装置。结构类型：整体金属型（jinshu1）、水平分型（jinshu3）、垂直分型（jinshu2）、复合分型（jnshu4）。组成：主体、型芯、定位系统、导向系统、锁紧系统。金属型铸造演示金属型铸造的工艺要点预热。刷涂料。浇注温度比砂型铸造高，特别是薄壁件。开型时间要求严格。金属型铸造的特点和应用优点：a组织致密，力学性能高；b

精度高（尺寸精度CT7-9），表面粗糙度低（Ra25-12.5μm）；c

浇冒口尺寸小，消耗金属少；d

一型多铸，便于实现机械化，生产率高；e生产条件好。缺点：

a

无透气性、无退让性，易产生各类铸造缺陷，

b

金属型制造成本高、生产周期长。

c

对铸件结构有严格要求。

d

对工艺过程要求严格。应用：主要用于大批量生产的有色金属铸件，对于黑色金属，限于简单的中小件。金属型铸造机11.2压力铸造压力铸造：在高压下（比压5～150Mpa）将液态金属或半液态金属快速地压入金属型中，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。压力铸造的工艺过程压铸机：热压室压铸机和冷压室压铸机，冷压室压铸机按其压室的结构和布置方式分为卧式和立式压铸机。压铸型压铸过程（以卧式压铸机为例），如图。压力铸造演示yali[1]主要工艺参数：

a

压铸压力和压铸速度。

b

浇注温度

c

压铸型温度。

d

充型、持压和开型时间，

e

涂料。压力铸造的特点和适用范围优点：精度及表面质量较其它方法均高（CT4-8、Ra6.3-1.6μm）；成型能力强，可压铸复杂薄壁件，可生产镶嵌件；强度和硬度高；生产率较其它方法都高。缺点：a

压铸设备投资大、压型费用高、周期长，只适于大批量生产；b

对高熔点合金，压型寿命短；c内部气孔和缩松，不适宜大余量切削；d

不能用热处理方法提高性能。应用：汽车、拖拉机、航空、兵器、仪表、电器等；中国汽车压铸件占压铸件总量的65%，日本占80%。锌、铝、镁合金。铸件尺寸可以从几毫米到1～2m；重量可以从几克到数十公斤。国外可压铸直径为2m，重量为50kg的铝铸件。压力铸造铸件压铸机11.3低压铸造低压铸造：介于重力铸造和压力铸造之间，施加的压力较低（20-70kPa）。基本原理工艺过程：准备合金液和铸型；升液、浇注。升入干燥压缩空气，合金液在低压下从升液管平稳上升，注入型腔；增压、凝固。型内合金液在较高压力下凝固；减压、降液。坩埚上部与大气连通，升液管内合金液流回坩埚。低压铸造过程演示diya低压铸造的特点和应用范围特点：底注充型平稳易控制，可用于各种铸型。产品合格率高；组织致密，对铝合金针孔的防止效果明显；省去补缩冒口、浇注系统简单。金属利用率高；充型能力高，铸件光洁；设备较压铸简单、投资较少。应用：质量要求高的铝、镁合金。低压铸造机11.4熔模铸造熔模铸造：用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经硬化之后形成型壳，再将模样熔化排除型外，从而获得无分型面的铸型。熔模铸造的工艺过程熔模铸造rongmo[1]（1）制造蜡模a

制造压型；b

压制蜡模；c

组装蜡模。（2）制造型壳a

浸涂料；b

撒砂；c

硬化；d

重复上述过程。制成5-12㎜的耐火型壳；e脱蜡。（3）焙烧和浇注a

焙烧：800-1000℃，去除型壳中的水分、残蜡及其它杂质，提高强度；b

填砂：防止型壳破裂、变形；c

浇注：焙烧后趁热（500-700℃）浇注。熔模铸造的特点优点：精度高（尺寸精度达IT11-IT14）、表面粗糙度低（Ra12.5-3.2μm）。可生产形状复杂的薄壁件。由于型壳耐火度高，可生产高熔点黑色金属。生产批量不受限制。缺点：原材料价格昂贵。工艺过程复杂、周期长。铸件不宜太大。一般几十克到几千克，最大不超过45㎏。应用：高熔点、难切削合金铸件的大批量生产的复杂铸件。如发动机叶片、齿轮刀具等典型熔模铸造铸件11.5离心铸造离心铸造：将液态合金浇入高速旋转（250～1500r/min）的铸型，使金属液在离心作用下充填铸型并结晶的铸造方法。5．1离心铸造的基本方式立式离心铸造机：铸型饶垂直轴旋转自动形成内腔，壁厚取决于浇入金属量优点：便于铸型的固定和金属的浇注；缺点：自由面呈抛物面，上薄下厚；应用：高度小于直径的圆环铸件、成型铸件。卧式离心铸造机：铸型饶水平轴旋转。优点：壁厚均匀。离心铸造演示11.6其它特种铸造方法陶瓷型铸造陶瓷型铸造：以陶瓷作为铸型材料。（1）基本工艺过程砂套造型。灌浆与胶结陶瓷浆：耐火材料（刚玉粉、铝矾土等）、粘结剂（硅酸乙酯水解液）、催化剂、透气剂等组成。起模与喷烧。灌浆5-15min后。焙烧与合箱。350-550℃焙烧3-5h。浇注。（2）陶瓷型铸造的特点及适用范围优点：尺寸精度高、表面粗糙度低，可浇注高温合金；铸件的大小不受限制；在单件小批生产条件下，需要投资少、生产周期短。缺点：不适合批量大、重量轻或形状复杂的铸件；难以实现生产过程的机械化和自动化。应用：厚大精密铸件。如冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模、模板，也可生产中型铸钢件。

消失模铸造消失模铸造：又叫实型或气化模铸造型。用泡沫塑料模替代木模或金属模进行砂型铸造，造型后不起模，浇注时模样气化、燃烧而消失。工艺过程如图。泡沫塑料模的制造材料：聚苯乙烯。方法：a发泡成形法：用专门发泡模，用于大批量生产；b加工成形法：用厚度100mm的泡沫塑料板，机械加工或电热丝切割形成简单部件，然后粘合成整体模样。不需模具，适用于单件小批生产。

冒口模型内浇道模型直浇道模型涂料:

提高表面质量。铸造工艺造型：单件小批生产，采用自硬砂；大批量生产，用干砂造型；浇注：先慢后快，通风良好。浸涂料特点：

a

省去起模、修型工序，简化工艺，降低劳动强度并可制造起模困难铸件。

b

加大了铸件结构的自由度，简化了铸件结构和工艺的设计。

c

铸件尺寸精度高于普通砂型铸造。实型铸造演示常用铸造方法的比较，见表。

11.7常用铸造方法的比较比较的要点：适用合金种类方面：主要取决于铸型的耐热情况。