Z第二篇鑄造(3)-特種鑄造與鑄件結(jié)構(gòu)

1、一 定義 第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 將液態(tài)金屬澆入用金屬制成的鑄型，以獲得鑄件的方法。.一 定義 第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造一一 定義定義 第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 垂直式,水平式,復(fù)合式。垂直式: 易取件,沒澆注系統(tǒng) 多用. 材 料: 常用灰鐵,要求高時(shí)用鑄鋼 內(nèi) 腔: 金屬型芯,砂芯. 有抽芯機(jī)構(gòu)二二 鑄造工藝鑄造工藝第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 金屬型導(dǎo)熱快,沒有退讓性,透氣性。 1 金屬型應(yīng)保持一定的工作溫度. 具有良好的充型條件和一定的激冷作用. 1) 噴刷涂料前預(yù)熱. 保證涂料層致密,均勻. 合金鑄鐵80150; 鑄鋼100250. 2)

2、澆注前預(yù)熱 降冷卻速度,防白口.二二 鑄造工藝鑄造工藝第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 2 噴刷涂料 1)減緩冷卻速度,防白口 ； 2)防高溫液體對(duì)鑄型直接沖刷 ； 3)有一定蒸汽,排氣能力,防氣孔. 鑄 鐵石墨粉涂料,炭墨涂料; 鋁合金氧化鋅涂料,滑石粉 3 合理澆注溫度: 導(dǎo)熱快,t澆 比砂型高2035 4 適宜出型時(shí)間 收縮快出型難 冷速大白口三三 特點(diǎn)特點(diǎn)第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 1 多次澆注,節(jié)工時(shí),型砂,提高生產(chǎn)率 2 改善勞動(dòng)條件 3 鑄件光潔度高 4 組織致密,機(jī)械性能高 5 成本高,周期長,工藝要求嚴(yán),易出現(xiàn)白口,多用于生產(chǎn)有色金屬有色金屬。 四四 應(yīng)用應(yīng)用第

3、三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 應(yīng)用：主要用于熔點(diǎn)較低的有色金屬的大批量生產(chǎn)鑄件，如飛機(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)等用的鋁合金活塞、汽缸體、汽缸蓋、水泵殼體及銅合金軸瓦、軸套等。 黑色金屬類鑄件黑色金屬類鑄件只限于形狀簡單的中、小型鑄鐵件。一一 定義定義第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造 高壓下(5500MPa)快速(0.0010.2s)將液態(tài)或半液態(tài)合金壓入金屬鑄型中,并在壓力下結(jié)晶.專用設(shè)備：壓鑄機(jī)專用壓型：壓型一一 定義定義第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造壓鑄機(jī)可分為熱壓室式和冷壓室式兩大類。熱室式壓鑄機(jī)壓室與合金熔化爐成一體或壓室浸入熔

4、化的液態(tài)金屬中，用頂桿或壓縮空氣產(chǎn)生壓力進(jìn)行壓鑄。熱壓室式壓鑄機(jī)壓力較小，壓室易被腐蝕，一般只用于鉛、鋅等低熔點(diǎn)合金的壓鑄，生產(chǎn)中應(yīng)用較少。冷室式壓鑄機(jī)壓室和熔化金屬的坩堝是分開的。壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率高，液體金屬進(jìn)入型腔流程短，壓力損失小，故使用較廣。第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造冷室式臥式壓鑄機(jī)工藝過程：（1）注入金屬噴刷涂料閉合壓型液態(tài)金屬經(jīng)壓室上的注液孔注入壓室。（2）壓鑄壓射沖頭向前推進(jìn)，金屬液壓入壓型中，保壓、凝固（3）取出鑄件鑄件凝固后，型腔兩側(cè)型芯同時(shí)抽出動(dòng)型左移開型鑄件被沖頭頂離壓室鑄件被頂桿頂出動(dòng)型三特點(diǎn)及應(yīng)用三

5、特點(diǎn)及應(yīng)用 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造1精度,表面質(zhì)量 最小鑄孔直徑 0.7mm；2可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件.(高壓 充型)；3鑄件強(qiáng),硬 (壓力下結(jié)晶致密)；4 生產(chǎn)率 易自動(dòng)化；5投資大,適于批量；6種類受限,不宜壓鑄高熔點(diǎn)合金；7壓速高,易形成氣孔；8不宜熱處理。三特點(diǎn)及應(yīng)用三特點(diǎn)及應(yīng)用 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造應(yīng)用:壓力鑄造多用于生產(chǎn)有色金屬精密鑄件，廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、儀表、計(jì)算機(jī)、電器等設(shè)備上的中小型鑄件。一定義一定義 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造溶膜鑄造是用易熔材料制成模型,然后在模型上涂掛耐火材料,經(jīng)硬化后,在將模型熔化排出型外,從而獲得無分型面的鑄型,

6、鑄型焙燒后即澆注二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造1蠟?zāi)Ｖ谱?) 壓型:制蠟?zāi)５膶Ｓ媚＞?鋼 銅 鋁 切削而成2) 蠟?zāi)５膲褐?石蠟,峰蠟,硬脂酸,松香等,將熔化的蠟料壓入壓型中,冷凝后取出,修去毛刺,得到蠟?zāi)?) 蠟?zāi)＝M裝:若干蠟?zāi)：冈谝粋€(gè)直澆棒上.二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造2結(jié)殼:蠟?zāi)Ｍ可贤苛?硬化 干燥等1) 浸涂料(石英粉+粘結(jié)劑的糊狀物)：表面光潔2) 撒砂(粗石英砂)的目的:增厚型殼3) 硬化：化學(xué)硬化3脫蠟 焙燒1) 脫蠟:熱水或水蒸氣2) 焙燒:加熱 8001000提高型

7、殼強(qiáng)度二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造4 填砂:澆注1) 填砂:型殼放入鐵箱中,周圍干砂充填2) 澆注:趁熱(600700)進(jìn)行澆注5落砂 清理 冷卻后,破壞型殼,取出鑄件,去澆口,毛刺,退火或正火,以便得到所需機(jī)械性能.三特點(diǎn)和應(yīng)用三特點(diǎn)和應(yīng)用第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造1鑄造精度,光潔度高,且可澆注形狀復(fù)雜的件 2能鑄造各種合金(型殼是高級(jí)耐火材料) 3單件,小批,大批量生產(chǎn)均可 4少 無切削加工(Ra3.21.6um)稍磨 5材料貴,工藝過程繁雜,生產(chǎn)周期長. 應(yīng)用: 使用高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批,大量生產(chǎn),形狀復(fù)雜,難以切削加工的小零件. 如:汽輪機(jī)葉片,

8、工藝品。一一 定義及基本方式定義及基本方式第四章 特種鑄造 第四節(jié) 離心鑄造將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)(2501500r/min)的鑄型中,使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶. 1立式:圓筒件 自動(dòng)形成內(nèi)腔,壁厚不均用高度小的件. 2臥式:壁厚均勻,適于長筒,可雙金屬澆注.二二 特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用第四章 特種鑄造 第四節(jié) 離心鑄造（1）鑄造圓筒形鑄件時(shí)，可節(jié)省型芯和澆注系統(tǒng)，省工省料，降低成本； （2）鑄件組織致密，極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷； （3）合金充型能力得到了提高，可以澆注流動(dòng)性較差的合金鑄件和薄壁鑄件，如渦輪、葉輪等； （4）便于制造雙金屬件，如軋輥、鋼套、鑲銅襯、滑動(dòng)軸承等。

9、 適用范圍：鑄鐵管、氣缸套、雙金屬軸承、特殊鋼的無縫管坯。一一 定義定義第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 低壓鑄造是介于重力鑄造（如砂型、金屬型鑄造）和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。液態(tài)合金在壓力作用下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結(jié)晶形成鑄件的工藝過程。所用壓力較低，一般為0.020.07MPa。二二 工藝過程工藝過程第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 密閉的保溫坩堝用于熔煉與儲(chǔ)存金屬液體，垂直的升液管使金屬液與鑄型朝下的澆口相通，鑄型可用砂型、金屬型等，其中金屬型最為常用，但金屬型必須預(yù)熱并噴刷涂料。澆注前緊鎖上半型，澆注時(shí)，先緩慢向坩堝室通入壓縮空氣金屬液在升液管內(nèi)平穩(wěn)上升，直至充滿鑄

10、型升壓到所需壓力（工作壓力）保壓、凝固結(jié)晶撤壓，升液管和澆口中未凝固的金屬液體在重力作用下流回坩堝內(nèi)由氣動(dòng)裝置開啟上型取出鑄件。 三三 低壓鑄造的特點(diǎn)和適用范圍低壓鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 （1）充型時(shí)的壓力和速度便于控制和調(diào)節(jié)，充型平穩(wěn)，液體合金中的氣體較容易排出，氣孔、夾渣等缺陷較少； （2）低壓作用下，升液管中的液態(tài)合金源源不斷地補(bǔ)充鑄型，有效防止了縮孔、縮松的出現(xiàn)，尤其是克服了鋁合金的針孔缺陷； （3）省掉了補(bǔ)縮冒口，使金屬利用率提高到9098%； 三三 低壓鑄造的特點(diǎn)和適用范圍低壓鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 （4）鑄件組織

11、致密、力學(xué)性能好； （5）壓力提高了液態(tài)合金的充型能力，有助于大型薄壁件的鑄造。 適用范圍：主要用于質(zhì)量要求較高的鋁、鎂合金主要用于質(zhì)量要求較高的鋁、鎂合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如氣缸、曲軸、高速內(nèi)燃機(jī)活塞、鑄件的大批量生產(chǎn)，如氣缸、曲軸、高速內(nèi)燃機(jī)活塞、紡織機(jī)零件等。紡織機(jī)零件等。一一 定義定義第四章 特種鑄造 第六節(jié) 陶瓷型鑄造在砂型鑄造和熔模鑄造基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一種精密鑄造工藝。二二 工藝過程工藝過程（1）砂套造型： 目的：節(jié)約昂貴的陶瓷材料及提高鑄型的透氣性 材料：水玻璃砂 制造過程與砂型鑄造相同，只是砂套木模B比鑄件木模A大一個(gè)陶瓷料厚度。第四章 特種鑄造 第六節(jié) 陶瓷型鑄造二二 工藝過

12、程工藝過程 （2）灌漿與膠結(jié) 將鑄件木模固定于平板上，刷上分型劑，扣上砂套。把陶瓷漿由澆口注滿，幾分鐘后陶瓷漿開始結(jié)膠變硬，形成陶瓷面層。 陶瓷漿由剛玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘結(jié)劑）、氫氧化鈣（催化劑）及雙氧水（透氣劑）等組成。第四章 特種鑄造 第六節(jié) 陶瓷型鑄造二二 工藝過程工藝過程 （3）起模與噴燒：灌漿約十幾分鐘后，在漿料尚有一定彈性時(shí)起出模型，然后用明火噴燒整個(gè)型腔以加速固化。 （4）焙燒與合箱：澆注前陶瓷型要加熱到350550焙燒幾個(gè)小時(shí)，去除殘留在陶瓷型中的乙醇及水分，并進(jìn)一步提高鑄型強(qiáng)度。 （5）澆注與凝固：澆注時(shí)，溫度要略高，冷卻凝固后獲得成形好的鑄件。第四章 特種鑄造 第

13、六節(jié) 陶瓷型鑄造三三 陶瓷型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍陶瓷型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 （1）陶瓷材料耐高溫，故可澆注高熔點(diǎn)合金； （2）鑄件大小不受限制，幾千克數(shù)噸； （3）投資少，生產(chǎn)周期短 適用范圍：主要用于厚大精密鑄件，廣泛用于鑄主要用于厚大精密鑄件，廣泛用于鑄造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模等。造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模等。第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先要保證鑄件使用要求，同時(shí)應(yīng)根據(jù)鑄造工藝特點(diǎn)，避免鑄造缺陷，簡化鑄造工藝，降低鑄造成本。一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.鑄件壁厚應(yīng)合理取值 允許最小壁厚值（表4.1）第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 一避免鑄造缺陷

14、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.鑄件壁厚應(yīng)合理取值 增設(shè)加強(qiáng)筋，減小壁厚 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.鑄件壁厚應(yīng)合理取值 鑄件各壁冷卻速度均勻相近 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.鑄件壁厚力求均勻，避免局部過厚形成熱節(jié)第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.鑄件各壁之間應(yīng)均勻過渡，兩個(gè)非加工表面所形成內(nèi)角應(yīng)設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)圓角。 不同壁厚聯(lián)結(jié)應(yīng)逐步過渡，以避免出現(xiàn)應(yīng)力集中和裂紋。 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一避免鑄造缺陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

15、 直角結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生缺陷： 難成形、易夾砂、金屬聚集，縮孔、縮松 應(yīng)力集中，易出現(xiàn)裂紋 柱狀晶晶粒分界面，積聚雜質(zhì)，形成薄弱環(huán)節(jié)第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu)二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu) 1.分型面數(shù)量應(yīng)少，且平直，便于取出模型。 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu)二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu) 2.合理設(shè)計(jì)凸臺(tái)，避免側(cè)壁的局部凹陷結(jié)構(gòu)。 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu)二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu) 3.合理確定結(jié)構(gòu)斜度 結(jié)構(gòu)斜度：零件設(shè)計(jì)時(shí)，垂直于分型面的非加工表面均應(yīng)設(shè)計(jì)出斜度，以便于造型時(shí)拔模，確保型腔質(zhì)量。第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu)二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu) 4.鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于型芯的固定、排氣和清理. 芯在鑄型中不能牢固安放時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生偏芯，氣孔、砂眼等缺陷。 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu)二簡化工藝過程的合理結(jié)構(gòu) 第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 三三.結(jié)合鑄造方法的合理結(jié)構(gòu)結(jié)合鑄造方法的合理結(jié)構(gòu) 1、熔模鑄造的鑄件結(jié)構(gòu) 1)便于從壓型中取出蠟?zāi)?2)為便于浸掛涂料和撒砂，孔、槽不宜過小或過深。 孔 d2mm, h4d 槽t2mm, h4t 3)壁厚均勻、避免過多的分散熱節(jié)。第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 三三.結(jié)合鑄造方法的合理結(jié)構(gòu)結(jié)合