第四章 材料的液態(tài)成形工藝.ppt

1、,主講人：于美杰 副教授 Tel：88396181 Email：,工程材料與 機械制造基礎(chǔ),第四章 材料的液態(tài)成形工藝,本章基本要求 影響金屬充型能力的因素及控制措施 合金的收縮方式、能夠引起的缺陷種類、預防措施 不同鑄造方法的特點及應用 各種鑄造合金的特點及應采取的鑄造工藝 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性,第四章 目錄,第一節(jié) 金屬鑄造工藝簡介 第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識 第三節(jié) 砂型鑄造 第四節(jié) 特種鑄造 第五節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 第六節(jié) 計算機在鑄造生產(chǎn)中的應用簡介 什么是液態(tài)成形？ 是指將液態(tài)（或熔融態(tài)、漿狀）材料注入一定形狀和尺寸的鑄型(Mold)（或模具）型腔(Mold Cavity)中，凝固后獲得

2、固態(tài)毛坯或零件的方法,第一節(jié) 金屬鑄造工藝簡介,鑄造 （Casting） 優(yōu)點 形狀復雜件 大小、批量不受限 原材料來源廣、成本低 缺點 尺寸精度不高、表面質(zhì)量低 易產(chǎn)生氣孔、砂眼、縮孔、縮松等缺陷 對相同材料，鑄件性能不如鍛件好。 常用金屬鑄件材質(zhì)：鑄鐵、有色合金、碳素鋼、合金鋼、金屬間化合物 砂型鑄造生產(chǎn)流程,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,Casting techniques,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,合金的鑄造性能 良好的鑄造性能： 熔化時，不氧化、不易吸氣（氧化性、吸氣性）； 澆注時，易充型（流動性）； 凝固時，收縮小，成分均勻（收縮性、偏析性）； 冷卻時，變形和開裂傾向?。ㄈ毕荩?一

3、、液態(tài)金屬的充型能力 金屬液的流動性 澆注條件，如溫度、壓力 鑄型特性，如鑄型結(jié)構(gòu)、鑄型材質(zhì),Basic knowledge For Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,合金充型能力好，能有效防止鑄件出現(xiàn)冷隔、澆不足、氣孔、夾渣、縮孔等缺陷。 冷隔鑄件上出現(xiàn)未被完全融合在一起的縫隙，多出現(xiàn)在遠離澆口的寬大表面或薄壁處、金屬流匯合處，以及冷鐵、芯撐等激冷部位。 澆不足未澆滿，常出現(xiàn)在遠離澆口的部位及薄壁處。,Processing Features of Casting,冷隔、澆不足 氣孔 縮孔,視頻,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,1. 金屬液的流動性 影響流動性的

4、因素： 合金成分：純金屬、共晶成分合金流動性好 材質(zhì)：灰鑄鐵硅黃銅鋁合金錫青銅鑄鋼 為什么共晶成分流動性好？ 共晶成分熔點低、保持液態(tài)時間長；恒溫結(jié)晶，流動性好。 非共晶成分在兩相區(qū)內(nèi)結(jié)晶凝固，大量枝狀晶粒阻礙液體流動。 合金的結(jié)晶溫度區(qū)間越大，流動性越差,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,圖43 鐵碳合金流動性與含碳量關(guān)系,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,澆注條件對充型能力的影響 溫度高，液態(tài)金屬粘度降

5、低，流動性提高；過熱度大，液態(tài)存在時間長，充型能力提高； 溫度過高，易出現(xiàn)粘砂、氣孔和晶粒粗大的缺陷。 （視頻：粘砂、夾砂） 壓力高，液體注入型腔的流速加快，充型能力提高。 鑄型條件對充型能力的影響 鑄型結(jié)構(gòu)和材質(zhì) 凡能增加液體流動阻力的，使冷卻速度加快的，均降低充型能力。（壁厚不小于規(guī)定的“最小壁厚”）,Processing Features of Casting,不利因素：形腔復雜、直澆道低、澆口截面積小、鑄型排氣不暢、鑄型材料導熱性過高、鑄件壁太薄,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,二、合金的凝固特性 鑄件在凝固過程中，其斷面一般存在三個區(qū)域：固相區(qū)、凝固區(qū)、液相區(qū)。

6、 三種凝固方式 逐層凝固 中間凝固 體積凝固：又稱糊狀凝固 影響凝固方式的因素 成分或結(jié)晶溫度區(qū)間：越窄，越趨于逐層凝固 鑄件截面的溫度梯度：梯度越大，越趨于逐層凝固,Processing Features of Casting,液固 兩相,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,結(jié)晶溫度區(qū)間,鑄件截面溫度梯度,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,三種凝固方式的區(qū)別,Processing Features of Casting,取決于成分,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,三、 合

7、金的收縮特性 收縮：合金冷卻過程中，體積和尺寸減小的現(xiàn)象。 液態(tài)收縮：澆注溫度凝固開始溫度 凝固收縮：凝固開始溫度凝固結(jié)束溫度 固態(tài)收縮：凝固結(jié)束溫度室溫,Processing Features of Casting,三個收縮階段,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,影響收縮的因素： 化學成分：灰鑄鐵中，C、Si、S，收縮率小 澆注溫度：越高，液態(tài)收縮越大 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件：壁厚不均勻、鑄型與型芯間，產(chǎn)生阻力，阻力，收縮小,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,常用鑄造合金的線收縮率,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,收縮對鑄件質(zhì)量的影響： 縮孔和縮松：鑄件

8、在凝固過程中，由于金屬液態(tài)收縮和凝固收縮造成的體積減小，得不到液態(tài)金屬的補充，在鑄件最后凝固的部位形成了孔洞，容積較大而集中的孔洞成為縮孔；細小而分散的孔洞成為縮松。 鑄造應力、變形、裂紋：鑄件的固態(tài)收縮受限，產(chǎn)生鑄造應力，在應力作用下產(chǎn)生變形甚至開裂。,Processing Features of Casting,上部、厚部,中心軸線部,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,（1）縮孔 分布區(qū)域：集中在上部或厚大部位等最后凝固區(qū)域 產(chǎn)生條件：逐層凝固 控制措施：順序凝固 （2）縮松 分布區(qū)域：分布于鑄件的軸線區(qū)域、厚大部位或澆口附近 產(chǎn)生條件：較寬的區(qū)域內(nèi)同時凝固 控制措施：

9、順序凝固 順序凝固：在厚大部位開設(shè)冒口補縮的工藝。遠離冒口部位先凝固，并依次向冒口推進，冒口最后凝固。 （使鑄件的凝固按薄壁厚壁冒口的順序先后進行，讓縮孔移入冒口中，從而獲得致密的鑄件）,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,（3）熱應力 形成原因：鑄件壁厚不均勻、各部位冷卻速度不同，導致收縮量不一致 特點：熱應力不會自行消除，又稱殘余內(nèi)應力 控制措施：同時凝固 、熱處理 （4）機械應力 形成原因：收縮

10、時受到鑄型或型芯的阻礙作用 特點：鑄件落砂后，機械應力能夠自行消除 控制措施：改善鑄型或型芯的退讓性 （5）相變應力 形成原因：冷卻速度不同，組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的時間不同 特點：不會自行消除 控制措施：同時凝固,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,同時凝固：減小冷卻過程中鑄件各部位的溫差，使收縮一致。方法：薄壁處設(shè)澆口、厚壁處裝冷鐵。 框形鑄件熱應力的形成過程,Processing Features of Casting,框形鑄件 I 粗桿、II細桿 II冷卻快先凝固收縮、I處于塑性狀態(tài)，II受拉伸，I受壓縮（暫時） I

11、 桿開始收縮，產(chǎn)生塑性變形，使內(nèi)應力消失， II收縮完成 I 桿繼續(xù)收縮，但受II 桿牽制，最終I中產(chǎn)生拉應力， II中產(chǎn)生壓應力,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,（5）變形與裂紋 當鑄造應力超過材料的強度極限時，會產(chǎn)生裂紋。 熱裂紋：鑄件在高溫下形成的裂縫，外觀形狀曲折而不規(guī)則，斷口呈氧化色。熱裂是鑄件在凝固末期形成的，是鑄鋼和鑄鋁常見的缺陷。 控制措施：改善型砂退讓性、減少含S量 冷裂紋：鑄件處于彈性狀態(tài)時，其熱應力和機械應力總值超過合金強度極限而形成的

12、。其外形呈連續(xù)直線狀或圓滑曲線狀，斷口干凈，具有金屬光澤或稱輕微氧化色。 控制措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、減少鑄造應力,Processing Features of Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,四、合金的吸氣性及氣孔 吸氣性：液態(tài)金屬在熔煉和澆注時能夠吸收周圍氣體的能力稱為。 氣孔:聚集在鑄件中沒有排出的氣體叫氣孔，氣孔是鑄件中最常見的缺陷。 1.析出性氣孔 溶入金屬液的氣體在鑄件冷凝過程中，隨溫度下降，合金液對氣體的溶解度下降，氣體析出并留在鑄件內(nèi)形成的氣孔稱為析出性氣孔。 2.侵入性氣孔 造型材料中的氣體侵入金屬液內(nèi)所形成的氣孔稱為侵入性氣孔。 3.反應性

13、氣孔 反應性氣孔主要是指金屬液與鑄型之間發(fā)生化學反應所產(chǎn)生的氣孔。,Design of Casting Process,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,五、 常用鑄造合金的特點 （1）灰鑄鐵 接近共晶成分、熔點低、流動性好； 由于石墨化膨脹使其收速率小，故不易產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋等缺陷； 影響灰鑄鐵組織和性能的因素 化學成分：C實現(xiàn)石墨化、Si強烈促進石墨化 注：若Si含量少，即使C多，也難石墨化 冷卻速度： 快白口 中麻口（Fe3C石墨） 慢灰口 碳當量：將硅對鑄鐵石墨化的影響折算成碳對石墨化的影響 wc(%)+0.3wSi(%) 碳當量接近共晶成分，合金流動性好。,D

14、esign of Casting Process,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,孕育鑄鐵 孕育處理：通過向低碳含量的鐵液中沖入孕育劑，促使鑄鐵形成分散細小石墨并且基體晶粒得到細化的方法。 孕育劑：常用含Si 75%的硅鐵 目的： 加入外來質(zhì)點，增加石墨結(jié)晶核心； 得到珠光體基體的灰鐵； 細化石墨片； 提高灰口鐵的強度、硬度； 孕育鑄鐵流動性比普通鑄鐵差，收縮率高。,Design of Casting Process,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,可鍛鑄鐵 白口鑄鐵經(jīng)長時間石墨化退火獲得團絮狀石墨 流動性差，原因：C、Si含量較鑄鐵低，熔點高、凝固溫度范圍大。 沒有石墨化膨

15、脹階段，故收縮大，形成縮孔和裂紋的傾向較大 鑄造工藝： 提高澆注溫度 順序凝固原則 提高型砂的退讓性,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Design of Casting Process,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,球墨鑄鐵 鐵液經(jīng)球化劑球化處理（球化劑：稀土鎂合金，加入量為鐵液質(zhì)量的1.32%） 流動性與灰鑄鐵基本相同 易產(chǎn)生澆不足、冷隔，原因：球化處理時使鐵液溫度降低 截面溫度梯度小 石墨化膨脹會使鑄件外形尺寸增大 鑄造性能介于灰鑄鐵與鑄鋼之間 凝固方式：體積凝固 鑄造工藝： 提高鑄型剛度 提高鐵水溫度、增設(shè)冒口以防止縮孔和縮松,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Design of Casting Pro

16、cess,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,鑄鋼 特點： 熔點高粘砂 流動性差澆不足、冷隔 收縮性大縮孔、縮松、裂紋 鑄造工藝： 提高澆注溫度 型砂要具有較高的耐火度、透氣性和強度（硅砂） 順序凝固原則（多冒口） 改善鑄件結(jié)構(gòu) 增加鑄型退讓性 增設(shè)防裂筋 降低S、P量，防止熱脆和冷脆產(chǎn)生裂紋,第二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,Design of Casting Process,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,有色金屬及合金 特點： 流動性好 收縮性大 容易吸氣 易氧化 鑄造工藝 在坩堝爐內(nèi)熔煉，不與燃料直接接觸，避免引入雜質(zhì)或燒損合金元素。 預熱 縮短時間,Design of Casting Process,第

17、二節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)知識,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第 三節(jié) 砂型鑄造,砂型鑄造：是鑄件生產(chǎn)的主要方法，占鑄件總量的90%以上，可生產(chǎn)各種鑄鋼、灰鐵、球鐵、可鍛鑄鐵、有色金屬等。 2.1 砂型鑄造生產(chǎn)流程,Sand Casting,零件工藝圖,制造模型 (零件模樣芯盒),造型,造芯,用型砂 和芯砂,合箱、澆注,落砂、鑄件,鑄型,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,型（芯）砂：通常由硅砂、粘土（或其他粘結(jié)材料）和水按一定比例混合而成。 特性（一強三性）：一定的強度、透氣性、耐火性、退讓性,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,砂型造型圖解,Sand C

18、asting,砂箱,砂型,分型面,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)作用： 引導液體金屬平穩(wěn)地充滿型腔，避免沖壞型壁和型芯 擋住熔渣進入型腔 調(diào)節(jié)鑄件的凝固順序 冒口的作用: 補縮 出氣 浮渣,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,砂型鑄造的造型方法 （注意與鑄造方法的區(qū)別）,Sand Casting,手工造型,機械造型,整模造型 分模造型 挖砂造型 假箱造型 刮板造型 活塊造型 脫箱造型 兩箱造型 三箱造型 地坑造型,震壓式造型 無箱射壓造型 拋砂造型 射砂

19、制芯,按模樣特征分,按砂箱特征分,填砂、緊實、起模都是機械化,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,手工造型 整模造型1、2 特點：模樣為整體，分型面為平面，鑄型型腔全部在一個砂箱內(nèi)，造型簡單，鑄件不會產(chǎn)生錯箱缺陷。 應用范圍： 鑄件最大截面在一端，且為平面；例：盤、軸承、蓋類。 分模造型 特點：模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個砂箱內(nèi)。造型方便，但制作模樣較麻煩。 應用范圍：最大截面在中部，一般為對稱性鑄件。例：套筒、管子和閥體等。 挖砂造型 特點：當鑄件的外部輪廓為曲面，其最大截面不在端部，且模樣又不宜分成兩半時，應將模樣做成整體（整模），造型時需挖去阻礙起模的型砂，分型面

20、是曲面。造型麻煩，生產(chǎn)率低。 應用范圍：單件小批生產(chǎn)模樣薄、分模后易損壞或變形的鑄件。例：手輪、法蘭盤等。,Sand Casting,兩個砂型的分界面,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,假箱造型（成型底板造型） 特點：為克服挖砂造型的挖砂缺點，在造型前預先做個成型底板（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡單，且分型面整齊。 應用范圍：適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。 三箱造型 鑄型由上、中、下三部分組成，中型的高度須與鑄件兩個分型面的間距相適應。 特點：鑄件兩端截面尺寸比中間部分大，采用兩箱無法起模，將鑄型放在三個砂箱中，組合而成。三箱造型的關(guān)

21、鍵是選配合適的中箱。造型復雜，易錯箱，生產(chǎn)率低，應盡量避免使用 應用范圍：單件小批生產(chǎn)具有兩個分型面的鑄件。,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,活塊造型 特點：將模樣上妨礙起模的部分，做成可活動的活快，便于起模。造型和制作模樣都很麻煩，生產(chǎn)率低。 應用范圍：單件小批生產(chǎn)帶有突起部分的鑄件。例：帶凸臺、筋條 刮板造型 特點：用刮板代替實體模樣造型，可降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。 應用范圍：用于有等截面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)。例：尺寸大于500mm的旋轉(zhuǎn)體鑄件，如帶輪、飛輪、大齒輪。 地坑造型 特點：在

22、車間地坑內(nèi)造型，用地坑代替下砂箱，只要一個上砂箱，可減少砂箱的投資，大型鑄件單件生產(chǎn)時,降低鑄型高度，便于澆注操作。 脫箱造型 特點：利用活動砂箱造型，一箱多用，適用于成批生產(chǎn)小型鑄件。,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,機械造型 加砂、緊砂與起模都由機器完成 優(yōu)點：生產(chǎn)率高，鑄件尺寸精確，光潔度高，加工余量少，勞動強度小，大批量生產(chǎn). 缺點：廠房、設(shè)備等要求高，投資大，批量生產(chǎn)才經(jīng)濟，只適于兩箱（中箱無法緊實），不宜用活塊。,Sand Casting,機械造型：震實-壓實-脫模,砂型鑄造連續(xù)生產(chǎn)線,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,砂型鑄造工

23、藝制定原則 （1）造型方法的選擇 應根據(jù)鑄件的生產(chǎn)批量、尺寸的大小、形狀的復雜程度，車間的生產(chǎn)設(shè)備、工人的技術(shù)水平選擇造型方法。 （2）分型面的選擇 （在造型時上下兩箱接觸的面 ） 分型面一般應選擇最大截面處 盡量減少分型面，并使分型面平直，避免不必要的活塊和型芯，以便于起模，使造型工藝簡化； 應盡量使鑄件位于同一鑄型內(nèi)，以保證鑄件精度； 盡量使型腔和主要型芯位于下型，以便于造芯、下芯、合箱和檢驗鑄件壁厚。,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,（3）澆注位置的選擇 （澆注時，鑄件在型內(nèi)所處的位置） 主要加工面、受力面等質(zhì)量要求較高部位應置于下面或側(cè)面， 如汽

24、缸澆注時的位置。（如圖1） 具有大面積的薄壁鑄件，應將薄壁部分放在鑄型的下部，以利于充型和氣體排除。（如圖2） 壁厚不均需要補縮時，宜將厚大部位置于上部或側(cè)面。 應將鑄件的大平面置于鑄型下部，并使鑄型側(cè)斜澆注。（如圖3） （4）工藝參數(shù)的選擇 機械加工余量：是指在切削加工時需要從鑄件上切削掉的材料厚度。與造型方法、合金種類、鑄件尺寸有關(guān)。,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,Sand Casting,圖1,圖2,圖3,重要面,薄壁,大平面,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,機械加工余量 機械造型余量小，手工造型余量大； 灰鑄鐵余量?。昏T鋼余量大；

25、（澆注溫度高） 有色金屬多采用特種鑄造，余量小； 鑄件愈大，余量愈大。 鑄件頂部余量應大。 鑄造收縮率 鑄件冷卻后尺寸比型腔略小，因此模型尺寸應放大。放大量等于收縮量。 不同合金的收縮率：灰鐵0.7-1%，鑄鋼1.3-2%，有色金屬1左右。,Sand Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第三節(jié) 砂型鑄造,起模斜度 為了便于起模，凡垂直于分型面的立壁，在制造模型時需留出一定的斜度。15 3 結(jié)構(gòu)斜度 為了便于起模或結(jié)構(gòu)本身需要，將鑄件上凡垂直于分型面的不需要機械加工的鑄件表面設(shè)計有一定的斜度。 型芯頭與型芯座 目的和作用：便于型芯的放置和固定 芯頭與芯座之間14mm間隙，便于安裝。,Sa

26、nd Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,特種鑄造： 除了砂型鑄造外，其他鑄造方法的統(tǒng)稱。 特點: 表面精度高，加工余量??；生產(chǎn)率高；勞動條件好。 分類 熔模鑄造 金屬型鑄造 壓力鑄造 低壓鑄造 離心鑄造,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,1 熔模鑄造 又稱失蠟鑄造，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，加熱將蠟模熔出,獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫對型殼焙燒后即可澆注 。 工藝過程：,Special Casting,壓型,注蠟,蠟模,結(jié)殼、脫蠟、焙燒,填砂、澆注,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造

27、,結(jié)殼：在蠟模表面涂上粘結(jié)劑后均勻掛上石英砂，然后通入硬化劑硬化，反復68次，獲得610mm的堅硬型殼。 脫蠟：將結(jié)殼后的蠟模（組），浸入8595的熱水中，使蠟模熔出，形成型腔。 焙燒：800950 ，目的是徹底去除殼型中的殘蠟和水分。 澆注：焙燒后趁熱澆注，若殼型強度不足，可放在砂箱中用砂子填緊后再澆注，以防變形或破裂。,Special Casting,壓型,注蠟,蠟模,結(jié)殼、脫蠟、焙燒,填砂、澆注,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,熔模鑄造特點 1）可澆注形狀復雜的、薄壁鑄件 2）能鑄造高熔點合金 (因型殼是高級耐火材料) 3）工序復雜，大批量生產(chǎn) 4）鑄造精度高，機加工量減少

28、 5）尺寸重量不能過大，小于25kg 熔模鑄造應用 最適合形狀復雜、難以切削、高熔點合金的小零件，尤其適合大批量生產(chǎn)。 汽輪機葉片、大模數(shù)滾刀 古代形狀復雜的器皿。,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,2 金屬型鑄造 鑄型由鑄鐵或鋼制造，可反復使用。 工藝措施 澆注前要預熱金屬型，以免散熱過快產(chǎn)生澆不足； 澆注前金屬型內(nèi)腔噴涂耐火涂料，以減緩熱沖擊并增加透氣性； 分型面上設(shè)出氣孔； 要及時取出鑄件； 鑄造過程,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,金屬型鑄造的特點 1）鑄型能反復使用，可一型多鑄； 2）冷卻速度快

29、，組織致密，機械性能高 ； 3）尺寸精度和表面質(zhì)量高 4）勞動條件好，生產(chǎn)率高 5）鑄型制造成本高，周期長； 6）透氣性差，無退讓性，鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋等缺陷； 7）鑄造合金的熔點不能太高； 金屬型鑄造的應用 主要用于有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)。 如：活塞、氣缸蓋、油泵殼體、銅瓦等。,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,3 壓力鑄造 在高壓下將液態(tài)金屬快速充滿型腔，并在壓力下凝固 鑄型：金屬型 設(shè)備：壓鑄機 （壓力鑄造生產(chǎn)過程1、2） 壓力：50150MPa 特點 1）鑄件尺寸精度高、強度和表面硬度高 2）充型能力強，可壓鑄形狀復雜的薄壁鑄件

30、3）設(shè)備投資大，鑄型制造成本高 4）充型過快，易產(chǎn)生氣孔 4）適宜低熔點合金 應用 大批量生產(chǎn)低熔點合金（如鋅、鋁、鎂及銅）的中小型鑄件。,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,4 低壓鑄造 把鑄型放在密封的坩堝上方，坩堝內(nèi)通壓縮空氣，在金屬液體表面形成60150kPa的低壓，使液態(tài)合金在壓力下自下而上地充填型腔（多用金屬型）。,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,低壓鑄造 低壓鑄造過程模擬、低壓鑄造生產(chǎn)過程 特點 1）充型壓力和速度便于控制。 2）鑄件的組織致密，機械性能較高。 3）一定壓力下結(jié)晶，有補縮作用，

31、不用冒口補縮。 4）鑄件尺寸、形狀范圍廣。 應用 廣泛用于大批量生產(chǎn)鋁、鎂合金精密鑄件,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,5 離心鑄造 將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，利用離心力使液態(tài)金屬填充鑄型的鑄造方法。 設(shè)備：離心鑄造機 （臥式和立式） 特點 1）對空心鑄件，不需要型芯； 2）不需要專門的澆注系統(tǒng)和冒口； 3）組織致密，力學性能高； 4）氣孔等缺陷集中在內(nèi)表面，可機加工去除，故內(nèi)孔尺寸不易控制。 應用 主要用于空心回轉(zhuǎn)體，如鑄鐵管、活塞環(huán)等。,Special Casting,第四章 金屬的液態(tài)成形工藝,第四節(jié) 特種鑄造,6 消失模鑄造 消失模鑄造過程 將發(fā)泡塑料制成的模型粘結(jié)成模型組，刷涂耐火涂層、烘干，埋在干石英砂中，振動造型，在一定條件下澆注液體金屬，使模型氣化并占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件。 特點 1）“實型”鑄型，而非“空型”