02 金属材料液态成形工艺技术

2金属材料液态成形工艺技术1定义所谓金属材料的液态成型，即铸造，是将液态金属借助外力充填到型腔中，使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。2.1概述铸造工艺异径管铸造工艺2铸造工艺特点适应性广:适应铸铁，碳钢，有色金属等材料；铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚1mm到1m。可成形复杂零件：适合形状复杂，尤其是有复杂内腔的毛坯或零件。成本低缺点：组织缺陷，力学性能低，质量不稳定，工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。3分类按造型分:砂型铸造与特种铸造。砂型铸造是基础，特种铸造是在砂型铸造基础上革新发展起来的。型砂配制造型砂型干燥工装准备炉料准备合金冶炼芯砂配制造芯型芯干燥工艺三大块：冶炼，造型(芯)和浇注落砂清理铸件检验入库4砂型铸造工艺流程图合型浇注凝固冷却砂型铸造两箱砂型铸造收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹，对铸造工艺影响很大。缩孔与缩松铸造应力铸件变形铸件裂纹铸件的缩孔定向凝固图解浇注系统型腔冒口温度距离123缩孔冷铁的使用图解123冷铁三杆热应力分析模型+-+--+典型结构变形举例+框架结构+-T型梁结构内应力薄压厚拉变形方向恰相反——2.3特种铸造金属型铸造陶瓷型铸造磁型铸造熔模铸造消失模铸造压力铸造低压铸造挤压铸造离心铸造特点：1充型力变更；2型模革新特种铸造属先进铸造，是铸造技术沿精密、洁净和高效方向的发展。其中最主要的发展是铸造过程数控自动化与铸造工艺的绿色化。1压力铸造压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸件的特种铸造工艺。特点高压：比压30-70MPa高速：充型时间0.01-0.2秒压铸特点精度高(IT11-14级；3.2-0.8m)、组织致密；适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可组合压铸或镶嵌压铸；生产率高、材料利用率提高60-70%、实现少切削和零切削，经济效益好。缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件存在气孔。工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。汽车工业压铸应用分量例：镁合金70-80%铝合金60%锌合金50%压铸机按压室是否浸在熔融金属中，分冷室压铸机热室压铸机按压室位置，分卧式压铸机立式压铸机主要构成：：合型机构、压射机构、机座、液压传动系统、控制系统、润滑冷却系统等。卧式压铸机立式压铸机大型压铸机离心铸造热压铸压铸工艺设计内容压力参数：压射压力、压射力和比压运动参数：冲头速度充型条件：充型时间时间参数：建压与持压时间温度参数：浇注温度、铸型温度压铸涂料：种类与施涂方法2低压铸造低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而上充填型腔以形成铸件的成形工艺。压力：0.02-0.06MPa。案例介绍地处杏林的厦门路达有限公司为台资企业，产品为高档水龙头。国际市场售价在$几十到$几百不等。该水龙头基体为黄铜铸件，采用数控低压铸造，生产过程瑞士远端实时故障监控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需要进行磁控溅射特殊涂层。低压铸造装备外型压缩气坩埚炉铸型熔化黄铜水低压铸造工艺原理主要步骤通气充型加压凝固放气开模低压铸造特点浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和铸件大小；底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷等弊病，铸件合格率提高；压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造尤其有利；节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%；劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。3熔模铸造零件木模1.制蜡模石蜡+硬脂酸(1:1)在压型中铸造成形。2.制型壳水玻璃、石英粉固化层。3.脱蜡蜡料熔化流出型壳。4.型壳焙烧（强化）800-950C（6）脱壳、清理。（5）填砂浇注熔模铸造熔模铸造熔模铸件的结构工艺性铸孔不能太小和太深，一般铸孔应大于2mm。逐渐壁厚不可太薄，一般2-8mm。铸件壁厚尽量均匀。熔模铸造的特点和应用（1）铸件精度高，表面质量好，属少，无切削工艺。尺寸精度IT11-14，表面粗糙度Ra12.5-1.6m。（2）可铸造形状复杂铸件，最小壁厚可达0.3mm，最小铸孔直径0.5mm。可一次铸出组合体。（3）铸造合金种类不受限制，尤其适合高熔点和难切削合金。（4）生产批量不受限制，可单件或成批生产。（5）工序繁杂，生产周期长，原辅材料费用高，生产成本较高，铸件限于25kg。4.金属型铸造金属型冷速快，一型多用。金属型结构与材料分型面——垂直、水平、复合分型垂直型便于开设浇注系统和取出铸件。材料——熔点应高于浇注合金。低熔点的Sn,Zn,Mg等可用灰铸铁；Al,Cu合金可用合金铸铁或钢。型芯：砂芯或金属芯。金属型铸造结构工艺性铸件结构斜度比砂型铸造大。壁厚要均匀，不能过薄。最小壁厚：铝硅合金2-4mm；铝镁合金3-5mm；铸铁2.5-4mm。铸孔不能过小，过深。金属型铸造特点及应用范围机加工余量小，尺寸精度IT12-IT16；表面粗糙度Ra12.5-6.3m。冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。一型多铸，提高生产率，节约造型材料，减轻环境污染，改善劳动条件。成本高，不宜大型，形状复杂和薄壁铸件；铸铁件易白口化，切削困难，尺寸限制在300mm，重量8kg以下。5.消失模铸造原理泡沫塑料模浇注时气化消失工件