金属工艺学第五版cp24特种铸造

第五章特种铸造教学重点：每种特种铸造的优越之处和选择原则教学难点：熔模铸造的工艺过程教学目标和要求：了解各种铸造方法的特点及应用范围，每种铸造的优越之处和选择原则。第四章特种铸造特种铸造方法通常是指区别于普通砂型铸造的一些方法。其在提高铸件精度和表面质量,改善合金性能,提高生产率,改善劳动条件和降低铸造成本等方面,各有优越之处。熔模铸造离心铸造压力铸造金属型铸造消失模铸造熔模铸造熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化之后，再将模型熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又常把它称为“失蜡铸造”。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称“熔模精密铸造”母模压型熔蜡充满压型一个蜡模蜡模组结壳、倒出熔蜡填砂浇注与砂型铸造方法对比，熔模精密铸造具有如下优点：1.铸件尺寸精度高（IT11~IT13），表面粗糙度值低（12.5~1.6um）。减少切削加工量，甚至无须切削加工（涡轮发动机的叶片）。2.可以铸造薄壁件及重量很小的铸件。3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状，复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复杂铸件的生产金属型铸造又称硬模铸造，将液体金属浇入金属铸型，获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次。金属型的结构有多种形式，（a）是水平分型式金属型，多用于生产薄壁轮状铸件；（b）为垂直分型式金属型，广泛应用于复杂铝合金铸件。工艺过程金属型的预热（预热温度一般不低于150°C)金属型导热性好／液体金属冷却快，铸件易出现冷隔、浇不足、气孔等缺陷。同时保护铸型。涂料（耐火涂料的厚度为0.3~0.4mm)利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度；保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击；利用涂料层蓄气排气。浇注浇注温度比砂型铸造时高。由根据合金种类、铸件大小和壁厚决定。开型、取出铸件、清理金属型铸造方法主要用于熔点较低的有色金属或合金铸件的大批量生产。黑色金属类铸件只限于形状简单的中小零件。金属型铸造的特点可承受多次浇注，便于实现机械化生产铸件精度和表面质量高（铝合金铸件的尺寸公差等级可达IT7~IT9，表面粗糙度可达Ra3.2~12.5um)铸件的结晶组织致密，机械性能高金属型成本高，生产周期长铸造工艺严格，易出现浇不足、冷隔、裂纹铸件的形状和尺寸受一定的限制组合金属型结构1.透气性差2.导热性好3.没有退让性金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。金属型和砂型，在性能上有显著的区别离心铸造立式离心铸造铸型绕垂直轴旋转。铸件内表面呈抛物线形。用来铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件。将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶。卧式离心铸造铸型绕水平轴旋转，铸件壁厚均匀，应用广泛，主要用来生产圆环类铸件，也用于浇注成形铸件。离心式实型铸造离心铸造的生产过程（1）将金属型型腔清理干净，喷涂料（2）旋转铸型，浇入定量金属液（3）凝固后，停止旋转，取出铸件•利用回转表面生产圆筒形铸件，省去型芯和浇注系统，大大简化了生产过程，节约了金属•离心力的作用，铸件由外向内的顺序凝固，而气体和熔渣因比重轻向内腔移动而排除，铸件组织致密，极少有缩孔、气孔、夹渣等缺陷•合金的充型能力强，便于流动性差的合金及薄件的生产。•便于制造双金属铸件优点•铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。缺点压力铸造将熔融的金属在高压下，快速压入金属型，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。（常用压射压力为几至几十兆帕，充填速度约为0.5~50m/s，充填时间为0.01~0.2s)热压室压铸工艺稳定铸件质量好，压型寿命低压铸的工艺过程（1）预热金属铸型，喷涂料（2）合型、注入金属液（3）压射冲头在高压下推动金属液充满型腔并凝固（4）打开铸型，用顶杆顶出铸件优点铸件的精度和表面质量都较其他铸造方法高（尺寸公差等级可达CT4~CT7，表面粗糙度一般可达Ra1.6~12.5um)可压铸出形状复杂的薄壁件、和镶嵌件（铸件最小壁厚为：锌合金为0.3mm,铝合金为0.5mm)铸件强度和硬度高（抗拉强度可比砂型铸件提高25%~30%，但伸长率有所降低）生产率高(一般冷压式压铸机平均每小时压铸600-700次）压力铸造的特点和适用范围缺点投资大，生产周期长压铸合金的种类受限制，压铸高熔点合金（铸铁、铸钢）时，压型寿命低铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工压铸件不能用热处理的方法提高性能压力铸造的特点和适用范围适用范围主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中、小铸件的大量生产。冷压室卧式压铸（目前应用最多)消失模铸造也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。真空实型铸造，用泡沫模型代替金属或木模，造型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样气化消失而得到铸件。消失模铸造的工艺过程（1）制造泡沫塑料模a.制备消失模材料需经预发泡—将珠粒密度大（1.05g/cm3)的原材料及发泡剂，经过蒸汽加热、抽真空，获得符合要求的低密度珠粒、残留发泡剂含量及适当粒度的珠粒的处理过程。（主要的消失模材料有：可发性聚苯乙烯（EPS），适用于灰铸铁、球墨铸铁和有色合金铸件等；可发性聚甲基丙烯甲酯（EPMMA），适用于球墨铸铁和铸钢件等。这类泡沫塑料的特点：密度小（0.015~0.025g/cm3)，发气量小、导热系数小、产生气体及残留物少、资源丰富、价格不高。b.制造单个泡沫塑料模C.组装模样束（2）上涂料泡沫塑料模样束表面应上两层涂料。第一层是用来提高表面光洁度的涂料。第二层是耐火涂料。（3）填砂、紧实、浇注（4）落料、清理消失模铸造特点1、铸件尺寸精度高(可达5-7级）2、铸件表面光洁（Ra6.3-12.5um)3、铸件加工量小4、铸件无飞边毛刺，落砂清理容易，清理工时少，劳动环境好5、消失模铸造不用下芯子，没有分型面，可以采用灵活的设计，生产出各种形状复杂、薄壁、多孔槽的铸件。6、环境污染少，“绿色铸造工程”。可用于生产铸铁、碳钢、工具钢、不锈钢、铝、镁及铜合金等铸件。一般情况下，铸件最小壁厚为4.06mm，最小铸出孔直径可达1.52mm，质量从1KG-50t。预发泡模型成型模型簇组合浸涂浇注其他铸造方法低压铸造方法陶瓷型铸造连续铸造V法铸造各种铸造方法的比较谢谢