Z第二篇 铸造(3)-特种铸造与铸件结构概要

一定义第三章特种铸造第一节金属型铸造将液态金属浇入用金属制成的铸型，以获得铸件的方法。.一定义第三章特种铸造第一节金属型铸造一定义第三章特种铸造第一节金属型铸造垂直式,水平式,复合式。垂直式:易取件,没浇注系统多用.材料:常用灰铁,要求高时用铸钢内腔:金属型芯,砂芯.有抽芯机构二铸造工艺第三章特种铸造第一节金属型铸造金属型导热快,没有退让性,透气性。1金属型应保持一定的工作温度.具有良好的充型条件和一定的激冷作用.1)喷刷涂料前预热.保证涂料层致密,均匀.合金铸铁80—150℃;铸钢100—250℃.2)浇注前预热降冷却速度,防白口.二铸造工艺第三章特种铸造第一节金属型铸造2喷刷涂料1)减缓冷却速度,防白口；2)防高温液体对铸型直接冲刷；3)有一定蒸汽,排气能力,防气孔.铸铁—石墨粉涂料,炭墨涂料;铝合金—氧化锌涂料,滑石粉3合理浇注温度:∵导热快,t浇比砂型高20~35℃4适宜出型时间收缩快—出型难冷速大—白口三特点第三章特种铸造第一节金属型铸造1多次浇注,节工时,型砂,提高生产率2改善劳动条件3铸件光洁度高4组织致密,机械性能高5成本高,周期长,工艺要求严,易出现白口,多用于生产有色金属。四应用第三章特种铸造第一节金属型铸造应用：主要用于熔点较低的有色金属的大批量生产铸件，如飞机、汽车、内燃机等用的铝合金活塞、汽缸体、汽缸盖、水泵壳体及铜合金轴瓦、轴套等。黑色金属类铸件只限于形状简单的中、小型铸铁件。一定义第三章特种铸造第二节压力铸造高压下(5～500MPa)快速(0.001～0.2s)将液态或半液态合金压入金属铸型中,并在压力下结晶.专用设备：压铸机专用压型：压型一定义第三章特种铸造第二节压力铸造二工艺过程第三章特种铸造第二节压力铸造压铸机可分为热压室式和冷压室式两大类。热室式压铸机压室与合金熔化炉成一体或压室浸入熔化的液态金属中，用顶杆或压缩空气产生压力进行压铸。热压室式压铸机压力较小，压室易被腐蚀，一般只用于铅、锌等低熔点合金的压铸，生产中应用较少。冷室式压铸机压室和熔化金属的坩埚是分开的。压铸机结构简单，生产率高，液体金属进入型腔流程短，压力损失小，故使用较广。第三章特种铸造第二节压力铸造二工艺过程第三章特种铸造第二节压力铸造冷室式卧式压铸机工艺过程：（1）注入金属喷刷涂料→闭合压型→液态金属经压室上的注液孔注入压室。（2）压铸压射冲头向前推进，金属液压入压型中，保压、凝固（3）取出铸件铸件凝固后，型腔两侧型芯同时抽出→动型左移开型→铸件被冲头顶离压室→铸件被顶杆顶出动型三特点及应用第三章特种铸造第二节压力铸造1精度,表面质量↑最小铸孔直径0.7mm；2可压铸形状复杂的薄壁件.(高压充型↑)；3铸件强,硬↑(压力下结晶致密)；4生产率↑易自动化；5投资大,适于批量；6种类受限,不宜压铸高熔点合金；7压速高,易形成气孔；8不宜热处理。三特点及应用第三章特种铸造第二节压力铸造应用:压力铸造多用于生产有色金属精密铸件，广泛用于汽车、拖拉机、仪表、计算机、电器等设备上的中小型铸件。一定义第三章特种铸造第三节熔模铸造溶膜铸造是用易熔材料制成模型,然后在模型上涂挂耐火材料,经硬化后,在将模型熔化排出型外,从而获得无分型面的铸型,铸型焙烧后即浇注二工艺过程第三章特种铸造第三节熔模铸造1蜡模制作1)压型:制蜡模的专用模具,钢铜铝切削而成．2)蜡模的压制:石蜡,峰蜡,硬脂酸,松香等,将熔化的蜡料压入压型中,冷凝后取出,修去毛刺,得到蜡模．3)蜡模组装:若干蜡模焊在一个直浇棒上.二工艺过程第三章特种铸造第三节熔模铸造二工艺过程第三章特种铸造第三节熔模铸造2结壳:蜡模涂上涂料,硬化干燥等1)浸涂料(石英粉+粘结剂的糊状物)：表面光洁2)撒砂(粗石英砂)的目的:增厚型壳3)硬化：化学硬化3脱蜡焙烧1)脱蜡:热水或水蒸气2)焙烧:加热800～1000℃提高型壳强度二工艺过程第三章特种铸造第三节熔模铸造4填砂:浇注1)填砂:型壳放入铁箱中,周围干砂充填2)浇注:趁热(600~700℃)进行浇注5落砂清理冷却后,破坏型壳,取出铸件,去浇口,毛刺,退火或正火,以便得到所需机械性能.三特点和应用第三章特种铸造第三节熔模铸造1铸造精度,光洁度高,且可浇注形状复杂的件2能铸造各种合金(型壳是高级耐火材料)3单件,小批,大批量生产均可4少无切削加工(Ra3.2～1.6um)稍磨5材料贵,工艺过程繁杂,生产周期长.应用:使用高熔点合金精密铸件的成批,大量生产,形状复杂,难以切削加工的小零件.如:汽轮机叶片,工艺品。一定义及基本方式第四章特种铸造第四节离心铸造将液态金属浇入高速旋转(250～1500r/min)的铸型中,使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶.1立式:圆筒件自动形成内腔,壁厚不均用高度小的件.2卧式:壁厚均匀,适于长筒,可双金属浇注.二特点应用第四章特种铸造第四节离心铸造（1）铸造圆筒形铸件时，可节省型芯和浇注系统，省工省料，降低成本；（2）铸件组织致密，极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷；（3）合金充型能力得到了提高，可以浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等；（4）便于制造双金属件，如轧辊、钢套、镶铜衬、滑动轴承等。适用范围：铸铁管、气缸套、双金属轴承、特殊钢的无缝管坯。一定义第四章特种铸造第五节低压铸造低压铸造是介于重力铸造（如砂型、金属型铸造）和压力铸造之间的一种铸造方法。液态合金在压力作用下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶形成铸件的工艺过程。所用压力较低，一般为0.02～0.07MPa。二工艺过程第四章特种铸造第五节低压铸造密闭的保温坩埚用于熔炼与储存金属液体，垂直的升液管使金属液与铸型朝下的浇口相通，铸型可用砂型、金属型等，其中金属型最为常用，但金属型必须预热并喷刷涂料。浇注前紧锁上半型，浇注时，先缓慢向坩埚室通入压缩空气→金属液在升液管内平稳上升，直至充满铸型→升压到所需压力（工作压力）→保压、凝固结晶→撤压，升液管和浇口中未凝固的金属液体在重力作用下流回坩埚内→由气动装置开启上型→取出铸件。三低压铸造的特点和适用范围第四章特种铸造第五节低压铸造（1）充型时的压力和速度便于控制和调节，充型平稳，液体合金中的气体较容易排出，气孔、夹渣等缺陷较少；（2）低压作用下，升液管中的液态合金源源不断地补充铸型，有效防止了缩孔、缩松的出现，尤其是克服了铝合金的针孔缺陷；（3）省掉了补缩冒口，使金属利用率提高到90～98%；三低压铸造的特点和适用范围第四章特种铸造第五节低压铸造（4）铸件组织致密、力学性能好；（5）压力提高了液态合金的充型能力，有助于大型薄壁件的铸造。适用范围：主要用于质量要求较高的铝、镁合金铸件的大批量生产，如气缸、曲轴、高速内燃机活塞、纺织机零件等。一定义第四章特种铸造第六节陶瓷型铸造在砂型铸造和熔模铸造基础上发展形成的一种精密铸造工艺。二工艺过程（1）砂套造型：目的：节约昂贵的陶瓷材料及提高铸型的透气性材料：水玻璃砂制造过程与砂型铸造相同，只是砂套木模B比铸件木模A大一个陶瓷料厚度。第四章特种铸造第六节陶瓷型铸造二工艺过程（2）灌浆与胶结将铸件木模固定于平板上，刷上分型剂，扣上砂套。把陶瓷浆由浇口注满，几分钟后陶瓷浆开始结胶变硬，形成陶瓷面层。陶瓷浆由刚玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘结剂）、氢氧化钙（催化剂）及双氧水（透气剂）等组成。第四章特种铸造第六节陶瓷型铸造二工艺过程（3）起模与喷烧：灌浆约十几分钟后，在浆料尚有一定弹性时起出模型，然后用明火喷烧整个型腔以加速固化。（4）焙烧与合箱：浇注前陶瓷型要加热到350～550℃焙烧几个小时，去除残留在陶瓷型中的乙醇及水分，并进一步提高铸型强度。（5）浇注与凝固：浇注时，温度要略高，冷却凝固后获得成形好的铸件。第四章特种铸造第六节陶瓷型铸造三陶瓷型铸造的特点和适用范围（1）陶瓷材料耐高温，故可浇注高熔点合金；（2）铸件大小不受限制，几千克～数吨；（3）投资少，生产周期短适用范围：主要用于厚大精密铸件，广泛用于铸造冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模等。第五章铸件的结构工艺性铸件结构设计，首先要保证铸件使用要求，同时应根据铸造工艺特点，避免铸造缺陷，简化铸造工艺，降低铸造成本。一．避免铸造缺陷的结构设计1.铸件壁厚应合理取值①允许最小壁厚值（表4.1）第五章铸件的结构工艺性一．避免铸造缺陷的结构设计1.铸件壁厚应合理取值②增设加强筋，减小壁厚第五章铸件的结构工艺性一．避免铸造缺陷的结构设计1.铸件壁厚应合理取值③铸件各壁冷却速度均匀相近第五章铸件的结构工艺性一．避免铸造缺陷的结构设计2.铸件壁厚力求均匀，避免局部过厚形成热节第五章铸件的结构工艺性一．避免铸造缺陷的结构设计3.铸件各壁之间应均匀过渡，两个非加工表面所形成内角应设计成结构圆角。不同壁厚联结应逐步过渡，以避免出现应力集中和裂纹。第五章铸件的结构工艺性一．避免铸造缺陷的结构设计直角结构易产生缺陷：①难成形、易夹砂、金属聚集，缩孔、缩松②应力集中，易出现裂纹③柱状晶晶粒分界面，积聚杂质，形成薄弱环节第五章铸件的结构工艺性二．简化工艺过程的合理结构1.分型面数量应少，且平直，便于取出模型。第五章铸件的结构工艺性二．简化工艺过程的合理结构2.合理设计凸台，避免侧壁的局部凹陷结构。第五章铸件的结构工艺性二．简化工艺过程的合理结构3.合理确定结构斜度结构斜度：零件设计时，垂直于分型面的非加工表面均应设计出斜度，以便于造型时拔模，确保型腔质量。第五章铸件的结构工艺性二．简化工艺过程的合理结构4.铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理.芯在铸型中不能牢固安放时，就会产生偏芯，气孔、砂眼等缺陷。第五章铸件的结构工艺性二．简化工艺过程的合理结构第五章铸件的结构工艺性三.结合铸造方法的合理结构1、熔模铸造的铸件结构1)便于从压型中取出蜡模2)为便于浸挂涂料和撒砂，孔、槽不宜过小或过深。孔d＞2mm,h＜4d槽t＞2mm,h＜4t3)壁厚均匀、避免过多的分散热节。第五章铸件的结构工艺性三.结合铸造方法的合理结构2.金属型铸造的铸件结构①应顺利出型，方便抽芯，确定合理分型面;②壁厚均匀，不能过薄;③便于型芯安放和抽芯，孔径不宜过小，过深。第五章铸件的结构工艺性三.结合铸造方法的合理结构3.压铸件结构①尽可能采用薄壁，均匀结构，最小壁厚可铸螺纹、孔、齿形、图案等具体尺寸应按标准选定②非加工表面应设计结构斜度和圆角③发挥镶嵌件的优越性，但应确保连接牢固，使用可靠。第五章铸件的结构工艺性三.结合铸造方法的合理结构4.铸件的组合设计