1.5特种铸造1

1、1 1.5 1.5 特种铸造特种铸造 熔模铸造熔模铸造 金属型铸造金属型铸造 压力铸造压力铸造 低压铸造低压铸造 离心铸造离心铸造 其它特种铸造方法其它特种铸造方法 2 为获得高质量、高精度的铸件，为获得高质量、高精度的铸件， 提高生产率，人们在砂型铸造的基提高生产率，人们在砂型铸造的基 础上，创造了多种其它的铸造方法；础上，创造了多种其它的铸造方法； 通常把这些有别于砂型铸造的其他通常把这些有别于砂型铸造的其他 铸造方法通称为铸造方法通称为特种铸造特种铸造。 3 1 1.5.1 .5.1 熔模铸造熔模铸造 熔模铸造熔模铸造-用易熔材料如蜡料制成模样，在模样用易熔材料如蜡料制成模样，在模样 上

2、包覆若干层耐火材料，制成型壳，熔出模样后上包覆若干层耐火材料，制成型壳，熔出模样后 经高温焙烧即可浇注的铸造方法称熔模铸造经高温焙烧即可浇注的铸造方法称熔模铸造(wax (wax mould casting)mould casting)。是从我国古代是从我国古代“失腊失腊”铸造方铸造方 法发展成的一种精密铸造方法。法发展成的一种精密铸造方法。 4 母 模 压 型 蜡 模 组 结 壳 脱 蜡 单个 蜡模 焙烧、 浇注 一一. 熔熔 模模 铸铸 造造 的的 工工 艺艺 过过 程程 5 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）铸件精度高，表面质量好，属少，无切削工 艺。尺

3、寸精度艺。尺寸精度IT11-14，表面粗糙度，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）可铸造形状复杂铸件，最小壁厚可达0.3mm， 最小铸孔直径最小铸孔直径0.5mm。可一次铸出组合体。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）铸造合金种类不受限制，尤其适合高熔点和 难切削合金。难切削合金。 （4）无分型面，故清理工作量小。）无分型面，故清理工作量小。 （5）生产批量不受限制，可单件或成批生产。）生产批量不受限制，可单件或成批生产。 6 缺点：缺点： （1 1）铸件重量受限制（不超过）铸件重量受限制（不超过4545公斤）。公斤）。

4、（2 2）原辅材料费用比砂型铸造高，生产成本高、）原辅材料费用比砂型铸造高，生产成本高、 周期长、工艺复杂。周期长、工艺复杂。 （3 3）难于实现自动化。）难于实现自动化。 适用范围：适用范围： 最适合形状复杂、难切削的小零件，尤其适合大最适合形状复杂、难切削的小零件，尤其适合大 批量生产。批量生产。 目前在汽车、机床、气轮机、航空、兵器等领域目前在汽车、机床、气轮机、航空、兵器等领域 得到广泛应用。得到广泛应用。 7 缺点：缺点： （1）铸件重量受限制（不超过）铸件重量受限制（不超过45公斤）。公斤）。 （2）生产成本高、周期长、工艺复杂。）生产成本高、周期长、工艺复杂。 （3）难于实现自动

5、化。）难于实现自动化。 适用范围：适用范围： 最适合形状复杂、难切削的小零件，尤其适最适合形状复杂、难切削的小零件，尤其适 合大批量生产。合大批量生产。 目前在汽车、机床、气轮机、航空、兵器等目前在汽车、机床、气轮机、航空、兵器等 领域得到广泛应用。领域得到广泛应用。 8 9 应用举例应用举例 用整铸件代替装配件结构用整铸件代替装配件结构 例例1：机床手柄：机床手柄例例2：制动器爪：制动器爪 10 应用举例应用举例 将尺寸较大的铸件将尺寸较大的铸件 分成几部分分别铸分成几部分分别铸 造，再将几部分用造，再将几部分用 焊接或螺栓连接成焊接或螺栓连接成 整体。整体。 图示为叶轮，外径图示为叶轮，外

6、径 为为600mm 11 三、熔模铸件的结构设计要求三、熔模铸件的结构设计要求 1、便于从压型中取出蜡模和型芯。、便于从压型中取出蜡模和型芯。 2、零件上的孔和槽不宜过小或过深。、零件上的孔和槽不宜过小或过深。 3、壁厚不宜过簿。、壁厚不宜过簿。 4、尽量避免有大平面。、尽量避免有大平面。 便于抽出蜡模金属芯的设计 12 5、应尽量减少热节，注意壁厚的均匀性、应尽量减少热节，注意壁厚的均匀性。 例：拖拉机零件（原为锻件）例：拖拉机零件（原为锻件） 锻件锻件 熔模铸件熔模铸件 13 2 金属型铸造金属型铸造 14 铸型的种类：铸型的种类：按分型面的方位分为整体式、垂直按分型面的方位分为整体式、垂

7、直 分型式、分型式、 水平分型式和复合式。水平分型式和复合式。 合箱、开箱方式：合箱、开箱方式：自动或半自动的连杆机构自动或半自动的连杆机构 图图1-25 常用金属型结构示意图常用金属型结构示意图 外浇口外浇口 冒口冒口 滤网滤网 型腔型腔 型芯型芯 顶杆顶杆 浇口浇口 型腔型腔 型芯型芯 a) 整体式整体式b) 复合分型式复合分型式 型腔型腔 型腔型腔 型芯型芯 金属芯金属芯 浇口浇口 c) 垂直分型式垂直分型式d) 水平分型式水平分型式 15 喷刷涂料喷刷涂料 预热铸型预热铸型 铸铁件：铸铁件：250250350350 有色金属件：有色金属件：100100250250 控制开型时间：控制开

8、型时间：101060 S60 S 控制浇注温度控制浇注温度 控制铸件壁厚控制铸件壁厚 二、工艺特点 16 三、金属型铸造的特点及适用范围三、金属型铸造的特点及适用范围 1 1金属型铸件冷却速度快，组织致密，力学性能高。金属型铸件冷却速度快，组织致密，力学性能高。 2 2铸件的尺寸精度和表面质量均优于砂型铸造件。铸件的尺寸精度和表面质量均优于砂型铸造件。 尺寸精度达尺寸精度达IT12IT14IT12IT14，RaRa值平均可值平均可6.312.5m6.312.5m。 3 3 生产率高，劳动条件得到改善。生产率高，劳动条件得到改善。 4 4 金属型不透气、无退让性、铸件冷却速度快，易金属型不透气、

9、无退让性、铸件冷却速度快，易 产生产生气孔、应力、裂纹、浇不到、冷隔、白口气孔、应力、裂纹、浇不到、冷隔、白口等铸造等铸造 缺陷。缺陷。 5 5、铸件的外形和内腔都不能过复杂，壁厚不宜过、铸件的外形和内腔都不能过复杂，壁厚不宜过 薄。铸型制造成本高。薄。铸型制造成本高。 17 应用实例应用实例 18 四、金属型铸造的零件结构设计要求四、金属型铸造的零件结构设计要求 1、壁厚要均匀，以防缩孔和裂纹。、壁厚要均匀，以防缩孔和裂纹。 2、铸孔的孔径不能过小、过深，要便于铸件、铸孔的孔径不能过小、过深，要便于铸件 顺利出型和抽芯，结构斜度也比砂型铸造大。顺利出型和抽芯，结构斜度也比砂型铸造大。 19

10、3、尽量减少阻碍铸件自由收缩的凸台、筋、尽量减少阻碍铸件自由收缩的凸台、筋、 凸缘等，凸缘等，减少铸造应力，防止裂纹。减少铸造应力，防止裂纹。 修改结构减少对铸件收缩的阻碍 a.不合理 b. 合理 20 3 压力铸造压力铸造 压力铸造：压力铸造：是在高压下将液态或半液态合金快速是在高压下将液态或半液态合金快速 地压入金属型中，并在压力下凝固，以获得铸件地压入金属型中，并在压力下凝固，以获得铸件 的精密铸造方法。的精密铸造方法。简称压铸。简称压铸。 压力铸造需要用压力铸造需要用压铸机和金属铸型压铸机和金属铸型生产。生产。 压铸所用的压铸所用的压力为压力为5150MPa，金属液充满铸，金属液充满铸

11、 型的时间为型的时间为0.010.2s。 高速和高压高速和高压是压力铸造区别于一般铸造的最基是压力铸造区别于一般铸造的最基 本特征。本特征。 21 卧式冷室压铸机卧式冷室压铸机 22 压力铸造原理压力铸造原理 图为卧式压铸机的工作过程。图为卧式压铸机的工作过程。 23 24 25 26 压力铸造应用压力铸造应用 镶镶 嵌嵌 件件 的的 应应 用用 27 三、设计和使用压铸件时应注意的问题三、设计和使用压铸件时应注意的问题 应使铸件壁厚均匀应使铸件壁厚均匀， 并以并以34mm壁厚为壁厚为 宜，最大壁厚应小宜，最大壁厚应小 于于68mm，以防止，以防止 缩孔、缩松等缺陷。缩孔、缩松等缺陷。 2.

12、压铸件的内腔、外压铸件的内腔、外 形应使铸件便于从形应使铸件便于从 压型中取出。压型中取出。 A A B 抽芯 A-A a）不合理 b）合理 图5-28利于抽芯的结构 28 3. 3. 压铸件不能进行热处理或在高温下工作压铸件不能进行热处理或在高温下工作，以免，以免 压铸件内气孔中的气体膨胀，导致铸件表面鼓泡压铸件内气孔中的气体膨胀，导致铸件表面鼓泡 或变形。或变形。 4. 4. 压铸件应尽量避免切削加工压铸件应尽量避免切削加工，以防止内部孔洞，以防止内部孔洞 外露。外露。 5 . 5 . 由于压铸件内部疏松，塑性、韧性相对较差，由于压铸件内部疏松，塑性、韧性相对较差， 因此因此不适宜制造承受

13、冲击的制件不适宜制造承受冲击的制件。 29 4 低压铸造低压铸造 低压铸造低压铸造：将铸型安置在密封的坩埚上方，：将铸型安置在密封的坩埚上方， 坩埚内通往压缩空气，在熔融金属的表面上坩埚内通往压缩空气，在熔融金属的表面上 造成低压力造成低压力（0.020.06MPa)，使金属由升，使金属由升 液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。 30 J45低压铸造机 31 一一 . 基本原理基本原理 32 二、低压铸造的特点及应用范围 应用：目前广泛应用于铸造铝合金铸件，如汽车发动 机缸体、缸盖、活塞、叶轮等，也可用于球墨铸铁、 铜合金等浇注较大的铸件，如球铁曲轴、铜

14、合金螺旋 桨等。 1浇注压力和速度便于调节，可适应不同材料 的铸型。 2铸件的气孔、夹渣等缺陷较少。 3便于实现顺序凝固，使铸件组织致密、力学 性能高。 4由于省去了补缩冒口，使金属的利用率提高到 9098%。 5、设备简单，劳动条件好，便于实现机械化和自 动化。 33 34 5 离心铸造离心铸造 离心铸造离心铸造-将液态合金浇入高速旋转的铸将液态合金浇入高速旋转的铸 型中，使液态合金在离心力作用下填充铸型中，使液态合金在离心力作用下填充铸 型并凝固的铸造方法。型并凝固的铸造方法。 一一 .离心铸造的基本方式离心铸造的基本方式 离心铸造是在离心铸造机上进行的，按旋离心铸造是在离心铸造机上进行的

15、，按旋 转轴的位置分为转轴的位置分为：立式和卧式。：立式和卧式。 35 离心铸造原理 立式立式 卧式卧式 36 37 二、离心铸造的特点和适用范围二、离心铸造的特点和适用范围 1、 优点优点： 不需用芯子就可直接生产出筒、套类铸件，使不需用芯子就可直接生产出筒、套类铸件，使 铸型工艺简化，生产率高，成本低。铸型工艺简化，生产率高，成本低。 在离心力的作用下凝固成形，致密性好，铸件在离心力的作用下凝固成形，致密性好，铸件 内部不易产生缩孔、气孔、渣气孔等缺陷。内部不易产生缩孔、气孔、渣气孔等缺陷。 金属型冷却快，铸件晶粒细小，因而力学性能金属型冷却快，铸件晶粒细小，因而力学性能 较高。较高。 金

16、属液的充型能力好，可以铸造薄壁铸件和流金属液的充型能力好，可以铸造薄壁铸件和流 动性差的合金铸件。动性差的合金铸件。 38 缺点：缺点： （1）内孔尺寸偏差大，切削余量大。）内孔尺寸偏差大，切削余量大。 （2）不适于生产比重偏析大及轻合金。）不适于生产比重偏析大及轻合金。 （3）只能铸造回转体铸件。不宜单件、）只能铸造回转体铸件。不宜单件、 小批量生产。小批量生产。 39 适用范围：适用范围： 特别适合管件的铸造生产。特别适合管件的铸造生产。 如：下水管、煤气主管道、汽如：下水管、煤气主管道、汽 缸套、双金属合金（如浇注巴缸套、双金属合金（如浇注巴 氏合金）。以及可以铸造各种氏合金）。以及可以

17、铸造各种 要求组织致密、强度要求较高要求组织致密、强度要求较高 的的成型铸件成型铸件，如小叶轮、成型，如小叶轮、成型 刃具等。刃具等。 40 41 6 其他特种铸造方法其他特种铸造方法 1、连续铸造、连续铸造 连续铸造是将金属液连续铸造是将金属液 连续浇入水冷金属铸连续浇入水冷金属铸 型（结晶器）内，连型（结晶器）内，连 续凝固成型的一种工续凝固成型的一种工 艺方法。艺方法。 水冷的金属型结构决水冷的金属型结构决 定金属断面形状。定金属断面形状。 一般可分为连续铸管一般可分为连续铸管 和连续铸锭两种。和连续铸锭两种。 42 2.特点及应用 特点： 补缩及时，力学性能好； 无浇注系统和冒口，材料

18、利 用率高； 可实现连铸连轧。 应用： 用于自来水管、煤 气管等长管，或连续铸 锭等产品制造。 43 二二. 陶瓷铸造陶瓷铸造 陶瓷铸造陶瓷铸造-用水解硅酸乙酯、耐火用水解硅酸乙酯、耐火 材料、催化剂等混合制成的陶瓷浆料，材料、催化剂等混合制成的陶瓷浆料， 灌注到模板上或芯合中灌注到模板上或芯合中 的造型（芯）的造型（芯） 方法。方法。 44 陶瓷型铸造陶瓷型铸造 砂套造型砂套造型 灌浆与胶结灌浆与胶结 起模与喷烧起模与喷烧 焙烧与合箱焙烧与合箱 基本工艺过程基本工艺过程 45 2.特点及应用 特点： 可浇注高熔点合金； 铸件大小不受限制； 生产周期短。 应用： 适于单件、小批量铸件生产 46 三三. 实型铸造实型铸造 实型铸造实型铸造又称气化模铸造。又称气化模铸造。 它是用泡沫塑料模样代替木模进行砂型铸造的。它是用泡沫塑料模样代替木模进行砂型铸造的。 造型后模样不取出，铸型呈实体，浇入液态金属造型后模样不取出，铸型呈实体，浇入液态金属 后，模样燃烧、气化、消失，金属液充填模样位后，