机械设计制造2.4

1、机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 l2.4.1 熔模铸造熔模铸造l2.4.2 金属型铸造金属型铸造l2.4.3 压力铸造压力铸造l2.4.4 低压铸造低压铸造l2.4.5 离心铸造离心铸造l2.4.6 其它特种铸造方法其它特种铸造方法l作业作业机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.1 液态合金的充型液态合金的充型 1.熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程 l熔模铸造熔模铸造: 在易熔模样（简称熔模）的表面包覆多层耐火材料，然在易熔模样（简称熔模）的表面包覆多层

2、耐火材料，然后将模样熔去，制成无分型面的型壳，经焙烧、烧注而获得铸件后将模样熔去，制成无分型面的型壳，经焙烧、烧注而获得铸件的方法称为熔模铸造。的方法称为熔模铸造。l熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程 :a) 压型压型 b) 压制蜡模压制蜡模 c) 焊蜡模组焊蜡模组 d) 结壳脱结壳脱模模 e) 浇铸浇铸 f) 带有浇铸系统的铸件带有浇铸系统的铸件 a) b) c) d) e) f) 熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.1 液态合金的充型液态合金的充型 2.熔模铸造特点熔模铸造特点l熔模铸造

3、方法由于其工艺过程的特殊性具有以下特点：熔模铸造方法由于其工艺过程的特殊性具有以下特点：l（1）由于铸型精密又无分型面，铸件精度高，表面质量好，尺）由于铸型精密又无分型面，铸件精度高，表面质量好，尺寸公差等级为寸公差等级为CT4CT7，表面粗糙度值可达，表面粗糙度值可达Ra12.51.6m。l（2）可制造形状复杂的铸件，最小壁厚可达）可制造形状复杂的铸件，最小壁厚可达0.7mm，最小孔径，最小孔径可达可达1.5mm。l（3）能适应各种铸造合金，尤其适于生产高熔点和难以加工的）能适应各种铸造合金，尤其适于生产高熔点和难以加工的合金铸件。合金铸件。l（4）工序复杂，生产周期较长，铸件成本较高，铸件

4、尺寸和质）工序复杂，生产周期较长，铸件成本较高，铸件尺寸和质量受到限制，一般不超过量受到限制，一般不超过25。机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.2 金属型铸造金属型铸造 1.金属型的构造金属型的构造l金属型铸造金属型铸造:金属型铸造是将液体金属自由浇入到金属铸型内而获得金属型铸造是将液体金属自由浇入到金属铸型内而获得铸件的方法。由于金属型可重复使用多次，故又称为永久型。铸件的方法。由于金属型可重复使用多次，故又称为永久型。l金属型的构造：按照分型面的位置，金属型分为整体式、垂直分型式、金属型的构造：按照分型面的位置，金

5、属型分为整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。水平分型式和复合分型式。 a) b) 金属型结构简图金属型结构简图 a) a) 平分型式平分型式 b) b) 垂直分型式垂直分型式型芯 上型下型模底板动型定型机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.2 金属型铸造金属型铸造 2.金属型铸造的工艺要点金属型铸造的工艺要点l1）金属型预热）金属型预热:金属型浇注前需预热，预热温度为：铸铁件金属型浇注前需预热，预热温度为：铸铁件250350，非铁合金铸件，非铁合金铸件100250。l2）涂料）涂料: 为保护铸型，调节铸件冷却速度，

6、改善铸件表面质量，为保护铸型，调节铸件冷却速度，改善铸件表面质量，铸型表面应喷刷涂料。铸型表面应喷刷涂料。l3）浇注温度）浇注温度:由于金属型导热快，所以浇注温度应比砂型铸造高由于金属型导热快，所以浇注温度应比砂型铸造高2030，铝合金为，铝合金为680740，铸铁为，铸铁为13001370。l4）及时开型）及时开型: 因为金属型无退让性，铸件在金属型内停留时间过因为金属型无退让性，铸件在金属型内停留时间过长，容易产生铸造应力而开裂，甚至会卡住铸型。因此，铸件凝长，容易产生铸造应力而开裂，甚至会卡住铸型。因此，铸件凝固后应及时从铸型中取出。固后应及时从铸型中取出。机械制造技术基础机械制造技术基

7、础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.2 金属型铸造金属型铸造 3.金属型铸造的特点金属型铸造的特点l金属到铸造与砂型铸造比较：有许多优点。金属到铸造与砂型铸造比较：有许多优点。l1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约抗拉强度平均可提高约25，屈服强度平均提高约，屈服强度平均提高约20，其抗蚀，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；性能和硬度亦显著提高；l2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定。）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳

8、定。铸件尺寸公差等级为铸件尺寸公差等级为CT9CT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值可达值可达12.56.3m。l3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约1530；l4）实现）实现“一型多铸一型多铸”，提高生产率，改善劳动条件。，提高生产率，改善劳动条件。机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.2 金属型铸造金属型铸造 l此外，金属型铸造使铸件产生缺陷的原因减少，工序简单，易实现此外，金属型铸造使铸件产生缺陷的原因减少，工序简单，易实现机械化和自动化。金属型铸造虽有

9、很多优点，但也有不足之处：机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处：l 1）金属型制造成本高；）金属型制造成本高；l 2）金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不到、开裂和铸）金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不到、开裂和铸铁件白口等缺陷铁件白口等缺陷;l 3）金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，）金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。响甚为敏感，需要严格控制。机械制造技术基础机械制造技术基础主

10、编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.3 压力铸造压力铸造 l压力铸造压力铸造:熔融金属在高压下高速充型并凝固而获得铸件熔融金属在高压下高速充型并凝固而获得铸件的方法称为压力铸造，简称压铸。的方法称为压力铸造，简称压铸。l压铸设备及压铸工艺过程：压铸通过压铸机完成，压铸机压铸设备及压铸工艺过程：压铸通过压铸机完成，压铸机分为热压室和冷压室两大类。分为热压室和冷压室两大类。1.压铸设备及压铸工艺过程压铸设备及压铸工艺过程a) b) c)a) a) 合型合型 b) b) 压铸压铸 c) c) 开型开型 浇道型腔浇口压射冲头动型定型顶杆铸件及余料机械制造技术基础

11、机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.3 压力铸造压力铸造 l1）铸件尺寸精度高。）铸件尺寸精度高。l2）可压铸形状复杂的薄壁精密铸件，铝合金铸件最小壁厚可达）可压铸形状复杂的薄壁精密铸件，铝合金铸件最小壁厚可达0.4mm，最小孔径，最小孔径0.7mm。l3）铸件组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高）铸件组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高2540。l4）生产率高，并容易实现机械化和自动化。）生产率高，并容易实现机械化和自动化。l 5）由于压射速度高，型腔内气体来不及排除而行成针孔，铸件凝）由于压射速度高，型腔内气体来不及排除

12、而行成针孔，铸件凝固快，补缺困难，易产生缩松，影响铸件的内在质量。固快，补缺困难，易产生缩松，影响铸件的内在质量。l6）设备投资大，铸型制造费用高，周期长，故适于大批量生产。）设备投资大，铸型制造费用高，周期长，故适于大批量生产。2. 压力铸造的特点压力铸造的特点机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.4 低压铸造低压铸造 l低压铸造低压铸造:用较低的压力用较低的压力(0.020.06MPa)，使金属液自，使金属液自下而上充填型腔，并在压力下结晶以获得铸件的方法称下而上充填型腔，并在压力下结晶以获得铸件的方法称为低压铸造。低

13、压铸造的工艺过程如图所示。为低压铸造。低压铸造的工艺过程如图所示。 低压铸造示意图低压铸造示意图进气管坩埚升液导管紧固螺栓铸型机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.4 低压铸造低压铸造 l低压铸造的特点和应用范围：低压铸造的特点和应用范围：l1）液体金属充型平稳，无冲击、飞溅现象，不易产生夹渣、砂）液体金属充型平稳，无冲击、飞溅现象，不易产生夹渣、砂眼、气孔等缺陷。眼、气孔等缺陷。l2）借助压力充型和凝固，铸件轮廓清晰，对于大型薄壁、耐压、）借助压力充型和凝固，铸件轮廓清晰，对于大型薄壁、耐压、防渗漏、气密性好的铸件尤为有

14、利。防渗漏、气密性好的铸件尤为有利。l3）铸件组织致密，机械性能高。）铸件组织致密，机械性能高。l4）浇注系统简单，浇口兼冒口，金属利用率高。）浇注系统简单，浇口兼冒口，金属利用率高。l5）浇充型压力和速度便于调节，可适用于金属型、砂型、石膏）浇充型压力和速度便于调节，可适用于金属型、砂型、石膏型、陶瓷型及熔模型壳等。型、陶瓷型及熔模型壳等。l6）劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化。）劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化。机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.5 离心铸造离心铸造 l离心铸造是将液态金属浇入高

15、速旋转的铸型，在离心力离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型，在离心力作用下凝固成形的铸造方法。作用下凝固成形的铸造方法。l（1）离心铸造的分类：根据铸型旋转轴空间位置不同，离心铸造）离心铸造的分类：根据铸型旋转轴空间位置不同，离心铸造机可分为立式和卧式两大类。机可分为立式和卧式两大类。 a) b) c)离心铸造示意图离心铸造示意图a) a) 立式离心铸造立式离心铸造 b) b) 立式离心浇注成形铸件立式离心浇注成形铸件 c) c) 卧式离心铸造卧式离心铸造浇包铸型液体金属电机铸件浇口型腔型芯铸型浇注槽端盖机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种

16、铸造特种铸造 2.4.5 离心铸造离心铸造 l（2）离心铸造的特点）离心铸造的特点l1）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩孔、缩松、气孔、）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。夹渣等缺陷，力学性能好。l2）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇筑系统，简化了工艺，）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇筑系统，简化了工艺，节约了金属。节约了金属。l3）便于铸造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬，不仅表面强度高，内）便于铸造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬，不仅表面强度高，内部耐磨性好，还可节约贵重金属。部耐磨性好，还可节约贵重金属。l4）离心铸件内表面粗糙，尺寸不易控制

17、，需增大加工余量来保证）离心铸件内表面粗糙，尺寸不易控制，需增大加工余量来保证铸件质量，且不适宜易产生偏析的合金。铸件质量，且不适宜易产生偏析的合金。机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.6 其他特种铸造方法其他特种铸造方法 l除了上述五种特种铸造方法外，还有很多特种铸造方法，如挤压除了上述五种特种铸造方法外，还有很多特种铸造方法，如挤压铸造、实型铸造等。铸造、实型铸造等。l挤压铸造（又称液态模锻）是用铸型的一部分直接挤压金属液，挤压铸造（又称液态模锻）是用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在压力作用下成形、凝固而获得零件

18、或毛坯的方法。使金属在压力作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法。l最简单的挤压铸造法工作原理是在铸型中浇入一定量的液态金属，最简单的挤压铸造法工作原理是在铸型中浇入一定量的液态金属，上型随即向下运动，使液态金属自上而下充型。挤压铸造的压力上型随即向下运动，使液态金属自上而下充型。挤压铸造的压力和速度较低，无涡流飞溅现象，因此铸件致密而无气孔。和速度较低，无涡流飞溅现象，因此铸件致密而无气孔。1.挤压铸造挤压铸造机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.6 其他特种铸造方法其他特种铸造方法 l（1）挤压工艺过程：压铸造所采用的

19、铸型大多是金属型。铸型由）挤压工艺过程：压铸造所采用的铸型大多是金属型。铸型由两扇半型组成，一扇固定，另一扇活动。挤压工艺过程为：两扇半型组成，一扇固定，另一扇活动。挤压工艺过程为：l1）铸型准备；）铸型准备；2）浇注；）浇注；3）合型加压：）合型加压：4）完成。）完成。 a) b) c) 挤压铸造工艺挤压铸造工艺a) a) 浇注浇注 b) b) 挤压挤压 c) c) 去除多余的金属去除多余的金属挤压铸造机浇包型芯多余的金属机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.6 其他特种铸造方法其他特种铸造方法 l（2）挤压铸造特点：挤

20、压铸造与压力铸造、低压铸造）挤压铸造特点：挤压铸造与压力铸造、低压铸造具有共同点，即利用比压的作用使铸件成形并予具有共同点，即利用比压的作用使铸件成形并予“压压实实”，获得致密铸件。，获得致密铸件。l1）挤压铸件的尺寸精度和表面质量高。尺寸精度达）挤压铸件的尺寸精度和表面质量高。尺寸精度达IT11IT13。表面粗糙度值表面粗糙度值Ra值达值达6.31.6m。l2）无需开设浇冒口，金属利用率高。）无需开设浇冒口，金属利用率高。l3）适用性强，大多数合金都可采用挤压铸造。）适用性强，大多数合金都可采用挤压铸造。l4）工艺简单，节省能源和劳力，容易实现机械化和自动化。生产）工艺简单，节省能源和劳力，容易实现机械化和自动化。生产率比金属型铸造高一倍。率比金属型铸造高一倍。机械制造技术基础机械制造技术基础主编主编 李长河李长河 第第2章章 铸造铸造2.4 特种铸造特种铸造 2.4.6 其他特种铸造方法其他特种铸造方法 l实型铸造又称为气化模铸造和消失模铸造，其原理是用泡沫实型铸造又称为气化模铸造和消失模铸造