铸造成形技术-铸造方法.ppt
铸造方法,一、砂型铸造,是应用最广泛的铸造方法。掌握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确设计铸件的基础。1、砂型铸造的生产流程：【流程图例】2、分类：根据完成造型工序的方法不同，砂型铸造分为以下二种：【手工造型】紧砂与起模由手工完成【机器造型】紧砂与起模由机器完成。,流程图例,手工造型,手工造型操作灵活，工艺装备简单，生产准备时间短，适应强。可用于各种大小形状的铸件。但是，手工造型对工人的技术水平要求较高。生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定，主要用于单件、小批量的生产。,左图为手工紧砂，右图为手工起模。,常用手工造型方法的特点和应用范围,机器造型,用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序称机器造型。生产效率高，改善劳动条件，对环境污染小。铸件的尺寸精度和表面质量高，加工余量小。但设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长，适用于中、小型铸件成批或大批量生产。,1、紧砂方法,震压紧砂 紧砂原理：多次使充满型砂的砂箱、震击活塞、气缸等抬起几十毫米后自由下落，撞击压实气缸，多次震击后砂箱下部型砂由于惯性力的作用而紧实。上部较松散的型砂再用压头压实。这种方法所用机械结构简单，价格低廉，应用较普通。但是噪声大，砂型紧实度不高，铸件质量和生产率还不能生产上的要求。观看影像,震压紧砂,抛 砂 抛砂机头的电动机驱动高速叶片，连续地将传送带运来的型砂在机头内初步紧实，并在离心力的作用下，型砂呈团状被高速（3060ms）抛到砂箱中，使型砂逐层地紧实。抛砂紧实同时完成震砂与紧实两个工序，生产效率高、型砂紧实密度均匀。抛砂机适应性强，可用于任何批量的大、中型铸型或大型芯的生产。观看影像,抛砂,2、起模方法,型砂紧实以后，就要从型砂中正确地把模样起出，使砂箱内留下完整的型腔。造型机大都装有起模机构，其动力也多半是应用压缩空气。目前应用广泛的起模机构有顶箱、漏模和翻转三种。,顶箱,漏模,翻转,顶箱起模 型砂紧实后，开动顶箱机构，使四根顶杆自模板四角的孔（或缺口）中上升，而把砂箱顶起，此时固定模型的模板仍留在工作台上，这样就完成起模工序。顶箱起模的造型机构比较简单，但起模时易漏砂，因此只适用于型腔简单且高度较小的铸型，多用于制造上箱，以省去翻箱工序。观看影像,漏模起模 为了避免起模时掉砂，将模型上难以起模部分做成可以从漏板的孔中漏下，即将模型分成两部分，模型本身的平面部分固定在模板上，模型上的各凸起部分可向下抽出，在起模过程中由于模板托住型砂，因而可以避免掉砂，漏模起模机构一般用于形状复杂或高度较大的铸型。观看影像,翻转起模 型砂紧实后，砂箱夹持器将砂箱夹持在造型机转板上，在翻转气缸推动下，砂箱随同模板、模型一起翻转180度，然后承受台上升，接住砂箱后，夹持器打开，砂箱随承受台下降，与模板脱离而起模。这种起模方法不易掉砂。适用于型腔较深，形状复杂的铸型。由于下箱通常比较复杂些，且本身为了合箱的需要，也需翻转180度，因此翻转起模多用来制造下箱。观看影像,特种铸造,除砂型铸造以外的铸造方法。从铸造工艺角度来看，铸件的尺寸精度及表面粗糙度主要取决于铸型的质量。为了克服砂型铸造的缺点，人们在生产实践中，不断探求新的铸造方法。,一、金属型铸造,将熔融金属浇入金属铸型而获得铸件的方法称为金属型铸造。与砂型不同的是，金属型可以反复使用，故铸造又称永久型铸造。,金属型的结构类型,其中的垂直分型式由于便于开设内浇道、取出铸件和易实现机械化而应用较多。金属型一般用铸铁或铸钢制造，型腔采用机加工的方法制成，不妨碍抽芯的铸件内腔可用金属芯获得，复杂的内腔多采用砂芯,金属型的铸造工艺生产过程 观看影像,金属型铸造的应用 观看影像,金属型铸造的特点,金属型复用性好，实现了一型多铸，可节省大量造型材料和工时，提高了劳动生产率。铸件力学性能高，由于金属导热性能好，散热快，使铸件结晶致密，提高了力学性能。铸件尺寸精确，表面粗糙度可达到Ral2563微米，切削加工余量小，节约原材料和加工费用。金属型生产成本高，周期长，铸造工艺要求严格，不适于单件、小批量生产。,由于金属型的冷却速度快，不宜铸造形状复杂和大型薄壁件。金属型铸造主要用于大批量生产的、形状简单的有色金属件，如飞机、汽车、拖拉机、内燃机的铝活塞、气缸体、缸盖、油泵壳体以及铜合金轴瓦、轴套等。,金属型铸造的三大工艺要点,金属型预热：浇注前要对金属型进行预热，铸铁件250300，非铁合金铸件100250。而在使用过程中，为防止铸型吸热升温，还必须用散热装置来散热。,喷刷涂料：防止高温的熔融金属对型壁直接进行冲击，保护型腔。利用涂层厚薄，可调整和减缓铸件各部分冷却速度，提高铸件的表面质量，涂料一般由耐火材料（石墨粉、氧化锌、石英粉等）、水玻璃粘结剂和水制成。涂料层厚度约为0l05mm。掌握好开型时间：为防产生裂纹和白口组织，通常铸铁件出型温度为780950左右，开型时间为1020S。,二、压力铸造,熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。压铸时所用的压力高达数十兆帕（甚至超过200MPa），其速度约为540ms，熔融金属充满铸型的时间为0.010.2S，高压和高速是压铸区别于一般金属型铸造的重要特征。,压力铸造是在专用的压铸机上进行的。下图为压力铸造的原理图,观看影像,（1）卧式冷压室压铸机的工作过程 观看影像,（2）立式冷压室压铸机的生产过程 观看影像,（4）压铸生产的特点 观看影像,（3）热压室压铸机的工作原理与生产过程（下图工作原理图）观看影像,三、熔模铸造,用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆多层耐火涂料，将模样熔去制成无分型面的型壳，经高温焙烧、浇注而获得铸件的铸造方法称熔模铸造。熔模铸造不一定用蜡基模料，也可用松香基模料、塑料和盐基模料等，如塑料聚苯乙烯模、尿素模，是一种精密铸造方法。,熔模铸造,熔模铸造的工艺过程,熔模铸造的应用 观看影像,熔模铸造的特点：,没有分型面，型壳内表面光洁，耐火度高，可以生产尺寸精度高和表面质量好的铸件，可实现少切削或无切削加工，尺寸精度IT47，表面粗糙精度Ra1.6一12.5。能铸出各种合金铸件，尤其适合铸造高熔点、难切削加工和用别的加工方法难以成形的合金，如耐热合金、磁钢、不锈钢等。,可生产形状复杂的薄壁铸件，最小壁厚可达07mm，最小铸孔直径达15mm。熔模铸造工艺过程复杂，工序多，生产周期长（415天），生产成本高。而且由于熔模易变形，型壳强度不高等原因，熔模铸件的质量一般在25kg以内。熔模铸造用来生产那些形状复杂、熔点高、难于切削加工的小型零件，如汽轮机叶片。,四、低压铸造,介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。低压铸造的基本原理：在盛有液态金属的密封坩埚中，由进气管通入干燥的压缩空气或惰性气体，由于金属液面受到气体压力的作用，金属液则自下而上地沿升液导管和浇口充满铸型的型腔，保持压力直至铸件完全凝固。消除金属液面上压力后，这时升液导管及浇口中尚未凝固的金属因重力作用而回流坩埚中。然后打开铸型取出铸件。,低压铸造,低压铸造设备与生产过程：观看影像,低压铸造的特点：观看影像,低压铸造所用压力较低（一般低于0.1MPa），设备简单充型平稳，对铸型的冲刷力小，铸型可用金属型也可用砂型。铸件在压力下结晶，组织致密，质量较高。广泛应用于铝合金、铜合金及镁合金铸件。如发动机的气缸盖、曲轴、叶轮、活塞等。,五、离心铸造,将熔融金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件的轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。铸件多是简单的圆筒形，不用芯子即可形成圆筒内孔。离心铸造必须在离心铸造机上进行。离心铸造可分立式和卧式两类,立式离心铸造机,卧式离心铸造机,观看影像,离心铸造的特点和应用,不需要型芯就可直接生产筒、套类铸件，使铸造工艺大大简化，生产率高、成本低。在离心力作用下，金属从外向内定向凝固，铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹杂等缺陷，力学性能好。不需要浇口、冒口，金属利用率高。,便于生产双金属铸件，例如钢套镶铜轴承等，其结合面牢固，又节省铜料，降低成本。离心铸造的铸件易产生偏析，不宜铸造密度偏析倾向大的合金；而且内孔尺寸不精确，内表面粗糙，加工余量大；不适于单件、小批量生产。目前，离心铸造已广泛用于制造铸铁管、气缸套铜套、双金属轴承、特殊的无缝管坯、造纸机滚筒等。,六、实型铸造,又称气化模铸造或消失模铸造用聚苯乙烯发泡的气化模代替木模，用干砂（树脂砂、水玻璃）代替普通型砂造型，浇注气化模燃烧、气化、消失而形成铸件,七、挤压铸造（挤铸）,能铸造大型薄壁件，铸型大多为金属型,特点:,1、压力（2-10MPa）速度（）较低，无涡流、无飞溅现象。补缩好，结晶组织细化。2、不需开设浇冒口，金属利用率高。,
