特种铸造与铸造新技术课件.ppt

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1、21铸造,1了解铸造的特点、分类及应用。,2了解砂型铸造的工艺过程。,3了解特种铸造的方法、工艺及设备。,4了解铸造的新技术和新工艺。,特种铸造,特种铸造,概述 同砂铸相比：铸件精度高，表面质量好；合金性能改善，劳动生产率高；劳动条件大大改善；成本高。 特种铸造包括：壳形铸造、金属型铸造、熔模铸造、气化模铸造、陶瓷型铸造、离心铸造、压力铸造、低压铸造、挤压铸造、磁型铸造、石膏型铸造、真空吸铸、连续铸造、石磨型铸造、实型铸造等。,熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法，由于获得的铸件具

2、有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称“熔模精密铸造” 进入80年代以来，世界各地熔模铸造的产量、产值、质量，都有很大的增长和提高，当前熔模铸造正向精密、大型、复杂、部件整铸的方向发展。 我国的熔模铸造是在50年代开始应用于工业生产，首先在航天、航空部门逐步发展到所有的工业部门中，得到广泛的应用。,一、熔模铸造,1、概述,凸轮圆环铜铸件,汽车传动轴万向节、凸缘叉、套管叉系列,机箱体和曲轴,2、熔模铸造的工艺过程,（1）制作压型,压型是用来压制模样（即熔模）的模具，一般用钢、青铜或铝合金经切削加工制成。,熔模相当于砂型铸造中的模样，常用蜡基模料（50%石蜡加50%硬脂酸组成）或树脂基（松香）模料制

3、成，造型后，可在热水中或蒸汽中熔化，故称熔模。,（2）制作熔模,熔模铸造的工艺过程,（3）制作型壳,熔模铸造的工艺过程,（4）脱蜡和造型,（5）焙烧和浇注,浇注,熔模铸造的工艺过程,3、 熔模铸造的特点及应用,1、熔模铸造没有分型面，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。2、能铸出各种合金铸件，尤其适合于铸造高熔点难切削加工和用别的加工方法难以成型的合金。,3、可生产形状复杂的薄壁铸件，最小壁厚0.3mm最小铸出孔直径0。5mm。4、生产批量不受限制，可实现机械化流水作业。缺点：工艺过程复杂，工序多，生产周期长，生产成本高。熔模铸造件的质量一般限制在25Kg以内。熔模

4、铸造主要用于生产形状复杂、熔点高、难以切削加工的小型零件。如：汽轮机叶片、成型刀具、汽车、拖拉机、机床上的小型零件。,熔模铸造,二、 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（几百次到几千次），因此有人又称它为永久型铸造。,1、 金属型构造,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。,组合金属型结构,动画：整体式金属型铸造,透气性差导热性好没有退让性 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,2

5、、金属型铸造的工艺过程,金属型的预热（预热温度一般不低于150C)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0.30.4mm)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。,3、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

6、IT9，表面粗糙度可达Ra3.212.5um)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,金属型铸造,J316金属型铸造机,立方挖掘机系列铜套、轴瓦,水泥机械各种规格回转窑、托轮轴瓦、蜗轮,巴氏合金大轴瓦,压力铸造是利用高压使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法，简称压铸。,三压力铸造,工艺稳定铸件质量好，压型寿命低,1、概述,全自动卧式冷室压铸机,冷压室卧式压铸机的工作过程（目前应用最多),2、压力铸造的工艺过程,（1）预热金属铸型，喷涂料（2）合型、注入金属液（3）压

7、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,3、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。,压力铸造,铍铜合金压力铸造模具,铍铜合金压力铸造模具,各种压铸零件,各种压铸零件,各种压铸零件,各种压铸零件,46,四、离心铸造,离心铸造的第一个专利是在1809年由英国人爱尔恰尔特（Erchardt）提出的。直到二十世纪初才开始被采用。 离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造方法。 根据铸型旋转轴在空间位置的不同，分为立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。,1、概述,

8、2、离心铸造的方式 根据铸型旋转轴在空间位置的不同，常用的有立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。立式离心铸造机上的铸型是绕垂直轴旋转的（图1），它主要用来生产高度小于直径的圆环类铸件，有时也可用此种离心铸造机浇注异形铸件。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转的（图2），它主要用来生产长度大于直径的套类和管类铸件。,离心铸造机,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。,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,3、离心铸造的生产过程,（1）将金属型型腔清理干净，喷

9、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,4、离心铸造的特点及应用,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,在铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等方面，离心铸造几乎是一种主要的方法；此外在耐热钢辊道、一些特殊钢无缝纲管的毛坯，造纸机干燥滚筒等生产方面，离心铸造法也用得很有成效

10、。目前已制出高度机械化、自动化的离心铸造机，已建起大量生产的机械化离心铸管车间。 几乎一切铸造合金都可用于离心铸造法生产，离心铸件的最小内径可达8毫米，最大直径可达3m，铸件的最大长度可达8m，离心铸件的重量范围为几牛至几万牛（零点几公斤至十多吨）。,应用：,离心铸造,五特种铸造的特点及应用,消失模铸造利用泡沫塑料，根据零件结构和尺寸制成实型模具，经浸涂耐火黏结涂料，烘干后进行干砂造型、振动紧实，然后浇入液体金属使模样受热汽化消失，从而得到与模样形状一致的铸件的铸造方法。,1消失模铸造,泡沫塑料,造型,六、铸造的新技术和新工艺,预发泡,模型成型,模型簇组合,浸涂,浇注,消失模铸造的工艺过程：,

11、2、陶瓷型铸造,陶瓷型铸造是在砂型熔模铸造的基础上发展起来的一种新工艺。陶瓷型是利用质地较纯、热稳定性较高的耐火材料作造型材料；经灌浆、结胶、起模、焙烧等工序而制成的。 采用这种铸造方法浇出的铸件，具有较高的尺寸精度和表面光洁度，所以这种方法又叫陶瓷型精密铸造。 陶瓷型的制造方法可分为两大类：一类是全部采用陶瓷浆料制造铸型法；另一类就是采用底套（相当于砂型的背砂层）表面再灌陶瓷浆料以制陶瓷型的方法。底套又分砂套和金属底套两种。,陶瓷型铸造的工艺过程,摸样 砂套造型 灌浆陶瓷型铸造的工艺过程,喷烧 合型 铸件陶瓷型铸造的工艺过程,陶瓷型铸造具有以下优缺点：,1铸件的表面粗糙度低； 2铸件的尺寸精

12、度高； 3可以铸出大型精密铸件 熔模铸造虽能铸出尺寸精确、光洁度高的铸件，但由于本身工艺的限制，浇注的铸件重量一般都较小，最大件只有几十公斤；而陶瓷型铸件最大可达十几吨。 4投资少，投产快，生产准备周期短。 缺点是原材料价格昂贵，由于有灌浆工序，不适于浇注批量大，重量轻，形状较复杂的铸件，且生产工艺过程难于实现机械化和自动化。,这种方法可代替原来根据图样制作模样及工艺装备的试制过程，缩短设计和试制时间。,3. 计算机在铸造中的应用,（1）铸造生产中的计算机辅助设计（CAD）,通过铸造数据库软件提取设计所需的原始数据,铸件设计和铸造工艺设计,在计算机屏幕上显示铸件实体的三维造型,（2）铸造生产中的计算机辅助工程（CAE）铸造过程计算机数值模拟技术,3）计算机在熔炼中的应用。,（3）铸造生产中的计算机辅助制造（CAM）,1）计算机在模样加工中的应用。,2）计算机在砂处理中的应用。,