搜索
砂型铸造灵活、成本低、适应性强，但质量和尺寸精度不高、生产率低、劳动条件差。特种铸造是指与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、实型铸造等，每种特种铸造方法均有其优越之处和适用的场合。近些年来，特种铸造在我国得到了飞速发展，其地位和作用日益提高。1.5特种铸造大多数特种铸造方法铸件精度高、表面粗糙度值小；易实现少、无切削加工；铸件内部组织致密，力学性能较好；金属液消耗少，工艺简单，生产效率高；是今后发展的方向。少、无切削的铸造方法（特种铸造）1.实型铸造5.离心铸造2.金属型铸造6.熔模铸造3.压力铸造7.连续铸造4.低压铸造制模材料常用聚苯乙烯泡沫塑料。型砂多为无粘接剂的干硅砂。(1)模样和型砂图2.2.26实型铸造工艺过程1.实型铸造（消失模、气化摸铸造。“模样-铸型”）造型材料用铁丸或钢丸(磁型铸造)。(2)实型铸造的特点和应用1)特点：不必起模和修型，无型芯，无分型面，因而无飞边毛刺，不错箱，涂光洁和耐火涂料。泡沫塑料粘合，为铸件结构设计提供充分的自由度。使造型效率比砂型铸造提高2~5倍。①铸件尺寸精度高、表面粗糙度值小;易实现少、无切削加工;②工序少,生产效率高;③采用无粘接剂的干砂造型,劳动强度低，无粉尘污染，作业环境好，被荣为“绿色铸造”技术。2)应用：实型铸造几乎不受铸件结构、尺寸、质量、批量和合金种类的限制。目前正在大力推广。用于不易起模的复杂铸件的生产。缺点：模样用一次，易变形，气体有一定的污染。（设备投资较高）2.金属型铸造（砂型：一型一件，尘、强度大，劳动条件差，且小型复杂件，批量大时，砂型有一定缺陷。“铸型改革”）即在重力作用下将熔融金属浇入金属型腔中获得铸件的方法。(1)金属型金属型可分为整体、水平、垂直和综合分型四种，其中垂直分型便于开设浇冒口和安放金属芯，易于排气便于实现机械化，应用较广。(2)工艺特点(与砂型比特点：散热块)1)铸型预热;2)型腔喷刷涂料;3)浇铸温度较高;4）及时开型取件1．喷刷涂料（耐火、隔热缓冲）金属型的型腔和金属型芯表面必须喷刷涂料。涂料可分衬料和表面涂料两种，前者以耐火材料为主，厚度为0．2—1．0mm；后者为可燃物质(如灯烟、油类)，每次浇注喷涂一次，以产生隔热气膜。2．金属型应保持一定的工作温度（第一次要预热）通常铸铁件为250～350℃，非铁金属件100～250℃。其目的是减缓铸型对浇入金属的激冷作用，减少铸件缺陷。同时，因减小铸型和浇入金属的温差，（避免急冷急热，“热疲劳”）提高了铸型寿命。3、严格控制浇铸温度金属型冷却快，浇铸温度比砂型通常要高20—30摄氏度，过低，易产生冷隔、浇不到等缺陷，过高影响金属型寿命。4．适合的出型时间浇注之后，铸件在金属型内停留的时间愈长，铸件的出型及抽芯愈困难，铸件的裂纹倾向加大。同时，铸铁件的白口倾向增加，金属型铸造的生产率降低。为此，应使铸件凝固后尽早出型。通常小型铸铁件出型时间为10—60s，铸件温度约为780—950℃。此外，为避免灰铸铁件产生白口组织，除应采用碳、硅含量高的铁水外，涂料中应加入些硅铁粉。对于已经产生白口组织的铸件，要利用出型时铸件的自身余热及时进行退火。图2.2.27垂直分型式金属型的结构(3)金属型铸造的优缺点及应用1)优点①金属型铸造一型多铸,节省造型材料且减少了环境污染;②工艺简单,易于实现机械化和自动化;③铸件精度高、表面粗糙度值小；④力学性能好。2)缺点不宜铸造结构复杂、薄壁或大型铸件;用于熔点较高的合金时,铸型寿命短;灰铁件铸造时还易产生白口组织。3)应用金属型铸造主要用于成批、大量生产(熔点较低)铝合金、铜合金等非铁合金的中、小型铸件,如活塞、缸体、液压泵壳体、轴瓦和轴套等。3.压力铸造（金属型容易出现浇不足、冷隔、裂纹等，充型能力差。“充型改革”）压力铸造是指金属液在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。(1)压铸机和压铸工艺过程压铸机是压力铸造生产的主要设备，按压室（压射室）分,一般分热压室压铸机（压室浸于金属液中）和冷压室压铸机（压室与金属液保温炉分开）两大类。目前应用较多的是卧式冷压室压铸机。卧式冷压室压铸机的压铸工艺过程如图所示。图2.2.28卧式冷压室压铸机的工作过程(2)压力铸造的特点和应用特点：①生产率比其他铸造方法都高；操作简便,易于实现自动化；②铸件质量好,尺寸精度高，不需要进行切削加工即可直接装配；（因为铸件的冷却速度快，又是在压力下结晶，其表层晶粒细密。压铸件强度和硬度都较高，抗拉强度比砂型铸件提高20%～40%）③（因压力）可生产形状复杂、薄壁铸件,可直接铸出螺纹、齿形、文字等；④可铸造出镶嵌件；设备投资大,压铸型费用高,生产周期长,只适用于大批量生产。缺点：（卷气-吸气）皮下气孔—不能大余量切削，不能热处理；铸型材料的选用要防“蠕变”（T工作大于T再结晶时）。应用:压力铸造主要用于大批量生产铝、锌、镁、铜等非铁合金的中、小型铸件，仪表壳体等。低压铸造是指金属液在气体压力作用下完成充型和凝固的铸造方法。其压力为0.02～0.06MPa。是介于重力铸造(如砂型铸造、金属型铸造)和压力铸造之间的一种铸造方法。它是使液态合金在压力下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶、以形成铸件的工艺过程。4.低压铸造（低压、下而上—充型平稳。“充型”）(1)低压铸造的工艺过程向坩埚中通压缩空气→金属液上升充型→保压、凝固→将坩埚上部与空气相通→取出铸件。如图。自下而上充型，压力下凝固。图2.2.29低压铸造工艺过程特点:①可人为的调整压力,适应性强;②可用于各种铸型--适用于各种合金及各种大小的铸件;③铸件组织致密,力学性能好，对于铝合金能有效地克服铸件的针孔等缺陷，对于薄，有耐压，防渗漏，气密性要求的铸件尤为重要，可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件；④浇注时压力较低,底注充型,平稳且易控制，无飞溅冲击，不易夹渣，砂眼，气孔;⑤金属的实际利用率高;⑥设备简单,投资少,操作简便,劳动条件好,易于实现机械化、自动化。应用:低压铸造目前主要用于生产铸造质量要求高的铝、镁合金铸件。(2)低压铸造的工艺特点和应用(1)离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备,按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式两种。图2.2.30离心铸造示意5.离心铸造（“充型”）离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型中，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。1)特点①铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷,力学性能好;②铸造圆形中空铸件时,不用型芯和浇注系统,降低了金属消耗;③提高了金属液的充型能力,可浇注流动性差的合金及薄壁铸件;④可生产双金属铸件,如钢套内镶铜轴承等,其结合面牢固;⑤离心铸造适应性较广,铸造合金的种类几乎不受限制;⑥既适于铸造中空件,又可以铸造成形铸件，适应性强。2)应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。(2)离心铸造的特点和应用熔模铸造是指在易熔模样的表面包覆多层耐火涂料,待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳,型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。熔模铸造又称失蜡铸造。(1)熔模铸造的工艺过程用钢或铜合金等制造压型的母模→制造压型→制造模样→制造壳体,熔去蜡模→造型、浇注。如图所示。6.熔模铸造（压铸“蠕变”，金属型、普通砂型铸造对于小零件要分模、起模，易错箱，粗糙，高温下会“热疲劳”，大多不能铸造铁碳合金，又想到Sio2，不用分模、起模）（“铸型”）图2.2.31熔模铸造工艺过程(2)熔模铸造的特点和应用1)特点①可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件；②铸件精度高,表面质量好，实现了少、无切削加工;③适用于各种合金,尤其适用于高熔点合金及难以切削加工的合金(许多高质量铸造法无此特点);④生产批量不受限制,可实现机械化流水生产。但是工序繁多,工艺过程复杂,生产周期长,铸件不能太大、太长。2)应用熔模铸造主要用于生产汽轮机、水轮机上小型的叶片和叶轮、切削刀具及汽车、拖拉机、船舶、机床和风动工具上的小型零件等,目前,其应用范围还在不断扩大。(1)连续铸造的工艺过程图2.2.32连续铸造示意7.连续铸造连续铸造是指将金属液连续的浇入水冷金属型(结晶器)中,连续凝固成形的方法。①组织致密,力学性能好;②不用浇注系统,中空铸件不用型芯,降低了金属的损耗，简化了造型工序,降低了劳动强度,减少了生产占地面积;③设备比较简单,生产过程易于实现机械化、自动化；④几乎适用于各种合金;⑤但连续铸造不适于截面有变化,壁厚不均匀的铸件生产,而且铸管的质量较离心铸造差。连续铸造主要用于大批量生产具有等截面的铸锭、铸管、板坯、棒坯等长铸件。其中铸锭直径可由几十毫米至500毫米，铸管直径为100～1300mm；长度可达5～10m。(2)连续铸造的特点及应用1)特点（了解）2)应用8、陶瓷型铸造陶瓷型铸造是以陶瓷作为铸型材料的一种铸造方法。1．基本工艺过程陶瓷型铸造有不同的工艺方法，较为普遍的如图2—49所示。(1)砂套造型为节省昂贵的陶瓷材料和提高铸型的透气性，通常先用水玻璃砂制出砂套(相当于砂型铸造的背砂)。制造砂套的木模B比铸件的木模A应增大一个陶瓷料的厚度(图a)。砂套的制造方法与砂型铸造雷同(图b)。图2-49陶瓷型铸造工艺过程(2)灌浆与胶结即制造陶瓷面层。其过程是将铸件木模固定于平板上，刷上分型剂，扣上砂套。将配制好的陶瓷浆通过浇口注入型腔(图c)，经数分钟后，陶瓷浆便开始胶结。陶瓷浆由耐火材料(如刚玉粉、铝钒土等)、粘结剂(硅酸乙酯水解液)、催化剂(如Ca(OH)2·MgO)、透气剂(双氧水)等组成。(3)起模与喷烧灌浆5～15min后，趁浆料尚有一定弹性便可起出模样。为加速固化过程，必须用明火均匀地喷烧整个型腔(图d)。(4)焙烧与合箱陶瓷型要在浇注前加热到350～550℃焙烧3～5h，以烧去残存的乙醇、水分等，并使铸型的强度进一步提高。(5)浇注。浇注温度可略高，以便获得轮廓清晰的铸件。2．陶瓷型铸造的特点及适用范围(1)陶瓷型铸造具有熔模铸造的许多优点。因为起模是在陶瓷层处于弹性状态下进行的，同时，陶瓷型高温时变形小，故铸件的尺寸精度和表面粗糙度与熔模铸造相近。此外，陶瓷材料耐高温，故也可浇注高熔点合金。(2)陶瓷型铸件的大小几乎不受限制，如铸件重量可从几千克到数吨，而熔模铸件最大仅几十千克。(3)在单件、小批生产条件下，需要的投资少、生产周期短，在一般铸造车间较易实现。陶瓷型铸造的不足之处是：不适于批量大、重量轻或形状复杂铸件，且在生产过程难以实现机械化和自动化。目前陶瓷型铸造主要用于生产厚大的精密铸件，广泛用于铸造冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模、模板等，也可用于生产中型铸钢件。项目砂型铸造金属型铸造压力铸造低压铸造离心铸造熔模铸造实型铸造连续铸造铸件特征材质各类合金非铁合金为主非铁合金各类合金各类合金各类合金各类合金各类合金尺寸大小各种尺寸中、小件为主中、小件中、小件各种尺寸小件为主各种尺寸各种尺寸结构复杂一般较复杂较复杂一般复杂较复杂简单铸件质量尺寸精度(CT)7-136-94-86-96-94-77-97-9内部质量组织较松,晶粒较粗组织致密,晶体细小组织致密,晶体细小,有气孔组织致密,晶体细小组织致密,晶体细小组织较松,晶粒较粗组织较松,晶粒较粗组织致密,晶体细小技术经济指标生产效率低或一般较高很高较高较高低或一般一般高设备费用低或中中高中中或高低或中中中或较高生产准备周期短较长长较长较长较长较长较长表2.2.9常用铸造方法的特点和适用范围1.5.7常用铸造方法的比较5.1铸件结构的工艺性（设计）与工艺设计（制造）5.1.1零件结构的铸造工艺性（书中1.5）一、合金的铸造性能对铸件结构的要求二、铸造工艺对铸件结构的要求三、不同铸造方法对铸件结构的要求先设计—再铸造，这里顺序和书有区别零件结构的铸造工艺性（？）：指零件采用铸造方法制坯时，其结构能否用最经济的方法制造出来并符合设计要求的能力.（同学还要看书中图）一、合金的铸