精确成型技术-第六讲-金属型铸造技术

课堂作业观看视频，分别写出用设备和工艺装备表示的静压自动造型线造型和砂处理工艺流程。金属型铸造技术金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以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），故又有永久型铸造之称。《材料精确成形技术》第六讲问题与砂型相比，金属型有哪些特点？强度、刚度、硬度、尺寸精度、透气性、退让性、冷却速度由金属型的特点，推断金属型铸造的优缺点？1.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25％，屈服强度平均提高约20％，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；2.铸件的精度和表面质量比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；金属型铸造的优点3.铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30％；4.不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；5.节省造型时间和车间面积，生产效率高；金属型铸造的优点金属型铸造的优点6.使铸件产生缺陷的原因减少；7.工序简单，易实现机械化和自动化。1.金属型一次性制造成本高；2.金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件气孔、浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷；金属型铸造的缺点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，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。4.铸件壁厚、形状和重量大小受到限制。金属型铸造的缺点金属型铸件形成过程的特点1.金属在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金属又无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。铸件形成过程气体压力金属型铸件形成过程的特点气阻金属型铸件形成过程的特点2.金属液一旦进入型腔，就把热量传给金属型壁。液体金属通过型壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。3.金属型或金属型芯，在铸件凝固过程中无退让性，阻碍铸件收缩。金属型铸件形成过程的特点金属型铸造工艺特点未预热的金属型不能进行浇注。金属型的浇注温度，一般比砂型铸造时高；浇注速度应做到先慢，后快，再慢。拔芯与铸件出型时间要适当。要使金属型在生产过程中温度变化恒定。需在金属型的工作表面喷刷涂料。金属型的预热方法用喷灯或煤气火焰预热；采用电阻加热器；采用烘箱加热，其优点是温度均匀，但只适用于小件的金属型；先将金属型放在炉上烘烤，然后浇注液体金属将金属型烫热。1.风冷：即在金属型外围吹风冷却，强化对流散热。风冷方式的金属型，虽然结构简单，容易制造，成本低，但冷却效果不十分理想。金属型的冷却方法吹风冷却强制冷却金属型的冷却方法2.间接水冷：在金属型背面或某一局部，镶铸水套，其冷却效果比风冷好，适于浇注铜件或可锻铸铁件。但对浇注薄壁灰铁铸件或球铁铸件，激烈冷却，会增加铸件的缺陷。两种间接水冷金属型金属型的冷却方法3.直接水冷：在金属型的背面或局部直接制出水套，在水套内通水进行冷却，这主要用于浇注钢件或其它合金铸件，铸型要求强烈冷却的部位。因其成本较高，只适用于大批量生产。喷水直接冷却循环水直接冷却金属型的浇注系统顶注式中间注入式底注式缝隙式顶注式中间注入式底注式缝隙式问题金属型为什么常用曲线型直浇道？与砂型相比，金属型浇道的截面积怎样？与砂型相比，金属型冒口的尺寸怎样？当用金属型浇注铁合金时，由于铸件冷速大，液流的粘度急剧增加，因此多采用封闭式浇口，其各部分截面积比例为：铸铁F内︰F横︰F直＝1︰1.15︰1.25铸钢F内︰F横︰F直＝1︰1.05︰1.15封闭式浇道金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。？明冒口暗冒口顶冒口侧冒口金属型的冒口明顶冒口明侧冒口暗顶冒口暗侧冒口金属型的设计金属型的结构形式金属型主体设计金属型芯的设计金属型的排气顶出铸件机构设计金属型的定位、导向及锁紧机构金属型材料的选择按分型面位置分：1．整体金属型，铸型无分型面，结构简单，但它只适用于形状简单，无分型面的铸件；2．水平分型金属型，它适用于薄壁轮状铸件。金属型结构金属型结构3．垂直分型金属型，这类金属型便于开设浇冒口和排气系统，开合型方便，容易实现机械化生产；多用于生产简单的小铸件；4．综合分型金属型：它由两个或两个以上的分型面组成，甚至由活块组成，一般用于复杂铸件的生产。操作方便，生产中广泛采用。整体金属型铰链式金属型半开式金属型对开式金属型水平分型的金属型金属型主体系指构成型腔，用于形成铸件外形的部分；主体结构与铸件大小，其在型中的浇注位置，分型面以及合金的种类等有关；在设计时应力求使型腔的尺寸准确；便于开设浇注系统和排气系统，铸件出型方便，有足够的强度和刚度等。金属型主体设计根据铸件的复杂情况和合金的种类可采用不同材料的型芯；一般浇注薄壁复杂件或高熔点合金（如锈钢、铸铁）时，多采用砂芯；在浇注低熔点合金（如铝、镁合金）时，大多采用金属芯；在同一铸件上也可砂芯和金属芯并用。金属型芯的设计排气方式有以下几种：1．利用分型面或型腔零件的组合面的间隙进行排气。2．开排气槽。即在分型面或型腔零件的组合面上，芯座或顶杆表面上做排气槽。3．设排气孔。排气孔一般开设在金属型的最高处。4.排气塞是金属型常用的排气设施。金属型的排气排气槽排气塞型芯排气芯座排气活块结构铸件的取出铸件的取出铸件的取出铸件的取出铸件的取出金属型材料的选择满足下列要求耐热性和导热性好，反复受热时不变形，不破坏；应具有一定的强度、韧性及耐磨性，机械加工性好。铸铁是金属型最常用的材料；在要求高时，才使用碳钢和低合金钢制造金属型。思考题与砂型铸造相比，金属型铸造有哪些优点，为什么？为什么未预热的金属型不能浇注？简述金属型底注式浇注系统的优缺点,可以采取哪些措施来弥补该种系统的缺点?作业题与砂型相比，金属型冷却速度快，由此而到来的金属型技术特点有哪些，工艺过程中应注意哪些事项？与砂型相比，金属型铸件结构的设计原则主要有什么不同？与砂型相比，金属型浇注系统的设计原则主要有什么不同？