第4讲特种铸造

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1、材料成型基础材料成型基础 刘志卫单位：机械工程学院 机械制造与自动化教研室手机：15605540807 邮箱：安徽理工大学安徽理工大学材料成型基础材料成型基础第第4 4讲讲 特种铸造特种铸造特种铸造特种铸造特种铸造主要内容特种铸造主要内容p一、熔模铸造p二、金属型铸造p三、压力铸造p四、低压铸造p五、离心铸造p六、陶瓷型铸造p七、实型铸造p八、磁型铸造p九、挤压铸造p十、连续铸造特种铸造特种铸造砂型铸造主要内容砂型铸造主要内容p 特种铸造特种铸造铸型少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造的方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造和实型铸造等。p 特点特点铸件精度高、

2、表面质量好、铸件内在性能好、原材料消耗低、工作环境好。但铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料种类往往受到限制。特种铸造特种铸造熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程p 1制造蜡模制造蜡模常用各50%石蜡+硬脂酸配制而成。为提高生产率，把数个蜡模熔焊在蜡棒上，成为蜡模组。熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程p 2制造型壳制造型壳在蜡模组表面浸挂一层以水玻璃和石英粉配制的涂料，然后在上面撒一层较细的硅砂，并放入固化剂（如氯化铵水溶液等）中硬化。使蜡模组外面形成由多层耐火材料组成的坚硬型壳（一

3、般为410层），型壳的总厚度为型壳的总厚度为510mm。熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程p 3熔化蜡模（脱蜡）熔化蜡模（脱蜡）将型壳放在8095的热水中，使蜡料熔化后从浇注系统中流出。p 4型壳的焙烧型壳的焙烧脱蜡后型壳放入加热炉，加热到800950，保温0.52h，烧去型壳内的残蜡和水分，并使型壳强度进一步提高。熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程p 5浇注浇注将型壳从焙烧炉中取出后，周围堆放干砂，加固型壳，然后趁热（600700）浇入合金液，并凝固冷却。p 6脱壳和清理脱壳和清理用人工或机械方法去掉型壳、切除浇冒口

4、，清理后即得铸件。熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔摸铸造铸件的结构工艺性熔摸铸造铸件的结构工艺性p 1铸孔不能太小和太深铸孔不能太小和太深涂料和砂粒很难进入腊模小孔洞内，一般铸孔应大于2mm。p 2铸件壁厚不可太薄铸件壁厚不可太薄一般为28mm。p 3铸件的壁厚应尽量均匀铸件的壁厚应尽量均匀熔摸铸造工艺一般不用冷铁，少用冒口，多用直浇口直接补缩，故不能有分散的热节。p （1）铸件精度高、表面质量好，可实现少、无切削）铸件精度高、表面质量好，可实现少、无切削加工，表面粗糙度为Ra12.51.6m。如涡轮发动机。如涡轮发动机叶片，铸件精度已达到无加工余量的要求。p （2）可制造形状复杂铸

5、件，最小壁厚可达）可制造形状复杂铸件，最小壁厚可达0.3mm，最小铸出孔径为0.5mm。对由几个零件组合成的复杂部件，可用熔模铸造一次铸出。p （3）铸造合金种类不受限制，用于高熔点和难切削）铸造合金种类不受限制，用于高熔点和难切削合金，更具显著的优越性。p （4）生产批量基本不受限制，既可成批、大批量生）生产批量基本不受限制，既可成批、大批量生产，又可单件、小批量生产。熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔摸铸造铸件的特点和应用熔摸铸造铸件的特点和应用p 缺点：缺点：工序繁杂，周期长，原辅材料费用高，生产成本高，铸件不宜太大、太长，一般限于25kg以下。p 产品：产品：汽轮机及燃气轮机的

6、叶片，泵的叶轮，切削刀具，飞机、汽车、拖拉机、风动工具等零件。熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔摸铸造铸件的特点和应用熔摸铸造铸件的特点和应用熔模铸造（失蜡铸造）熔模铸造（失蜡铸造）熔摸铸造铸件的特点和应用熔摸铸造铸件的特点和应用石膏雕塑熔模铸造硅胶复制制作蜡模特种铸造特种铸造金属型铸造金属型铸造p 金属型铸造金属型铸造将液体金属在重力作用下浇入金属铸型，以获得铸件的一种方法。铸型用金属制成，可以反复使用几百次到几千次。金属型铸造金属型铸造金属型铸造定义金属型铸造定义p 根据分型面位置的不同，金属型可分为垂直分型式、水平分型式和复合分型式三种结构p 为保证使用寿命，制造金属型的材料具备

7、如下的性能：为保证使用寿命，制造金属型的材料具备如下的性能：高高的耐热性和导热性，反复受热不变形，不破坏；一定的强度的耐热性和导热性，反复受热不变形，不破坏；一定的强度、韧性及耐磨性；好的切削加工性能、韧性及耐磨性；好的切削加工性能。金属型材料一般选用。金属型材料一般选用铸铁、碳素钢或低合金钢。铸铁、碳素钢或低合金钢。p 熔点应高于浇注合金的熔点。如浇注锡、锌、镁等低熔点合金，可用灰铸铁制造金属型；浇注铝、铜等合金，则要用合金铸铁或钢制金属型。金属型铸造金属型铸造金属型的结构与材料金属型的结构与材料p 金属型导热快，无退让性和透气性，为确保获得优质铸件和延长金属型使用寿命，工艺措施如下：（1）

8、加强金属型的排气）加强金属型的排气（2）表面喷刷防粘砂涂料。）表面喷刷防粘砂涂料。金属型表面应喷刷一层耐火涂料（厚度为0.3mm0.4mm），以保护型壁表面，免受金属液的直接冲蚀和热击。（3）预热金属型。）预热金属型。金属型预热温度主要通过试验来确定，一般不低于150。（4）开型温度：）开型温度：780950左右金属型铸造金属型铸造金属型的铸造工艺措施金属型的铸造工艺措施p 金属型铸造的优点（1）尺寸精度高（）尺寸精度高（IT12IT16）、表面粗糙度小）、表面粗糙度小（Ra12.56.3m），机械加工余量小。（2）铸件的晶粒较细，力学性能好。）铸件的晶粒较细，力学性能好。（3）可实现一型多铸

9、，提高了劳动生产率，且节约）可实现一型多铸，提高了劳动生产率，且节约造型材料金属型铸造金属型铸造金属型铸造的特点及应用范围金属型铸造的特点及应用范围p 缺点：缺点：金属型成本高，不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件；由于冷却速度快，铸铁件表面易产生白口，切削加工困难；受金属型材料熔点的限制，熔点高的合金不适宜用金属型铸造。p 用途：用途：铜、铝合金等铸件的大批量生产，活塞、连杆、汽缸盖等；铸铁件的金属型铸造尺寸限制在300mm以内，质量不超过8kg，如电熨斗底板等。金属型铸造金属型铸造金属型铸造的特点及应用范围金属型铸造的特点及应用范围p 压力铸造（简称压铸）：压力铸造（简称压铸）：在高压作用下，

10、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。p 常用压射压力为常用压射压力为51500MPa，充填速度约，充填速度约5100m/s，充填时间很短，约充填时间很短，约0.0102s。 p 压铸过程主要由压铸机来实现。压铸过程主要由压铸机来实现。压铸机分热压室式和冷压压铸机分热压室式和冷压室式两类。室式两类。p 压力铸造压力铸造压力铸造概述压力铸造概述p 热室压注热室压注压力铸造压力铸造压力铸造分类压力铸造分类优点 1）生产工序简单，效率高； 2）金属消耗少，工艺稳定。 缺点： 1）压铸部件长期浸在液体金属中，使用寿命降低。 2）易增加合金的含铁量。 3）热

11、压室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金铸件。 p 冷室压铸冷室压铸压力铸造压力铸造压力铸造分类压力铸造分类优点：可浇注半固态合金，不会卷入压室中气体，浇道可设中心部位，缩短流程； 不足：压力损失大（方向），直浇道金属损失大。 p 冷室压铸冷室压铸压力铸造压力铸造压力铸造分类压力铸造分类优点：压力和热量损失少，提高铸件致密度，余料直接带出，不需要专门操作； 缺点：不可铸造半固态金属（不易流动），易卷入压室气体，与空气接触面积大，易于氧化。 。 压力铸造压力铸造压力铸造分类压力铸造分类p 压铸优点：压铸优点：1）铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。2）铸件高压高速下结晶，故晶粒细小，表