Z第二篇 鑄造(3)-特種鑄造及鑄件結構

1、一 定義 第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 將液態(tài)金屬澆入用金屬制成的鑄型，以獲得鑄件的方法。.一 定義 第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造一一 定義定義 第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 垂直式,水平式,復合式。垂直式: 易取件,沒澆注系統(tǒng) 多用. 材 料: 常用灰鐵,要求高時用鑄鋼 內 腔: 金屬型芯,砂芯. 有抽芯機構二二 鑄造工藝鑄造工藝第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 金屬型導熱快,沒有退讓性,透氣性。 1 金屬型應保持一定的工作溫度. 具有良好的充型條件和一定的激冷作用. 1) 噴刷涂料前預熱. 保證涂料層致密,均勻. 合金鑄鐵80150; 鑄鋼100250. 2)

2、澆注前預熱 降冷卻速度,防白口.二二 鑄造工藝鑄造工藝第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 2 噴刷涂料 1)減緩冷卻速度,防白口 ； 2)防高溫液體對鑄型直接沖刷 ； 3)有一定蒸汽,排氣能力,防氣孔. 鑄 鐵石墨粉涂料,炭墨涂料; 鋁合金氧化鋅涂料,滑石粉 3 合理澆注溫度: 導熱快,t澆 比砂型高2035 4 適宜出型時間 收縮快出型難 冷速大白口三三 特點特點第三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 1 多次澆注,節(jié)工時,型砂,提高生產(chǎn)率 2 改善勞動條件 3 鑄件光潔度高 4 組織致密,機械性能高 5 成本高,周期長,工藝要求嚴,易出現(xiàn)白口,多用于生產(chǎn)有色金屬有色金屬。 四四 應用應用第

3、三章 特種鑄造 第一節(jié) 金屬型鑄造 應用：主要用于熔點較低的有色金屬的大批量生產(chǎn)鑄件，如飛機、汽車、內燃機等用的鋁合金活塞、汽缸體、汽缸蓋、水泵殼體及銅合金軸瓦、軸套等。 黑色金屬類鑄件黑色金屬類鑄件只限于形狀簡單的中、小型鑄鐵件。一一 定義定義第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造 高壓下(5500MPa)快速(0.0010.2s)將液態(tài)或半液態(tài)合金壓入金屬鑄型中,并在壓力下結晶.專用設備：壓鑄機專用壓型：壓型一一 定義定義第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造壓鑄機可分為熱壓室式和冷壓室式兩大類。熱室式壓鑄機壓室與合金熔化爐成一體或壓室浸入熔

4、化的液態(tài)金屬中，用頂桿或壓縮空氣產(chǎn)生壓力進行壓鑄。熱壓室式壓鑄機壓力較小，壓室易被腐蝕，一般只用于鉛、鋅等低熔點合金的壓鑄，生產(chǎn)中應用較少。冷室式壓鑄機壓室和熔化金屬的坩堝是分開的。壓鑄機結構簡單，生產(chǎn)率高，液體金屬進入型腔流程短，壓力損失小，故使用較廣。第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造冷室式臥式壓鑄機工藝過程：（1）注入金屬噴刷涂料閉合壓型液態(tài)金屬經(jīng)壓室上的注液孔注入壓室。（2）壓鑄壓射沖頭向前推進，金屬液壓入壓型中，保壓、凝固（3）取出鑄件鑄件凝固后，型腔兩側型芯同時抽出動型左移開型鑄件被沖頭頂離壓室鑄件被頂桿頂出動型三特點及應用三

5、特點及應用 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造1精度,表面質量 最小鑄孔直徑 0.7mm；2可壓鑄形狀復雜的薄壁件.(高壓 充型)；3鑄件強,硬 (壓力下結晶致密)；4 生產(chǎn)率 易自動化；5投資大,適于批量；6種類受限,不宜壓鑄高熔點合金；7壓速高,易形成氣孔；8不宜熱處理。三特點及應用三特點及應用 第三章 特種鑄造 第二節(jié) 壓力鑄造應用:壓力鑄造多用于生產(chǎn)有色金屬精密鑄件，廣泛用于汽車、拖拉機、儀表、計算機、電器等設備上的中小型鑄件。一定義一定義 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造溶膜鑄造是用易熔材料制成模型,然后在模型上涂掛耐火材料,經(jīng)硬化后,在將模型熔化排出型外,從而獲得無分型面的鑄型,

6、鑄型焙燒后即澆注二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造1蠟模制作1) 壓型:制蠟模的專用模具,鋼 銅 鋁 切削而成2) 蠟模的壓制:石蠟,峰蠟,硬脂酸,松香等,將熔化的蠟料壓入壓型中,冷凝后取出,修去毛刺,得到蠟模3) 蠟模組裝:若干蠟模焊在一個直澆棒上.二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造2結殼:蠟模涂上涂料,硬化 干燥等1) 浸涂料(石英粉+粘結劑的糊狀物)：表面光潔2) 撒砂(粗石英砂)的目的:增厚型殼3) 硬化：化學硬化3脫蠟 焙燒1) 脫蠟:熱水或水蒸氣2) 焙燒:加熱 8001000提高型

7、殼強度二工藝過程二工藝過程 第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造4 填砂:澆注1) 填砂:型殼放入鐵箱中,周圍干砂充填2) 澆注:趁熱(600700)進行澆注5落砂 清理 冷卻后,破壞型殼,取出鑄件,去澆口,毛刺,退火或正火,以便得到所需機械性能.三特點和應用三特點和應用第三章 特種鑄造 第三節(jié) 熔模鑄造1鑄造精度,光潔度高,且可澆注形狀復雜的件 2能鑄造各種合金(型殼是高級耐火材料) 3單件,小批,大批量生產(chǎn)均可 4少 無切削加工(Ra3.21.6um)稍磨 5材料貴,工藝過程繁雜,生產(chǎn)周期長. 應用: 使用高熔點合金精密鑄件的成批,大量生產(chǎn),形狀復雜,難以切削加工的小零件. 如:汽輪機葉片,

8、工藝品。一一 定義及基本方式定義及基本方式第四章 特種鑄造 第四節(jié) 離心鑄造將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(2501500r/min)的鑄型中,使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結晶. 1立式:圓筒件 自動形成內腔,壁厚不均用高度小的件. 2臥式:壁厚均勻,適于長筒,可雙金屬澆注.二二 特點應用特點應用第四章 特種鑄造 第四節(jié) 離心鑄造（1）鑄造圓筒形鑄件時，可節(jié)省型芯和澆注系統(tǒng)，省工省料，降低成本； （2）鑄件組織致密，極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷； （3）合金充型能力得到了提高，可以澆注流動性較差的合金鑄件和薄壁鑄件，如渦輪、葉輪等； （4）便于制造雙金屬件，如軋輥、鋼套、鑲銅襯、滑動軸承等。

9、 適用范圍：鑄鐵管、氣缸套、雙金屬軸承、特殊鋼的無縫管坯。一一 定義定義第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 低壓鑄造是介于重力鑄造（如砂型、金屬型鑄造）和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。液態(tài)合金在壓力作用下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結晶形成鑄件的工藝過程。所用壓力較低，一般為0.020.07MPa。二二 工藝過程工藝過程第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 密閉的保溫坩堝用于熔煉與儲存金屬液體，垂直的升液管使金屬液與鑄型朝下的澆口相通，鑄型可用砂型、金屬型等，其中金屬型最為常用，但金屬型必須預熱并噴刷涂料。澆注前緊鎖上半型，澆注時，先緩慢向坩堝室通入壓縮空氣金屬液在升液管內平穩(wěn)上升，直至充滿鑄

10、型升壓到所需壓力（工作壓力）保壓、凝固結晶撤壓，升液管和澆口中未凝固的金屬液體在重力作用下流回坩堝內由氣動裝置開啟上型取出鑄件。 三三 低壓鑄造的特點和適用范圍低壓鑄造的特點和適用范圍 第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 （1）充型時的壓力和速度便于控制和調節(jié)，充型平穩(wěn)，液體合金中的氣體較容易排出，氣孔、夾渣等缺陷較少； （2）低壓作用下，升液管中的液態(tài)合金源源不斷地補充鑄型，有效防止了縮孔、縮松的出現(xiàn)，尤其是克服了鋁合金的針孔缺陷； （3）省掉了補縮冒口，使金屬利用率提高到9098%； 三三 低壓鑄造的特點和適用范圍低壓鑄造的特點和適用范圍 第四章 特種鑄造 第五節(jié) 低壓鑄造 （4）鑄件組織

11、致密、力學性能好； （5）壓力提高了液態(tài)合金的充型能力，有助于大型薄壁件的鑄造。 適用范圍：主要用于質量要求較高的鋁、鎂合金主要用于質量要求較高的鋁、鎂合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如氣缸、曲軸、高速內燃機活塞、鑄件的大批量生產(chǎn)，如氣缸、曲軸、高速內燃機活塞、紡織機零件等。紡織機零件等。一一 定義定義第四章 特種鑄造 第六節(jié) 陶瓷型鑄造在砂型鑄造和熔模鑄造基礎上發(fā)展形成的一種精密鑄造工藝。二二 工藝過程工藝過程（1）砂套造型： 目的：節(jié)約昂貴的陶瓷材料及提高鑄型的透氣性 材料：水玻璃砂 制造過程與砂型鑄造相同，只是砂套木模B比鑄件木模A大一個陶瓷料厚度。第四章 特種鑄造 第六節(jié) 陶瓷型鑄造二二 工藝過

12、程工藝過程 （2）灌漿與膠結 將鑄件木模固定于平板上，刷上分型劑，扣上砂套。把陶瓷漿由澆口注滿，幾分鐘后陶瓷漿開始結膠變硬，形成陶瓷面層。 陶瓷漿由剛玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘結劑）、氫氧化鈣（催化劑）及雙氧水（透氣劑）等組成。第四章 特種鑄造 第六節(jié) 陶瓷型鑄造二二 工藝過程工藝過程 （3）起模與噴燒：灌漿約十幾分鐘后，在漿料尚有一定彈性時起出模型，然后用明火噴燒整個型腔以加速固化。 （4）焙燒與合箱：澆注前陶瓷型要加熱到350550焙燒幾個小時，去除殘留在陶瓷型中的乙醇及水分，并進一步提高鑄型強度。 （5）澆注與凝固：澆注時，溫度要略高，冷卻凝固后獲得成形好的鑄件。第四章 特種鑄造 第

13、六節(jié) 陶瓷型鑄造三三 陶瓷型鑄造的特點和適用范圍陶瓷型鑄造的特點和適用范圍 （1）陶瓷材料耐高溫，故可澆注高熔點合金； （2）鑄件大小不受限制，幾千克數(shù)噸； （3）投資少，生產(chǎn)周期短 適用范圍：主要用于厚大精密鑄件，廣泛用于鑄主要用于厚大精密鑄件，廣泛用于鑄造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模等。造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模等。第五章 鑄件的結構工藝性 鑄件結構設計，首先要保證鑄件使用要求，同時應根據(jù)鑄造工藝特點，避免鑄造缺陷，簡化鑄造工藝，降低鑄造成本。一避免鑄造缺陷的結構設計一避免鑄造缺陷的結構設計 1.鑄件壁厚應合理取值 允許最小壁厚值（表4.1）第五章 鑄件的結構工藝性 一避免鑄造缺陷

14、的結構設計一避免鑄造缺陷的結構設計 1.鑄件壁厚應合理取值 增設加強筋，減小壁厚 第五章 鑄件的結構工藝性 一避免鑄造缺陷的結構設計一避免鑄造缺陷的結構設計 1.鑄件壁厚應合理取值 鑄件各壁冷卻速度均勻相近 第五章 鑄件的結構工藝性 一避免鑄造缺陷的結構設計一避免鑄造缺陷的結構設計 2.鑄件壁厚力求均勻，避免局部過厚形成熱節(jié)第五章 鑄件的結構工藝性 一避免鑄造缺陷的結構設計一避免鑄造缺陷的結構設計 3.鑄件各壁之間應均勻過渡，兩個非加工表面所形成內角應設計成結構圓角。 不同壁厚聯(lián)結應逐步過渡，以避免出現(xiàn)應力集中和裂紋。 第五章 鑄件的結構工藝性 一避免鑄造缺陷的結構設計一避免鑄造缺陷的結構設計

15、 直角結構易產(chǎn)生缺陷： 難成形、易夾砂、金屬聚集，縮孔、縮松 應力集中，易出現(xiàn)裂紋 柱狀晶晶粒分界面，積聚雜質，形成薄弱環(huán)節(jié)第五章 鑄件的結構工藝性 二簡化工藝過程的合理結構二簡化工藝過程的合理結構 1.分型面數(shù)量應少，且平直，便于取出模型。 第五章 鑄件的結構工藝性 二簡化工藝過程的合理結構二簡化工藝過程的合理結構 2.合理設計凸臺，避免側壁的局部凹陷結構。 第五章 鑄件的結構工藝性 二簡化工藝過程的合理結構二簡化工藝過程的合理結構 3.合理確定結構斜度 結構斜度：零件設計時，垂直于分型面的非加工表面均應設計出斜度，以便于造型時拔模，確保型腔質量。第五章 鑄件的結構工藝性 二簡化工藝過程的合理結構二簡化工藝過程的合理結構 4.鑄件結構應有利于型芯的固定、排氣和清理. 芯在鑄型中不能牢固安放時，就會產(chǎn)生偏芯，氣孔、砂眼等缺陷。 第五章 鑄件的結構工藝性 二簡化工藝過程的合理結構二簡化工藝過程的合理結構 第五章 鑄件的結構工藝性 三三.結合鑄造方法的合理結構結合鑄造方法的合理結構 1、熔模鑄造的鑄件結構 1)便于從壓型中取出蠟模 2)為便于浸掛涂料和撒砂，孔、槽不宜過小或過深。 孔 d2mm, h4d 槽t2mm, h4t 3)壁厚均勻、避免過多的分散熱節(jié)。第五章 鑄件的結構工藝性 三三.結合鑄造方法的合理結構結合