第十章金屬液態(tài)與半固態(tài)成形

1金屬液態(tài)成形

司母戊鼎，875公斤商周(B.C：1600—256年)越王勾踐劍、公元前494年永樂大鐘（明永樂年間--1607年）高：6.75m、直徑：3.7m、重：46噸

錫青銅（Cu80%，Sn16%，Pb、Zn、Au、Ag）我國古代青銅器鑄造技術3第一節(jié)液態(tài)成形一、概述：

(一）重力作用下的鑄造成形：

靠液態(tài)金屬自身的重力充填型腔的成形工藝（二）外力作用下的鑄造成形：靠外力充填型腔的成形工藝特點：1）適應性強、工藝靈活性大；2）尺寸精度比鍛件、焊件精確；3）成本低廉；4）力學性能較差、尺寸均勻性差；5）勞動強度大、效率低。4液態(tài)成形的發(fā)展方向控制凝固組織、優(yōu)化性能、提高生產(chǎn)率；鑄件輕量化、薄壁化、優(yōu)質(zhì)化方向；工藝設備,自動化、高產(chǎn)化方向；CAD/CAE/CAM、人工智能、專家系統(tǒng)化方向；綠色鑄造技術，無污染、零排放方向；5鎂合金鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場60.45%C鑄鋼：200mm出氣口澆口杯

4.2%C鑄鐵：1800mm在常用的鑄造合金中，灰鑄鐵、黃銅的流動性較好，鋁合金居中，鑄鋼較差。螺旋形流動性試樣合金的流動性主要取決于化學成分二、液態(tài)成形合金的性能一、合金的充型能力1、合金的流動性出氣口澆口杯PbSb20406080204060800流動性（cm）100200300溫度（℃）0（a）在恒溫下凝固逐層凝固（b）在一定溫度范圍內(nèi)凝固糊狀凝固8溫度，T碳鋼鑄鐵共晶點9合金凝固：2種模式純金屬和共晶合金，對應A點和C點成分，有確定的熔點，恒溫結晶，凝固過程將從表及里推進，稱為逐層凝固

非共晶合金沒有一個確定的熔點，它的凝固結晶是在一個溫度區(qū)間內(nèi)完成，屬非恒溫結晶。在此溫度區(qū)間內(nèi)，同時存在已經(jīng)凝固的部分，如初晶、或樹枝狀晶主干，和還未凝固的部分，固相和液相并存，象槳糊狀態(tài)，流動性差，所以稱為糊狀凝固

離共晶點C越遠，結晶溫度區(qū)間越寬，流動性就越差。即，C點成分以前亞共晶鑄鐵，流動性隨含碳量的增加而提高；過共晶鑄鐵、C點成分以后的合金，流動性隨含碳量的增加而下降。這就是鐵碳合金流動性與含碳量的關系。結晶溫度由合金的成分決定、而溫度梯度由所采取的工藝所決定。鑄造任務：I）選擇合金的成分；II）確定工藝、改變溫度梯度。（2）鑄型的阻力

鑄件結構越復雜，鑄型排氣不通暢，流動阻力越大，充型能力越差。

2、澆注條件3、鑄型充填條件（1）澆注溫度

一般T澆越高，液態(tài)金屬的充型能力越強。但過高，易產(chǎn)生缺陷。一般，在保證液態(tài)合金有足夠充型能力的前提下，澆注溫度應盡可能低。（2）充型壓力

液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力越大，充型能力越強。（1）鑄型的導熱能力金屬型導熱能力強，易導致合金充型能力差。而砂型的導熱能力較弱，合金充型能力較強。表層中心St鑄件溫度成分溫度S1T1T2二、合金的收縮性1.收縮的概念

T澆T液T固T室合金的收縮經(jīng)歷如下三個階段：（1）液態(tài)收縮

ε液從澆注溫度到凝固開始溫度之間的收縮。T澆

—T液（2）凝固收縮ε凝

從凝固開始到凝固終止溫度間的收縮。

T液

—T固（3）固態(tài)收縮ε固

從凝固終止溫度到室溫間的收縮。

T固

—T室合金的總收縮是上述三種收縮之和體收縮率是鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松的根本原因。體收縮率：線收縮率：線收縮率是鑄件產(chǎn)生應力、變形、裂紋的根本原因。2.影響合金收縮的因素(1)化學成分(2)澆注溫度(3)鑄件結構和鑄型條件常用合金中，鑄鋼的收縮率最大，灰鑄鐵較小。3.縮孔與縮松

液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的稱為縮孔，細小而分散的稱為縮松。(1)縮孔和縮松的形成縮孔的形成縮松的形成縮孔形成機理：逐層凝固方式下最后凝固部位得不到補充而形成的空隙。

縮松形成機理：樹枝狀晶體所分隔的晶間液體區(qū)得不到補縮形成的小孔隙。

縮孔Vs.縮松14(2)縮孔和縮松的防止

①縮孔的防止

防止縮孔常用的工藝措施就是控制鑄件的凝固次序，使鑄件實現(xiàn)“定向凝固”。暗冒口冒口—

鑄型中特設的空腔，用于儲備多余金屬液體以彌補收縮引起的金屬液體不足。分為明冒口和暗冒口。

冷鐵熱節(jié)冷鐵—型壁上外設的鐵塊，用于加快該處的冷卻速度。外冷鐵和內(nèi)冷鐵。所謂定向凝固，是通過安放冒口和冷鐵等工藝措施，實現(xiàn)人為的順序凝固。將縮孔移到冒口中。尋找熱節(jié)的方法等溫線法內(nèi)切圓法②縮松的防止a）選用近共晶成分或結晶溫度范圍較窄的合金，是防止縮松產(chǎn)生的有力措施；b)在熱節(jié)處安放冷鐵或在砂型的局部表面涂敷急冷涂料，加大鑄件的冷卻速度；c)加大結晶壓力，以破碎枝晶，減少金屬液流動的阻力，達到部分防止縮松的目的。4.鑄造內(nèi)應力與鑄件變形和裂紋內(nèi)應力產(chǎn)生原因：凝固后固態(tài)收縮受阻引起。當鑄造應力方向與鑄件所受外力方向相同時，鑄件的實際承載能力會降低。是引起鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。鑄造內(nèi)應力分類：熱應力與機械應力。

熱應力：由于鑄件壁厚不均，各部分冷卻速度不同，以致收縮不一致引起的應力。

機械應力：合金線收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的內(nèi)應力。

（1）內(nèi)應力的形成

①熱應力形成分析所謂彈塑臨界溫度，（elasticplasticcriticaltemperature）指金屬從彈性狀態(tài)向塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。實際就是對應的再結晶溫度。在epct以上，金屬處于塑性狀態(tài)，應力可以通過塑性變形消除。在epct以下，金屬處于彈性狀態(tài)，應力不能通過彈性變形消除。+-+--++表示拉應力

-表示壓應力三桿熱應力分析模型20

②機械應力（收縮應力）

合金的線收縮受到鑄型、型芯、澆冒系統(tǒng)的機械阻礙而形成的內(nèi)應力。機械應力是暫時應力。上型下型21減小應力措施使鑄件壁厚均勻。盡量選擇彈性模量小的合金；工藝上同時凝固原則；時效處理——去應力退火；改善鑄型和型芯的退讓性；冷鐵同時凝固—整個鑄件幾乎同時凝固。22（2）鑄件變形及防止由于內(nèi)應力的存在，厚薄不均、截面不對稱以及細長桿、板、輪類零件，在鑄造應力超過鑄件材料的屈服極限時，產(chǎn)生的翹曲變形。1）減小應力；2）使鑄件壁厚盡可能均勻；將鑄件設計成對稱結構；3）采用反變形法；4）設置拉肋；5）時效處理（分為自然時效和人工時效兩種）；6）振動去應力新技術。23（3）、鑄件的裂紋與防止

1．熱裂

熱裂的防止：①應盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。②應提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機械應力。③對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制硫的含量，防止熱脆性。

熱裂紋是鑄件凝固末期、在接近固相線的高溫下形成的。熱裂的特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。242．冷裂

冷裂的特征：裂紋細小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。冷裂的防止：減小鑄造內(nèi)應力和降低合金的脆性

1）使鑄件壁厚盡可能均勻；2）采用同時凝固的原則；3）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制磷的含量，防止冷脆性。4）設防裂肋在較低溫度下，由于熱應力和收縮應力的綜合作用，鑄件的內(nèi)應力超過合金的強度極限而產(chǎn)生的。合金的凝固偏析微觀偏析：晶粒范圍內(nèi)化學成分不均勻性。枝晶偏析、胞狀偏析、晶界偏析。影響因素：冷速極慢，擴散充分，沒有偏析

一般冷速出現(xiàn)偏析冷速極快，液相擴散也不出現(xiàn)，也沒有偏析。消除方法：原則上偏析是非平衡凝固所致，所以只要動力學保證擴散進行時，可以消除的。具體方法：i.）高溫退火低于固相線以下溫度，在共晶溫度以下ii）細化晶粒減少擴散距離。宏觀偏析和逆偏（無解）：宏觀尺度鑄件各處化學成分差異，正偏析、反偏析、重力偏析等；防止方法：快速冷卻、調(diào)整溫差、降低雜質(zhì)含量，26合金的吸氣性液態(tài)合金中吸入了氣體，若在其冷凝過程中不能逸出，或滯留在金屬中，則在冷凝后將使鑄件內(nèi)形成氣孔缺陷。氣孔分為侵入氣孔、析出氣孔、反應氣孔三類。1、侵入氣孔主要是砂型和型芯中的氣體侵入金屬液中而形成的。特征：位于砂型及型芯附近，尺寸較大，呈橢球形或梨形。防止：減小型（芯）砂的發(fā)氣量、發(fā)氣速度；增加鑄型、型芯的透氣性；在鑄型表面刷涂料，使型砂與熔融金屬隔開，阻止氣體侵入等。272.析出氣孔溶于金屬液的氣體冷凝時溶解度下降而析出。氫氣、氮氣孔特征：尺寸較小，分布面積較廣，在鋁合金中最為多見。防止：烘干和潔凈爐料。熔煉時減少合金吸氣。對金屬進行除氣處理。提高冷卻速度或使鑄件在壓力下凝固，阻止氣體析出等。283.反應氣孔

液態(tài)金屬與鑄型材料、芯撐、冷鐵或熔渣之間發(fā)生化學反應產(chǎn)生氣體而形成的。防止：冷鐵、芯撐表面不得有銹蝕、油污，并應保持干凈29液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制常見鑄件缺陷及特征

名稱特征名稱特征氣孔主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面較光滑，一般不在鑄件表面露出，大孔獨立存在，小孔則成群出現(xiàn)?？s孔縮松1．縮孔：形狀為不規(guī)則的封閉或敞露的空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固部位。2．縮松：鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細小的縮孔。粘砂鑄件的部分或整個表面粘附著一層金屬和砂粒的機械混和物，多發(fā)生在鑄件厚壁和熱節(jié)處。裂紋1．熱裂：斷面嚴重氧化，無金屬光澤，斷口沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則的裂紋。2．冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。夾砂鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表面粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本體相連?；瘜W成分及力學性能不合格鑄件的化學成分和硬度、強度、伸長率、沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符合技術條件要求。白口灰鑄鐵件斷面全部或表面出現(xiàn)亮白色組織，常在鑄件薄的斷面，棱角及邊緣部分。30手工造型機器造型

金屬型鑄造熔模鑄造壓力鑄造低壓鑄造陶瓷型鑄造離心鑄造液態(tài)成形工藝砂型鑄造特種鑄造三、金屬的液態(tài)成形方法(ClassificationoffoundryMethods)31砂型鑄造砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，適應于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)，也是使用最廣的一種鑄造方法。砂型鑄造生產(chǎn)占產(chǎn)品的60%-70%。32鑄造工藝基本概念---實心鋼球鑄造引出的概念圖1.φ1000mm鋼球體圖2.形狀不完備的球砂箱圖3.形狀完備但取不出來球體圖5.分型面分型面圖6.造型圖7造型時分型面與分模面平齊一致圖4.分型面分型面圖8造型時分型面與分模面平齊一致分模面圖9球形空腔圖10在球形空腔上置澆道圖11更平穩(wěn)的澆注系統(tǒng)圖13加入補縮源—冒口冒口圖12無冒口系統(tǒng)的鑄件緊固夾緊防止跑火等箱把：翻箱及吊運操作等吃砂量圖15砂型裝配示意定位銷圖14模樣定位銷36

鋼球鑄造引出的基本概念成型類：分型面、分模面工藝類：澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵工裝類：模樣、模板、砂箱等37套筒工藝與大球工藝的差別

——澆注位置、砂芯、外模樣變化圖17套筒鑄件的三種澆注位置

垂直放置水平放置傾斜放置圖18直接把砂芯用砂箱做出單獨砂塊圖19用單獨砂塊做孔芯圖19用單獨的砂塊將孔做出單獨砂塊圖20外模樣的變化39鑄造工藝基本概念成型類：分型面、分模面、砂芯、模樣工藝類：澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵工裝類：模樣、模板、砂箱、芯盒成型與工藝特點的概念：澆注位置零件圖鑄造工藝圖模樣圖、芯盒圖、鑄型裝配圖制造模樣及芯盒混制芯砂預處理造型材料混制型砂造型制芯準備爐料熔煉金屬澆注化驗落砂、清理檢驗熱處理合格鑄件合型烘干鑄型烘干芯子是用模樣和型砂制造鑄型的一種工藝。砂型鑄造41砂型鑄造造型材料:

型砂和芯砂由原砂、粘結劑、水和附加物造型方法:

整模造型分模造型三箱造型手工造型挖砂造型

活塊造型

刮板造型等

壓實式造型

震壓實式造型微震壓實式造型

機器造型高壓式造型

空氣沖擊式造型

射壓式造型

拋砂式造型42

手工造型（handmolding)定義---全部用手工或手動工具完成的造型工序稱為手工造型。

填砂、緊實和起模人工完成機器造型(machinemolding)

：機器加砂、緊砂與起模（造型機）43優(yōu)點---手工造型操作靈活、工藝裝備(模樣、芯盒、砂箱等)簡單、生產(chǎn)準備時間短、適應性強，造型質(zhì)量一般可滿足工藝要求，缺點---生產(chǎn)率低、勞動強度大、鑄件質(zhì)量較差，所以主要用于單件小批生產(chǎn)。（一）手工造型手工造型的兩箱造型圖解型芯Core上箱flask下箱分型面P/L型腔Cavatity澆注系統(tǒng)gatingsystem排氣孔模樣是整體的，鑄型的型腔一般只在下箱。造型時，整個模樣能從分型面方便地取出。

整模造型因操作簡便，無砂箱錯位現(xiàn)象。2.常見手工造型方法適用于：外形輪廓上有一個平面可作分型面的簡單鑄件，如齒輪坯、軸承、皮帶輪罩等。1)整模造型

特點：鑄件的最大截面不在端部而在中部，因而木模沿最大截面分成兩半。造型簡單，節(jié)省工時。2)分模造型特點：形狀較復雜的鑄件，特別廣泛用于有孔或帶有型芯的鑄件，如套筒、水管、閥體、箱體、曲軸、立柱等。適用于：

將模樣沿最大截面處分為兩半，型腔分別位于上、下兩個半型內(nèi)。特點：鑄件兩端截面尺寸比中間大，采用兩箱無法起模，將鑄件放在三個砂箱中組合而成。注意：中箱高度須與鑄件兩個分型面的間距相適應。三箱造型操作費工，且需配有合適的砂箱。適用于：單件小批生產(chǎn)。具有兩個分型面的鑄件。3）三箱造型過程特點：模樣是整體的，但鑄件的分型面是曲面。造型操作麻煩，生產(chǎn)率低，要求操作技術水平高。4)挖砂造型

當鑄件最大截面在中部，模樣又不便分成兩半(如分模后模樣太薄或分面是曲面)時，只能將模樣做成整模，造型時挖掉防礙起模的砂子。挖砂適用于：單件、小批量生產(chǎn)。5）假箱造型對于分型面為階梯面或曲面的鑄件，當生產(chǎn)數(shù)量較多時，為了克服挖砂造型的缺點，可用成形底板代替平面底板，并將模樣放置在成形底板上造型，可省去挖砂操作。

鑄件上有妨礙起模的小凸臺、肋條等。制模時將此部分作成活塊，在主體模樣起出后，從側(cè)面取出活塊。適用于單件、小批生產(chǎn)帶有突起部分的鑄件6)活塊造型活塊用銷式燕尾與模樣的主體連接，在起模時須先取出模樣主體，然后取出活塊。51

用與鑄件截面相適應的刮板代替實體模樣造型的方法。特點：刮板造型，可以降低模樣成本，縮短生產(chǎn)準備時間，但要求操作技能高，鑄件尺寸精度低，生產(chǎn)率低，適用于:單件、小批生產(chǎn)尺寸較大的回轉(zhuǎn)體鑄件，如皮帶輪、齒輪等。7)刮板造型8）地坑造型大型鑄件單件生產(chǎn)時，為節(jié)省下砂箱，降低鑄型高度，便于澆鑄，多采用地坑造型。造型時先在地坑中填入型砂，制好砂床，再將模樣安臥好，再填砂舂實、刮平，造上箱。為省卻挖砂操作，在造型前特制一個底胎，然后在底胎上造下箱；底胎可多次使用，不參與澆注表2-2常用手工造型方法的特點及應用造型方法主要特點適用范圍整模造型整體模，平面分型面，型腔在一個砂箱內(nèi)；造型簡單，鑄件精度表面質(zhì)量較好分模造型模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個砂箱，造型簡便挖砂造型假箱造型最大截面位于一端并為平面的簡單鑄件的單件、小批生產(chǎn)最大截面在中部，一般為對稱性鑄件，如套、管、閥類零件單件、小批生產(chǎn)模樣為整體，但分型面不是平面，造型時手工挖去阻礙取模的型砂，生產(chǎn)率低，技術水平高分型面不是平面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)分型面不是平面的鑄件的成批生產(chǎn)活塊造型對鑄件上妨礙起模的小部分做成活動部分。起模時先取出主體部分，再取出活動部分用于妨礙起模部分的鑄件的單件、小批生產(chǎn)采用活動砂箱造型，合型后脫出砂箱表2-2常用手工造型方法的特點及應用造型方法主要特點適用范圍刮板造型用刮板代替模樣造型。節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)率低，技術水平高，精度較差兩箱造型鑄型由上型和下型構成，各類模樣，操作方便三箱造型脫箱造型用于等截面或回轉(zhuǎn)體大中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)最基本的造型方法。各種鑄型，各種批量鑄件兩端截面尺寸比中間大，必須有兩個分型面主要用于手工造型，具有兩個分型面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)用于小鑄件的生產(chǎn)。地坑造型在地面砂床中造型，不用砂箱或只用上箱用于要求不高的中、大型鑄件的單件、小批生產(chǎn)續(xù)大部分造型機主要是實現(xiàn)型砂的緊實和起模工序的機械化，合箱、鑄型和砂箱的運輸則由輔助機械來完成。機器造型的緊砂方法主要有震壓、拋砂、射壓式等多種基本形式

手工造型中的摏(chong)箱、起模兩工序不僅效率低，勞動條件差，而且鑄件尺寸不準確等不足。（二）機器造型（造芯）用機器代替手工進行造型(芯),稱機器造型(芯).機器造型是指用機器完成填砂、緊實、起模等操作的造型方法，該機器稱為造型機。1）震壓緊砂拋砂頭轉(zhuǎn)子上裝有葉片，型砂由皮帶輸送機連續(xù)地送入，高速旋轉(zhuǎn)的葉片接住型砂并分成一個個砂團，當砂團隨葉片轉(zhuǎn)到出口處時，由于離心力作用，以高速拋入砂箱，同時完成填砂和緊實。2）拋砂造型

3.機器造型的起模方法1）頂箱起模：機構簡單，但易漏砂，用于型腔簡單、高度小的鑄型，多用于上型，以省卻翻箱。3.機器造型的起模方法2）漏模起模一般用于形狀復雜或高度較大的鑄型。3）翻轉(zhuǎn)起模機構較復雜，但不易掉砂，適用于型腔較深，形狀復雜的鑄型，常用于下型。3.機器造型的起模方法4、機器造型的特點采用模板的兩箱造型。所謂模板就是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與底板聯(lián)結成一體的專用工裝，一般采用金屬材料制造。造型時，底板形成分型面，模樣形成型腔。有單面模板和雙面模板之分。不能采用三箱造型和活塊造型。采用外型芯解決起模的問題。62（三）特種鑄造特種鑄造金屬型鑄造離心鑄造壓力鑄造熔模鑄造低壓鑄造擠壓鑄造陶瓷型鑄造消失模鑄造半固態(tài)鑄造石膏型鑄造金屬型鑄造1.金屬型的材料與結構澆注低熔點合金（錫、鋅、鎂等）：采用鑄鐵做金屬型料；澆注鋁、銅等合金：一般采用合金鑄鐵或鋼做金屬型。鑄件內(nèi)腔：可用金屬型芯或砂芯?！且簯B(tài)金屬在重力作用下注入金屬鑄型以獲得鑄件的方法。鑄型用金屬制成，可反復使用，故又稱永久型鑄造、硬模鑄造、鐵模鑄造、冷硬鑄造、冷激模鑄造等。金屬型的材料64整體式圖、水平分型式、垂直分型式、復合分型式、等。金屬型的結構根據(jù)分型面的空間位置，金屬型可分為:金屬型的排氣依靠出氣口及分布在分型面上的許多通氣槽，多數(shù)金屬型設有推桿機構。

垂直分型式金屬型：復合分型式合金屬型結構68鑄造鋁活塞的金屬型及金屬型芯2、金屬型鑄造工藝

(2)在金屬型的工作表面上噴刷涂料金屬型的型腔和金屬型芯表面必須噴刷涂料。目的：以保護型壁表面，免受直接沖蝕和熱擊。涂料可分：襯料和表面涂料兩種。襯料：以耐火材料為主，厚度為0.2～1.0mm；表面涂料：為可燃物質(zhì)(如燈煙、油類)，每次澆注噴涂一次，以產(chǎn)生隔熱氣膜。

(1)金屬型的強制排氣型腔上設排氣孔、分型面上開通氣槽、型壁上設置通氣塞。

(3)及時開型澆注之后，鑄件在金屬型內(nèi)停留時間愈長，鑄件的出型及抽芯愈困難，鑄件的裂紋傾向加大。出模溫度一般為：

鋁合金:450-500℃，鎂合金:350-400℃，鑄鐵:850-950℃為此，應使鑄件凝固后盡早出型。(2)預熱金屬型并控制其溫度

通常鑄鐵件為250～350℃，非鐵金屬件100～250℃。目的：是減緩鑄型對澆入金屬的激冷作用，減少鑄件缺陷。同時，因減小鑄型和澆入金屬的溫差，提高了鑄型壽命。57金屬型特點鑄件成形過程特點對鑄件的影響無退讓性

鑄件在凝固過程中，受阻較大，難以自由收縮

鑄件內(nèi)應力大，易產(chǎn)生裂紋或白口等缺陷。無透氣性

金屬液在充填過程中，受型內(nèi)氣體阻礙，不易充滿

在金屬液匯合處、對流處或鑄型凹入的死角，易產(chǎn)生澆不足缺陷導熱快

金屬冷卻速度快，在金屬型傳熱系統(tǒng)中，中間層是控制冷卻速度的關鍵

鑄件晶粒細小，組織致密，表面光潔，力學性能好重復性“一型多鑄”提高了生產(chǎn)率，降低了成本，改善了勞動條件；

金屬型鑄造液態(tài)金屬耗用量少，勞動條件好，便于機械化和自動化生產(chǎn)，適用于大批生產(chǎn)有色合金鑄件。金屬型鑄造見視頻。金屬型和砂型，在性能上有顯著的區(qū)別金屬型鑄造適用于大批量生產(chǎn)形狀簡單的有色合金鑄件。如飛機、汽車、拖拉機、內(nèi)燃機的鋁活塞、氣缸體、缸蓋、油泵殼體以及銅合金軸瓦、軸套等。73熔模鑄造(失蠟鑄造）75定義：用易熔材料(蠟或塑料等)制成精確的可熔性模型，并進行蠟模組合，涂以若干層耐火涂料，經(jīng)干燥、硬化成整體型殼，加熱型殼熔失模型，經(jīng)高溫焙燒而成耐火型殼，在型殼中澆注鑄件。

熔模鑄造的生產(chǎn)工藝焙燒母模制造壓型熔蠟充滿壓型一個蠟模蠟模組合結殼、倒出熔蠟填砂澆注熔模鑄造的生產(chǎn)工藝75(1）蠟模制造

制造蠟模要經(jīng)過如下程序：①制造壓型：壓型是用來制造單個蠟模的專用模具。壓型一般用鋼、銅或鋁經(jīng)切削加工制成，這種壓型的使用壽命長，制出的蠟模精度高，但壓型的制造成本高，生產(chǎn)準備時間長，主要用于大批量生產(chǎn)。對于小批量生產(chǎn)，壓型還可采用易熔合金(Sn、Pb、Bi等組成的合金)、塑料或石膏直接向模樣上澆注而成。②壓制蠟模將蠟料加熱到糊狀后，在2～3個大氣壓力下，將蠟料壓入到壓型內(nèi)，待蠟料冷卻凝固便可從壓型內(nèi)取出，然后修去分型面上的毛刺，即得單個蠟模。76③

組裝蠟模熔模鑄件一般均較小，為提高生產(chǎn)率、降低成本，通常將若干個蠟模焊在一個預先制好的澆口棒上構成蠟模組，從而可實現(xiàn)一型多鑄。（2）結殼

它是在蠟模組上涂掛耐火材料，以制成具有一定強度的耐火型殼的過程。由于型殼的質(zhì)量對鑄件的精度和表面粗糙度有著決定性的影響，因此結殼是熔模鑄造的關鍵環(huán)節(jié)。①浸涂料：②撒砂：③硬化：(1)浸涂料：將蠟模組置于涂料中浸漬，使涂料均勻地覆蓋在蠟模組的表層。涂料由耐火材料(如石英粉)、粘結劑(如水玻璃、硅酸乙酯等)組成的糊狀混合物。這種涂料可使型腔獲得光潔的面層。(2)撒砂：使浸漬涂料后的蠟模組均勻地粘附一層石英砂，以增厚型殼。(3)硬化：為了使耐火材料層結成堅固的型殼，撒砂之后應進行化學硬化和干燥。

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為了從型殼中取出蠟模以形成鑄型空腔，還必須進行脫蠟。通常是將型殼浸泡于85～95℃的熱水中，使蠟料熔化，并經(jīng)朝上的澆口上浮而脫除。脫出的蠟料經(jīng)回收處理后可重復使用。（3）脫蠟(1)焙燒

為了進一步去除型殼中的水分、殘蠟及其它雜質(zhì)，在金屬澆注之前，必須將型殼送入加熱爐內(nèi)加熱到800～1000℃進行焙燒。通過焙燒，型殼強度增高，型腔更為干凈。為防止?jié)沧r型殼發(fā)生變形或破裂，常在焙燒之前將型殼置于鐵箱之中，周圍填砂。若型殼強度已夠，則可不必填砂。(2)澆注

為提高合金的充型能力，防止?jié)膊蛔愫屠涓羧毕?，要在焙燒出爐后趁熱(600～700℃)進行澆注。（4）焙燒和澆注與砂型鑄造方法對比，熔模精密鑄造具有：

1.鑄件尺寸精度高（IT11－IT14），表面粗糙度值低（Ra25～3.2um）。減少切削加工量，甚至無須切削加工（渦輪發(fā)動機的葉片）。

2.可以鑄造薄壁件及重量很小的鑄件。3.擅長制造用砂型鑄造、鍛壓、切削加工等方法難以制造的形狀復雜、不便分型的零件。如帶有精細的圖案、文字、細槽和彎曲細孔的鑄件、成形刀具。

4.可以制造各種合金材質(zhì)的鑄件，尤其適用于高熔點、難切削合金的小型復雜鑄件的生產(chǎn)511.鑄造原理和工藝過程原理：用泡沫聚苯乙烯塑料模樣（包括澆冒口）代替普通模樣，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，在灼熱液態(tài)金屬的熱作用下，泡沫塑料氣化、燃燒而消失，金屬液取代了原來泡沫塑料模所占的空間位置，冷卻凝固后即可獲得所需要的鑄件。圖消失模鑄造工藝過程示意圖氣化模鑄造（消失模鑄造）消失模鑄造,又稱實型鑄造和氣化模鑄造。83