金屬鑄造形成的工藝過程課件

第二節(jié)外力作用下的鑄造成形靠外力充填型腔的形成工藝離心鑄造壓力鑄造低壓鑄造擠壓鑄造1一、離心鑄造（1）立式離心鑄造：鑄型繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。鑄件內(nèi)表面呈拋物線形。用來鑄造高度小于直徑的盤、環(huán)類或成形鑄件。

定義：將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)（250~1500r/min）的鑄型，使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶，這種鑄造方法稱作離心鑄造。1、離心鑄造的基本方式23（2）臥式離心鑄造鑄型繞水平軸旋轉(zhuǎn)，鑄件壁厚均勻，應(yīng)用廣泛，主要用來生產(chǎn)長度較大的套筒及管類鑄件，如銅襯套、鑄鐵缸套、水管。4離心式實型鑄造（3）成形件的離心鑄造5(1)利用自由表面生產(chǎn)圓筒形或環(huán)形鑄件時，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，因而省工、省料，降低了鑄件成本。(2)在離心力的作用下，鑄件呈由外向內(nèi)的定向凝固，而氣體和熔渣因密度較金屬小、則向鑄件內(nèi)腔(即自由表面)移動而排除，故鑄件極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷，鑄件致密度高，故力學(xué)性能較好。(3)便于制造雙金屬鑄件。如可在鋼套上鑲鑄薄層銅材，用這種方法制出的滑動軸承較整體銅軸承節(jié)省銅料，降低了成本。優(yōu)點：2、離心鑄造的特點和適用范圍

6缺點：(1)依靠自由表面所形成的內(nèi)孔尺寸偏差大，而且內(nèi)表面粗糙，若需切削加工，必須加大余量；(2)不適于密度偏析大的合金及輕合金鑄件，如鉛青銅、鋁合金、鎂合金等。(3)因需要專用設(shè)備的投資，故不適于單件、小批生產(chǎn)。73.離心鑄造應(yīng)用范圍61用離心鑄造法生產(chǎn)產(chǎn)量很大的鑄件有以下幾種：(1)鐵管，世界上每年球墨鑄鐵管件總產(chǎn)量的近一半是用離心鑄造法生產(chǎn)的；(2)柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機的氣缸套。(3)各種類型的銅套。(4)雙金屬鋼背銅套、各種合金的軸瓦。(5)造紙機滾筒。

用離心鑄造法生產(chǎn)質(zhì)量及經(jīng)濟效益顯著的鑄件有：(1) 雙金屬鑄鐵軋輥。(2) 加熱爐底耐熱鋼輥道。(3) 特殊鋼無縫鋼管毛坯。(4) 剎車鼓、活塞環(huán)毛坯、銅合金蝸輪毛坯等。(5) 異型鑄件如葉輪、金屬假牙、小型閥門等。幾乎一切鑄造合金都可以用于離心鑄造生產(chǎn)，鑄件的最小內(nèi)徑可為8mm，最大直徑達2600mm，最大長度為8m，鑄件的重量可為數(shù)克至數(shù)十噸。8二、壓力鑄造定義：在高壓（30～70MPa)下將液態(tài)或半液態(tài)合金快速(5～100mm/s,t=0.05～0.2s))地壓入金屬鑄型中，并在壓力下凝固，以獲得鑄件的方法。

壓鑄機按其工作原理結(jié)構(gòu)形式分為：冷壓式壓鑄機（有臥式、立式、全立式）壓鑄機熱壓式（有普通熱室、臥式熱室）壓鑄機。91、壓力機工作原理及應(yīng)用（1）熱壓室壓鑄機熱室壓鑄機的壓室與合金熔化爐聯(lián)成一體，壓室浸在保溫坩堝的液體金屬中，壓射機構(gòu)裝在坩堝上面，用機械機構(gòu)或壓縮空氣所產(chǎn)生的壓力進行壓鑄。圖3-23為熱室壓鑄機工作原理示意圖。10冷室壓鑄機的壓室和熔爐是分開的，壓鑄時要從保溫爐中舀取金屬液倒入壓室內(nèi)，再進行壓鑄。（2）冷壓室壓鑄機11冷壓室臥式壓鑄（目前應(yīng)用最多)(1)注入金屬先閉合壓型，將勺內(nèi)金屬液通過壓室上的注液孔向壓室內(nèi)注入(圖a)。(2)壓鑄壓射沖頭向前推進，金屬液被壓人壓型中(圖b)。12冷壓室臥式壓鑄（目前應(yīng)用最多)(3)取出鑄件：鑄件凝固之后，抽芯機構(gòu)將型腔兩側(cè)型芯同時抽出，動型左移開型，鑄件則借沖頭的前伸動作離開壓室。此后，在動型繼續(xù)打開過程中，由于頂桿停止了左移、鑄件在頂桿的作用下被頂出動型(圖d)。13壓鑄機主要由壓射機構(gòu)和合型機構(gòu)所組成。壓射機構(gòu)的作用是將金屬液壓入型腔；合型機構(gòu)用于開合壓型，并在壓射金屬時頂住動型，以防金屬液自分型面噴出。142、壓力鑄造的特點和適用范圍壓鑄的生產(chǎn)率較其它鑄造方法均高。

生產(chǎn)能力為50～150次/h。最高可達500次/h。鑄件的精度及表面質(zhì)量較其它鑄造方法均高(尺寸精度IT11～13，表面粗糙度值Ra6．3～1．6μm)。通常，不經(jīng)機械加工即可使用。鑄件的強度和硬度都較高。因為鑄件的冷卻速度快，又是在壓力下結(jié)晶，其表層結(jié)晶細密，如抗拉強度比砂型鑄造提高25％～30％?？蓧鸿T形狀復(fù)雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺紋、齒輪等(參見表3-1)。這是由于壓型精密，在高壓下澆注，極大地提高了合金充型能力所致。便于采用嵌鑄法。生產(chǎn)中間鑲嵌其他金屬的鑄件優(yōu)點：15(1)壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費用高、周期長，只有在大量生產(chǎn)條件下經(jīng)濟上才合算。(2)壓鑄高熔點合金（如銅、鋼、鑄鐵）時，壓型壽命很低，難以適應(yīng)。(3)由于壓鑄的速度極高，型腔內(nèi)氣體很難排除，厚壁處的收縮也很難補縮，致使鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松。(4)由于上述氣孔是在高壓下形成的，熱處理加熱時孔內(nèi)氣體膨脹將導(dǎo)致鑄件表面起泡，所以壓鑄件不能用熱處理方法來提高性能。缺點：16?2007金工教研室機械制造基礎(chǔ)壓鑄鑲嵌件17適用范圍：目前，壓力鑄造已在汽車、拖拉機、航空、兵器、儀表、電器、計算機、輕紡機械、日用品等制造業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，如氣缸體、箱體、化油器、喇叭外殼等鋁、鎂、鋅合金鑄件生產(chǎn)。18三、低壓鑄造低壓鑄造是介于一般重力鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。1.鑄造原理和工藝過程澆注時金屬液在低壓（20～60kPa）作用下，由下而上地填充鑄型型腔，并在壓力下凝固而形成鑄件的一種工藝方法。低壓鑄造的工藝過程如圖2-47所示。195/16/20094:30PM低壓鑄造主要用于鋁合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如輪轂、汽缸體、缸蓋、活塞、曲軸箱、曲軸等鑄件的生產(chǎn)。低壓鑄造的特點及適用范圍（1）澆注時的壓力和速度便于調(diào)節(jié)，故可適應(yīng)各種不同的鑄型(如金屬型、砂型、熔模型殼等)。同時，其充型平穩(wěn)，對鑄型的沖刷力小，氣體較易排除。（2）便于實現(xiàn)順序凝固，以防止縮孔和縮松，尤能有效地克服鋁合金的針孔缺陷。（3）鑄件的表面質(zhì)量高于金屬型(IT12～IT14，Ra值12.5～3.2μm)，可生產(chǎn)出壁厚為1.5～2mm的薄壁鑄件。（4）由于不用冒口，金屬的利用率可提高到90%～98%。此外，其設(shè)備費用遠較壓鑄低。20四、擠壓鑄造擠壓鑄造：用鑄型的一部分直接擠壓金屬液，使金屬在壓力作用下成形、凝固而獲得零件或毛坯的方法；又稱液態(tài)模鍛。1.擠壓鑄造的原理及工藝過程

擠壓鑄造原理如圖所示，鑄型中澆入金屬液，上型向下運動擠壓金屬液而成形。擠壓鑄造的壓力和速度較低，無渦流飛濺現(xiàn)象，成形時伴有局部塑性變形，鑄件致密無氣孔。擠壓鑄造多采用金屬型，擠壓的工藝過程包括鑄型準備、澆注、合型加壓、完成等過程。如大型薄壁鋁合金鑄件的擠壓工藝過程如圖3-28所示。212、擠壓鑄造的特點及應(yīng)用范圍擠壓鑄造與壓力鑄造、低壓鑄造都是利用壓力作用使鑄件成形而獲得致密鑄件。其特點如下：1）擠壓鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量高，尺寸公差I(lǐng)T11-IT13，Ra6.3-1.6；2）無需開設(shè)澆冒口，金屬利用率高；3）適應(yīng)性強，大多數(shù)合金都可采用擠壓鑄造；4）工藝簡單、節(jié)省能源和勞力，易于實現(xiàn)機械化和自動化，生產(chǎn)率比金屬型高1倍。

擠壓鑄造主要用于生產(chǎn)強度較高、氣密性好的鑄件及薄板類鑄件，如閥體、活塞、機架、鑄鐵鍋等。22鑄造方法的選擇砂型鑄造熔模鑄造金屬型鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造適用金屬任意鑄鋼為主有色合金為主鋁、鋅合金等有色合金為主鑄鐵、銅合金鑄件大小任意<25Kg中小為主<10Kg中小為主不限表面質(zhì)量差高較高最高較高較高生產(chǎn)批量不限成批、大量大批大量大批大量成批、大量成批、大量生產(chǎn)率低、中低、中中、高最高中中、高應(yīng)用床身,機架箱體帶輪刀具葉片自行車零件鋁活塞水暖化油器儀表喇叭缸體缸蓋殼體螺旋槳鐵管環(huán)套輥軸承23常見鑄造缺陷的名稱、特征以及產(chǎn)生的主要原因類別名稱圖例及特征主要原因形狀類缺陷錯型鑄件在分型面處有錯移1.形狀合型時上、下砂箱未對準2.上、下砂箱未夾緊3.模樣上、下半模有錯移偏型鑄件上孔偏斜或軸心線偏移1.型芯放置偏斜或變形2.澆口位置不對，液態(tài)金屬沖歪了型芯3.合型時碰歪了型芯4.制模樣時,型芯頭偏心變形鑄件向上、向下或向其他方向彎曲或扭曲1.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，壁厚不均勻2.鑄件冷卻不當，冷縮不均勻澆不足液態(tài)金屬未充滿鑄型，鑄件形狀不完整1.鑄件壁太薄，鑄型散熱太快2.合金流動性不好或澆注溫度太低3.澆口太小，排氣不暢4.澆注速度太慢5.澆包內(nèi)液態(tài)金屬不夠冷隔鑄件表面似乎融合，實際未融透，有澆坑或接縫1.鑄件設(shè)計不合理，鑄壁較薄2.合金流動性差3.澆注溫度太低，澆注速度太慢4.澆口太小或布置不當，澆注曾有中斷24孔洞類缺陷縮孔鑄件的厚大部分有不規(guī)則的粗糙孔形1.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，璧厚不均勻，局部過厚2.澆、冒口位置不對，冒口尺寸太小3.澆注溫度太高氣孔析出氣孔多而分散，尺寸較小，位于鑄件各斷面上,侵入氣孔數(shù)量較少，尺寸較大，存在于局部地方1熔煉工藝不合理、金屬液吸收了較多的氣體2.鑄型中的氣體侵入金屬液3.起模時刷水過多，型芯未干4.鑄型透氣性差5.澆注溫度偏低6.澆包工具未烘干25夾雜類缺陷砂眼鑄件表面或內(nèi)部有型砂充填的小凹坑1型砂、芯砂強度不夠，緊實較松，合型時松落或被液態(tài)金屬沖垮2.型腔或澆口內(nèi)散砂未吹凈3.鑄件結(jié)構(gòu)不合理，無圓角或圓角太小夾渣鑄件表面上有不規(guī)則并含有融渣的孔眼1.澆注時擋渣不良2.澆注溫度太低，熔渣不易上浮3.澆注時斷流或未充滿澆口，渣和液態(tài)金屬一起流入型腔裂紋缺陷裂紋在夾角處或厚薄交接處的表面或內(nèi)層產(chǎn)生裂紋1.鑄件厚薄不均，冷縮不一2.澆注溫度太高3.型砂、芯砂退讓性差4.合金內(nèi)含硫、磷較高表面缺陷粘砂鑄件表面粘砂粒1.澆注溫度太高2.型砂選用不當，耐火度差3.未刷涂料或涂料太薄26砂箱刮砂板底板砂舂通氣針起模針皮老虎鏝刀鏝勺提勾272829套管的分模造型303132333435帶輪刮板刮板木樁下砂型上砂型a)刮制下型b)刮制上型c)合箱363738返回文檔圖2-19振壓緊砂機構(gòu)原理圖演示39返回文檔圖3-6拋砂緊實機構(gòu)原理圖40返回文檔圖3-73-83-9起模方法示意圖41返回文檔42返回文檔43返回文檔44返回文檔圖3-28擠壓鑄造工藝a)澆注b)擠壓c)去除多余的金屬45一致是強有力的，而紛爭易于被征服。。7月-237月-23Tuesday,July25,2023勤奮是登上知識高峰的一條捷徑，不怕吃苦才能在知識的海洋里自由遨游。。02:23:0802:23:0802:237/25/20232:23:08AM衷心感謝社會各界對電建事業(yè)的明白關(guān)心和支持。7月-2302:23:0802:23Jul-2325-Jul-23可怕的不是失敗，而是自甘墮落。。02:23:0802:23:0802:23Tuesday,July25,2023既然我已經(jīng)踏上這條道路，那么，任何東西都不應(yīng)妨礙我沿著這條路走下去。。7月-237月-2302:23:0802:23:08July25,2023沒有播種，何來收獲；沒有辛苦，何來成功；沒有磨難，何來榮耀；沒有挫折，何來輝煌。。2023年7月25日2:23上午7月-237月-23書不記，熟讀可記；義不精，細思可精；惟有志不立，直是無著力處。。25七月20232:23:08上午02:23:087月-23效率成就品牌，誠信鑄就未來。。七月232:23上午7月-2302:23July25,2023經(jīng)理不是只告訴別人怎么干的家伙，而是要激發(fā)隊伍產(chǎn)生一定報負，并朝目標勇往直前。。2023/7/252:23:0802:23:0825July2023