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1、第五节特种铸造本讲稿第一页，共二十七页 1 1 蜡模制作蜡模制作 1)1)压型压型:制蜡模的专用模具制蜡模的专用模具,钢钢 铜铜 铝铝 切削而成切削而成 2)2)蜡蜡模模的的压压制制:石石蜡蜡,峰峰蜡蜡,硬硬脂脂酸酸,松松香香等等,将将熔熔化化的的蜡蜡料料压压入入压压型型中中,冷冷凝凝后后取取出出,修修去去毛毛刺刺,得到蜡模得到蜡模 3)3)蜡模组装蜡模组装:若干蜡模焊在一个直浇棒上若干蜡模焊在一个直浇棒上.2 2 结壳结壳:蜡模涂上涂料蜡模涂上涂料,硬化硬化 干燥等干燥等 1)1)浸涂料浸涂料(石英粉石英粉+粘结剂的糊状物粘结剂的糊状物)表面光洁表面光洁 2)2)撒砂撒砂(粗石英砂粗石英砂)
2、的目的的目的:增厚型壳增厚型壳 3)3)硬化硬化(水玻璃水玻璃+NH+NH4 4CLCLSIOSIO2 2)化学硬化化学硬化 3 3 脱蜡脱蜡 焙烧焙烧 1)1)脱蜡脱蜡:热水或水蒸气热水或水蒸气 2)2)焙烧焙烧:加热加热 8001000 8001000提高型壳强度提高型壳强度 4 4 填砂填砂:浇注浇注 1)1)填砂填砂:型壳放入铁箱中型壳放入铁箱中,周围干砂充填周围干砂充填 2)2)浇注浇注:趁热趁热(600700)(600700)进行浇注进行浇注 5 5 落落砂砂 清清理理 冷冷却却后后,破破坏坏型型壳壳,取取出出铸铸件件,去去浇浇口口,毛毛刺刺,退退火火或或正正火火,以以便便得得到到
3、所所需需机机械械性能性能.本讲稿第二页，共二十七页压型注蜡焊蜡模组脱蜡、焙烧填砂、浇注熔模铸造过程本讲稿第三页，共二十七页图图4.13蜡模制造蜡模制造本讲稿第四页，共二十七页2、特点和应用1）铸造精度高（IT11-14）,表面粗糙度低（Ra6.3-1.6um)。少、无切削加工,稍磨(Ra3.21.6um)。2）可浇注形状复杂的薄壁件，无分型面。3）能铸造各种合金(型壳是高级耐火材料)，特别是高熔点、难加工合金。4）生产批量不受限制，单件、小批、大批量生产均可。5）缺点：材料贵,工艺过程繁杂,生产周期长.应用:最适合高熔点合金精密铸件的成批,大量生产；形状，复杂、难以切削的小零件，大批量生产。目
4、前在汽车、机床、气轮机、航空、兵器等领域得到广泛应用。如:汽轮机叶片,风动工具，滚刀等。本讲稿第五页，共二十七页二、金属型铸造 将液态金属浇入用金属制成的铸型，冷凝后获得铸件的方法。1、金属铸型构造1）铸型材料：多数用铸铁；要求较高用碳钢或低合金钢。2）型芯材料：形状简单件或有色金属件用金属型芯；薄壁复杂件或铸铁，铸钢件用砂芯。3）铸型的种类：按分型面的方位分为垂直分型式、水平分型式和整体式、复合式。4）合箱、开箱方式：自动或半自动的连杆机构。本讲稿第六页，共二十七页本讲稿第七页，共二十七页2、铸造工艺、铸造工艺金属型导热快金属型导热快,没有退让性没有退让性,透气性差透气性差.1 1）金属型应
5、保持一定的工作温度）金属型应保持一定的工作温度-预热预热.（1)1)喷喷刷刷涂涂料料前前预预热热-保保证证涂涂料料层层致致密密,均均匀匀.合合金金铸铸铁铁8080150;150;铸钢铸钢100100250.250.（2)2)浇注前预热浇注前预热-降低冷却速度降低冷却速度,防止铸铁白口防止铸铁白口.2 2）喷刷涂料喷刷涂料 （1)1)减缓冷却速度减缓冷却速度,防白口防白口 （2)2)防高温液体对铸型直接冲刷防高温液体对铸型直接冲刷 （3)3)有一定有一定蓄气、蓄气、排气能力排气能力,防气孔防气孔.铸铁铸铁石墨粉涂料石墨粉涂料,炭墨涂料炭墨涂料;铝合金铝合金氧化锌涂料氧化锌涂料,滑石粉滑石粉3 3
6、）合理浇注温度）合理浇注温度 4 4）适宜出型时间：）适宜出型时间：收缩快收缩快出型难出型难，冷速大冷速大铸铁件产生白口铸铁件产生白口本讲稿第八页，共二十七页图图4.11铸造铝活塞简图铸造铝活塞简图本讲稿第九页，共二十七页3、金属型铸造的特点和适用范围特点：1）铸型能反复使用，可一型多铸；2）组织致密,机械性能高；3）尺寸精度和表面质量高；4）劳动条件好，生产率高。5）铸型制造成本高，周期长；）铸型制造成本高，周期长；6）透气性差，无退让性，铸件易产生浇不足、冷隔、）透气性差，无退让性，铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷；裂纹等缺陷；7）铸造合金的熔点不能太高，质量不能太大。）铸造合金的熔点不
7、能太高，质量不能太大。应用：主要用于有色金属铸件的大批量生产。如：铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦等。本讲稿第十页，共二十七页三、压力铸造（简称压铸）在在高压下高压下(5500MPa)快速快速(浇口速度达浇口速度达3060m/s，0.0010.2s)将液态或半液态合金压入金属铸型中将液态或半液态合金压入金属铸型中,并在并在压力下结晶压力下结晶，以获得铸件的方法。，以获得铸件的方法。专用设备专用设备:压铸机压铸机专用压型专用压型压型压型 1.1.压力铸造工艺：预热金属铸型，喷涂料；合型，注入金压力铸造工艺：预热金属铸型，喷涂料；合型，注入金属液；压射冲头在高压下推动金属液充满型腔并凝固；打属液；压
8、射冲头在高压下推动金属液充满型腔并凝固；打开铸型，顶杆顶出铸件。开铸型，顶杆顶出铸件。合型机构：用以开合铸型和紧固铸型。合型机构：用以开合铸型和紧固铸型。压铸型：定（静）型及动型组成。定（静）型固定在机架压铸型：定（静）型及动型组成。定（静）型固定在机架上，动型由合型机构带动水平移动。上，动型由合型机构带动水平移动。本讲稿第十一页，共二十七页本讲稿第十二页，共二十七页图图4.15冷室式压铸机冷室式压铸机本讲稿第十三页，共二十七页镶嵌件的应用镶嵌件的应用本讲稿第十四页，共二十七页2、特点及应用（1）铸件尺寸精度高,表面质量高,最小铸孔直径0.7mm。（2）铸件的强度和表面硬度高（3）可压铸形状复
9、杂的薄壁铸件，可嵌铸其他材料（4）生产效率高（5）设备投资大，压型制造成本高（6）铸件内部有大量气孔（7）压铸件不能大余量加工，不能热处理（8）种类受限,不宜压铸高熔点合金；适宜压铸低熔点合金。压力铸造主要用于熔点较低的锌、铝、镁及铜合金铸件的生产。在汽车仪表行业,广泛应用。本讲稿第十五页，共二十七页四、低压铸造 使液态合金在压力下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶、以形成铸件的工艺过程。1、低压铸造基本原理 低压铸造过程2、特点及应用特点:（1）充型压力和速度便于控制，适应各种铸型。（2）铸件的组织致密，机械性能较高。（3）不用冒口补缩，金属利用率高。（4）铸件尺寸、形状范围广。适用范围：
10、一般用来生产铝、镁合金精密铸件。也能铸造各种合金。本讲稿第十六页，共二十七页压缩气压缩气坩埚炉坩埚炉铸型铸型熔化黄铜水熔化黄铜水低压铸造工艺原理低压铸造工艺原理主要步骤主要步骤通气充型通气充型加压凝固加压凝固放气开模放气开模本讲稿第十七页，共二十七页本讲稿第十八页，共二十七页五、离心铸造 将液态合金浇入高速旋转将液态合金浇入高速旋转(2501500r/min)的铸型中，使液态的铸型中，使液态合金在离心力作用下填充铸型并凝固的铸造方法。合金在离心力作用下填充铸型并凝固的铸造方法。1 1、离心铸造的生产方式：、离心铸造的生产方式：1 1）离心铸造是在离心铸造机上进行的，其过程是：将金属型型腔）离心
11、铸造是在离心铸造机上进行的，其过程是：将金属型型腔清理干净，喷涂料，铸型旋转，浇入定量金属液，待一定时间后清理干净，喷涂料，铸型旋转，浇入定量金属液，待一定时间后停止旋转，取出铸件。停止旋转，取出铸件。2 2）按）按离心铸造离心铸造旋转轴的位置分为：旋转轴的位置分为：立式：铸型绕垂直轴旋转，用于生产圆环铸件；立式：铸型绕垂直轴旋转，用于生产圆环铸件；卧式卧式:铸型绕水平轴旋转，用于生产管类和套类铸件。铸型绕水平轴旋转，用于生产管类和套类铸件。离心铸造的铸型主要使用金属型，也可以用砂型。离心铸造的铸型主要使用金属型，也可以用砂型。本讲稿第十九页，共二十七页图图4.18圆筒件的离心铸造圆筒件的离心
12、铸造本讲稿第二十页，共二十七页2、特点及应用特点：（1）工艺过程简单；铸造圆筒形铸件时，可节省型芯和浇注系统，省工省料，降低成本；（2）铸件组织致密，极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，铸件力学性能高。（3）合金充型能力得到了提高，可以浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等；（4）便于制造双金属件，如轧辊、钢套、镶铜衬、滑动轴承等。（5）缺点：铸件内表面质量差，内孔尺寸不易控制。应用：目前主要用于制造铸铁管、气缸套、双金属滑动轴承、特殊钢的无缝管坯。本讲稿第二十一页，共二十七页6、实型铸造（消失模铸造）、实型铸造（消失模铸造）本讲稿第二十二页，共二十七页7.7.陶瓷型铸造陶瓷型铸造
13、在砂型铸造和熔模铸造基础上发展形成的一种精密铸造工艺。在砂型铸造和熔模铸造基础上发展形成的一种精密铸造工艺。1.1.工艺过程工艺过程(见图见图4.19)4.19)（1 1）砂套造型：）砂套造型：目的：节约昂贵的陶瓷材料及提高铸型的透气性目的：节约昂贵的陶瓷材料及提高铸型的透气性材料：水玻璃砂材料：水玻璃砂制制造造过过程程与与砂砂型型铸铸造造相相同同，只只是是砂砂套套木木模模B B比比铸铸件件木木模模A A大大一一个个陶瓷料厚度。陶瓷料厚度。（2 2）灌浆与胶结：制造陶瓷面层）灌浆与胶结：制造陶瓷面层将将铸铸件件木木模模固固定定于于平平板板上上，刷刷上上分分型型剂剂，扣扣上上砂砂套套。把把陶陶瓷
14、瓷浆浆由由浇浇口口注满，几分钟后陶瓷浆开始结胶变硬，形成陶瓷面层。注满，几分钟后陶瓷浆开始结胶变硬，形成陶瓷面层。陶陶瓷瓷浆浆由由刚刚玉玉粉粉（耐耐火火材材料料）、硅硅酸酸乙乙脂脂（粘粘结结剂剂）、氢氢氧氧化化钙钙（催催化化剂）及双氧水（透气剂）等组成。剂）及双氧水（透气剂）等组成。本讲稿第二十三页，共二十七页（3 3）起模与喷烧：灌浆约十几分钟后，在浆料尚有一定）起模与喷烧：灌浆约十几分钟后，在浆料尚有一定弹性时起出模型，然后用明火喷烧整个型腔以加速固化。弹性时起出模型，然后用明火喷烧整个型腔以加速固化。（4 4）焙）焙烧烧与合箱：与合箱：浇浇注前陶瓷型要加注前陶瓷型要加热热到到350350
15、550550焙焙烧烧几个小几个小时时，去除残留在陶瓷型中的乙醇及，去除残留在陶瓷型中的乙醇及水分，并进一水分，并进一步提高铸型强度。步提高铸型强度。（5 5）浇浇注注与与凝凝固固 浇浇注注时时，温温度度要要略略高高，冷冷却却凝凝固固后后获获得得成成形好的铸件。形好的铸件。本讲稿第二十四页，共二十七页2.陶瓷型铸造的特点和适用范围陶瓷型铸造的特点和适用范围（1）陶瓷材料耐高温，故可浇注高熔点合金；）陶瓷材料耐高温，故可浇注高熔点合金；（2）铸件大小不受限制，几千克数吨；）铸件大小不受限制，几千克数吨；（3）投资少，生产周期短）投资少，生产周期短适适用用范范围围：主主要要用用于于厚厚大大精精密密铸铸件件，广广泛泛用用于于铸铸造造冲冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模等。模、锻模、玻璃器皿模、压铸模等。图图4.19陶瓷型铸造工艺过程陶瓷型铸造工艺过程本讲稿第二十五页，共二十七页本讲稿第二十六页，共二十七页本讲稿第二十七页，共二十七页