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1、2 金属材料液态成形工艺技术1 1 定义定义 所谓金属材料的液态成型，即铸造，所谓金属材料的液态成型，即铸造，是将液态金属是将液态金属借助外力借助外力充填到型腔中，充填到型腔中，使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。毛坯或零件的工艺。2.1 概述铸造工艺异径管铸造工艺2 2 铸造工艺特点铸造工艺特点n n适适适适应应应应性性性性广广广广:适适适适应应应应铸铸铸铸铁铁铁铁，碳碳碳碳钢钢钢钢，有有有有色色色色金金金金属属属属等等等等材材材材料料料料；铸铸铸铸件件件件大大大大小小小小，形形形形状状状状和和和和重重重重量量量量几几几几乎乎乎乎不不不不受受
2、受受限限限限制制制制；壁壁壁壁厚厚厚厚1 1 1 1mmmmmmmm到到到到1 1 1 1m m m m。n n可可可可成成成成形形形形复复复复杂杂杂杂零零零零件件件件：适适适适合合合合形形形形状状状状复复复复杂杂杂杂，尤尤尤尤其其其其是是是是有有有有复复复复杂内腔的毛坯或零件。杂内腔的毛坯或零件。杂内腔的毛坯或零件。杂内腔的毛坯或零件。n n成本低成本低成本低成本低n n缺缺缺缺点点点点：组组组组织织织织缺缺缺缺陷陷陷陷，力力力力学学学学性性性性能能能能低低低低，质质质质量量量量不不不不稳稳稳稳定定定定，工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。工作环境
3、较差。因此，铸件多数做为毛坯用。工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。3 3 分类分类按造型分按造型分:砂型铸造与特种铸造。砂型铸造与特种铸造。砂型铸造是基础，特种铸造是在砂砂型铸造是基础，特种铸造是在砂型铸造基础上革新开展起来的。型铸造基础上革新开展起来的。型砂配制型砂配制造型造型造型造型砂型枯燥砂型枯燥工装准备工装准备炉料准备炉料准备合金冶炼合金冶炼芯砂配制芯砂配制造芯造芯造芯造芯型芯枯燥型芯枯燥工艺三大块：冶炼，造型工艺三大块：冶炼，造型(芯芯)和浇注和浇注落砂清理落砂清理铸件检验铸件检验入库入库4 4 砂型铸造工艺流程图砂型铸造工艺流程图合型浇注合型浇注合型浇注合型浇注凝固冷却凝固冷
4、却砂型铸造两箱砂型铸造 收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹，象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹，对铸造工艺影响很大。对铸造工艺影响很大。n n缩孔与缩松缩孔与缩松缩孔与缩松缩孔与缩松 n n铸造应力铸造应力铸造应力铸造应力 n n铸件变形铸件变形铸件变形铸件变形 n n铸件裂纹铸件裂纹铸件裂纹铸件裂纹 铸件的缩孔定向凝固图解定向凝固图解浇注系统浇注系统型腔型腔冒口冒口温度温度距离距离1 12 23 3缩孔缩孔冷铁的使用图解冷铁的使用图解1 12 23 3冷铁冷铁三杆热应力分析模型三杆热应力分析模型+-+-+典型
5、结构变形举例典型结构变形举例+框架结构框架结构+-T型梁结构型梁结构内应力薄压厚拉内应力薄压厚拉 变形方向恰相反变形方向恰相反2.3 特种铸造n n金属型铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造n n陶瓷型铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造n n磁型铸造磁型铸造磁型铸造磁型铸造n n熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造n n消失模铸造消失模铸造消失模铸造消失模铸造n n压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造n n低压铸造低压铸造低压铸造低压铸造n n挤压铸造挤压铸造挤压铸造挤压铸造n n离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造特点：特点：1 充型力变更；充型力变更；2 型模革新型模革新 特种铸造属先进铸造，是铸造技术
6、特种铸造属先进铸造，是铸造技术沿精密、洁净和高效方向的开展。沿精密、洁净和高效方向的开展。其中最主要的开展是铸造过程数控其中最主要的开展是铸造过程数控自动化与铸造工艺的绿色化。自动化与铸造工艺的绿色化。1 1 压力铸造压力铸造压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸件的特种铸造工艺。件的
7、特种铸造工艺。件的特种铸造工艺。件的特种铸造工艺。特点特点特点特点高压：比压高压：比压高压：比压高压：比压30-7030-7030-7030-70MPaMPaMPaMPa高速：充型时间高速：充型时间高速：充型时间高速：充型时间0.01-0.20.01-0.20.01-0.20.01-0.2秒秒秒秒压铸特点压铸特点n n精度高精度高精度高精度高(IT11-14(IT11-14(IT11-14(IT11-14级；级；级；级；3.2-0.83.2-0.83.2-0.83.2-0.8 m)m)m)m)、组织致密；组织致密；组织致密；组织致密；n n适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可适应形状复杂、
8、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可组合压铸或镶嵌压铸；组合压铸或镶嵌压铸；组合压铸或镶嵌压铸；组合压铸或镶嵌压铸；n n生产率高、材料利用率提高生产率高、材料利用率提高生产率高、材料利用率提高生产率高、材料利用率提高60-70%60-70%60-70%60-70%、实现少切、实现少切、实现少切、实现少切削和零切削，经济效益好。削和零切削，经济效益好。削和零切削，经济效益好。削和零切削，经济效益好。n n缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件缺
9、点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件存在气孔。存在气孔。存在气孔。存在气孔。工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五金、办公用品、钟表、纺织、金、办公用品、钟表、纺织、金、办公用品、钟表、纺织、金、办公用品、钟表、纺织、事武器等。事武器等。事武器等。事武器等。汽车工业压铸应用分量例：汽车工业压铸应用分量例：汽车工业压
10、铸应用分量例：汽车工业压铸应用分量例：镁合金镁合金镁合金镁合金70-80%70-80%70-80%70-80%铝合金铝合金铝合金铝合金60%60%60%60%锌合金锌合金锌合金锌合金50%50%50%50%压铸机压铸机按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金属中，分属中，分属中，分属中，分n n冷室压铸机冷室压铸机冷室压铸机冷室压铸机n n热室压铸机热室压铸机热室压铸机热室压铸机按压室位置，分按压室位置，分按压室位置，分按压室位置，分n n卧式压铸机卧式压铸机卧式压铸机卧式压铸机n n立式压铸机立式压铸机立式压铸机立式压铸机主要构成：合型机构、压射机主要
11、构成：合型机构、压射机构、机座、液压传动系统、控制构、机座、液压传动系统、控制系统、润滑冷却系统等。系统、润滑冷却系统等。卧式压铸机卧式压铸机立式压铸机立式压铸机大型压铸机大型压铸机离心铸造热压铸压铸工艺设计内容压铸工艺设计内容n n压力参数：压射压力、压射力和比压压力参数：压射压力、压射力和比压n n运动参数：冲头速度运动参数：冲头速度n n充型条件：充型时间充型条件：充型时间n n时间参数：建压与持压时间时间参数：建压与持压时间n n温度参数：浇注温度、铸型温度温度参数：浇注温度、铸型温度n n压铸涂料：种类与施涂方法压铸涂料：种类与施涂方法2 2 低压铸造低压铸造n n低压铸造是液体金属
12、在压力作用下，自下而低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而上充填型腔以形成铸件的成形工艺。上充填型腔以形成铸件的成形工艺。上充填型腔以形成铸件的成形工艺。上充填型腔以形成铸件的成形工艺。压力：压力：0.02-0.06 0.02-0.06 MPaMPa。案例介绍案例介绍 地处杏林的厦门路达为台资企业，产地处杏林的厦门路达为台资企业，产品为高档水龙头。国际市场售价在品为高档水龙头。国际市场售价在$几十几十到到$几百不等。几百不等。该水龙头基体为黄铜铸件，采用该水龙头基体为黄铜铸件，采用数控数控低压铸造低压铸造，生产过程瑞士
13、远端实时故障监，生产过程瑞士远端实时故障监控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需要进行磁控溅射特殊涂层。要进行磁控溅射特殊涂层。低压铸造装备外型低压铸造装备外型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低压铸造特点低压铸造特点n n浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和铸件大小；铸件大小；铸件大小；铸件大小；n n底注式平稳充型，无飞溅
14、、气体卷入和型壁冲底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷等弊病，铸件合格率提高；刷等弊病，铸件合格率提高；刷等弊病，铸件合格率提高；刷等弊病，铸件合格率提高；n n压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，外表光洁，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，外表光洁，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，外表光洁，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，外表光洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造尤其有利；尤其有利；尤其
15、有利；尤其有利；n n节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%90-98%90-98%90-98%；n n劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。3 3 熔模铸造熔模铸造零件零件木模木模 1.1.制蜡模制蜡模石蜡石蜡+硬脂酸硬脂酸(1:1)(1:1)在压型中铸造成形。在压型中铸造成形。2.2.制型壳制型壳 水玻璃、石英粉固化层水玻璃、石英粉固化层。3.3.脱蜡脱蜡蜡料熔化流出型壳。蜡料熔化流出
16、型壳。4.4.型型壳壳焙焙烧烧强强化化800-950800-950 C C 6 6脱壳、清理。脱壳、清理。5 5填砂浇注填砂浇注熔模铸造熔模铸造熔模铸件的结构工艺性n n铸铸孔孔不不能能太太小小和和太太深深，一一般般铸铸孔孔应应大大于于2 2mmmm。n n逐渐壁厚不可太薄，一般逐渐壁厚不可太薄，一般2-82-8mmmm。n n铸件壁厚尽量均匀。铸件壁厚尽量均匀。熔模铸造的特点和应用熔模铸造的特点和应用n n1 1铸铸铸铸件件件件精精精精度度度度高高高高，外外外外表表表表质质质质量量量量好好好好，属属属属少少少少，无无无无切切切切削削削削工工工工艺艺艺艺。尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度IT1
17、1-14IT11-14，外外外外表表表表粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度Ra12.5-1.6Ra12.5-1.6 mm。n n2 2可可可可铸铸铸铸造造造造形形形形状状状状复复复复杂杂杂杂铸铸铸铸件件件件，最最最最小小小小壁壁壁壁厚厚厚厚可可可可达达达达0.30.3mmmm，最小铸孔直径最小铸孔直径最小铸孔直径最小铸孔直径0.50.5mmmm。可一次铸出组合体。可一次铸出组合体。可一次铸出组合体。可一次铸出组合体。n n3 3铸铸铸铸造造造造合合合合金金金金种种种种类类类类不不不不受受受受限限限限制制制制，尤尤尤尤其其其其适适适适合合合合高高高高熔熔熔熔点点点点和和和和难切削合金。难切削合金。难切削合
18、金。难切削合金。n n4 4生产批量不受限制，可单件或成批生产。生产批量不受限制，可单件或成批生产。生产批量不受限制，可单件或成批生产。生产批量不受限制，可单件或成批生产。n n5 5工工工工序序序序繁繁繁繁杂杂杂杂，生生生生产产产产周周周周期期期期长长长长，原原原原辅辅辅辅材材材材料料料料费费费费用用用用高高高高，生产成本较高，铸件限于生产成本较高，铸件限于生产成本较高，铸件限于生产成本较高，铸件限于2525kgkg。4.4.金属型铸造金属型铸造 金属型冷速快，一型多用。金属型冷速快，一型多用。金属型结构与材料金属型结构与材料分型面分型面垂直、水平、复合分型垂直、水平、复合分型垂直型便于开设
19、浇注系统和取出铸件。垂直型便于开设浇注系统和取出铸件。材料材料熔点应高于浇注合金。熔点应高于浇注合金。低熔点的低熔点的Sn,Zn,MgSn,Zn,Mg等可用灰铸铁；等可用灰铸铁；Al,CuAl,Cu合金可用合金铸铁或钢。合金可用合金铸铁或钢。型芯：砂芯或金属芯。型芯：砂芯或金属芯。金属型铸造结构工艺性结构工艺性n n铸件结构斜度比砂型铸造大。铸件结构斜度比砂型铸造大。n n壁壁厚厚要要均均匀匀，不不能能过过薄薄。最最小小壁壁厚厚：铝铝硅硅合合金金2-42-4mmmm；铝铝镁镁合合金金3-53-5mmmm；铸铸铁铁2.5-42.5-4mmmm。n n铸孔不能过小，过深。铸孔不能过小，过深。金属型
20、铸造特点及应用范围金属型铸造特点及应用范围n n机机机机加加加加工工工工余余余余量量量量小小小小，尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度IT12-IT16IT12-IT16IT12-IT16IT12-IT16；外外外外表表表表粗粗粗粗糙度糙度糙度糙度Ra12.5-6.3Ra12.5-6.3Ra12.5-6.3Ra12.5-6.3 m m m m。n n冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。n n一一一一型型型型多多多多铸铸铸铸，提提提提高高高高生生生生产产产产率率率率，节节节节约
21、约约约造造造造型型型型材材材材料料料料，减减减减轻轻轻轻环境污染，改善劳动条件。环境污染，改善劳动条件。环境污染，改善劳动条件。环境污染，改善劳动条件。n n成成成成本本本本高高高高，不不不不宜宜宜宜大大大大型型型型，形形形形状状状状复复复复杂杂杂杂和和和和薄薄薄薄壁壁壁壁铸铸铸铸件件件件；铸铸铸铸铁铁铁铁件件件件易易易易白白白白口口口口化化化化，切切切切削削削削困困困困难难难难，尺尺尺尺寸寸寸寸限限限限制制制制在在在在300300300300mmmmmmmm，重量重量重量重量8 8 8 8kgkgkgkg以下。以下。以下。以下。5.消失模铸造消失模铸造原理原理泡沫塑料模泡沫塑料模浇注时气化消
22、失浇注时气化消失工件工件9 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。、静夜四无邻，荒居旧业贫。5 5月月-23-235 5月月-23-23Saturday,May 13,2023Saturday,May 13,20231010、雨中黄叶树，灯下白头人。、雨中黄叶树，灯下白头人。22:08:4222:08:4222:08:4222:08:4222:0822:085/13/2023 10:08:42 PM5/13/2023 10:08:42 PM1111、以我独沈久，愧君相见频。、以我独沈久，愧君相见频。5 5月月-23-2322:08:4222:08:4222:0822:08May-23May-2313-M
23、ay-2313-May-231212、故人江海别，几度隔山川。、故人江海别，几度隔山川。22:08:4222:08:4222:08:4222:08:4222:0822:08Saturday,May 13,2023Saturday,May 13,20231313、乍见翻疑梦，相悲各问年。、乍见翻疑梦，相悲各问年。5 5月月-23-235 5月月-23-2322:08:4222:08:4222:08:4222:08:42May 13,2023May 13,20231414、他乡生白发，旧国见青山。、他乡生白发，旧国见青山。13 13 五月五月 2023 202310:08:42 10:08:42
24、下午下午22:08:4222:08:425 5月月-23-231515、比不了得就不比，得不到的就不要。、比不了得就不比，得不到的就不要。五月五月 23 2310:08 10:08 下午下午5 5月月-23-2322:0822:08May 13,2023May 13,20231616、行动出成果，工作出财富。、行动出成果，工作出财富。2023/5/13 22:08:422023/5/13 22:08:4222:08:4222:08:4213 May 202313 May 20231717、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最
25、好沿着以脚为起点的射线向前。10:08:42 10:08:42 下午下午10:08 10:08 下午下午22:08:4222:08:425 5月月-23-239 9、没有失败，只有暂时停止成功！。、没有失败，只有暂时停止成功！。5 5月月-23-235 5月月-23-23Saturday,May 13,2023Saturday,May 13,20231010、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。22:08:4222:08:4222:08:4222:08:4222:0822:085/13/2023 10:08:42 PM5
26、/13/2023 10:08:42 PM1111、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5 5月月-23-2322:08:4222:08:4222:0822:08May-23May-2313-May-2313-May-231212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。22:08:4222:08:4222:08:4222:08:4222:0822:08Saturday,May 13,2023Saturday,May 13,20231313、不知香积寺，数里入云峰。、不知香积寺，数里入
27、云峰。5 5月月-23-235 5月月-23-2322:08:4222:08:4222:08:4222:08:42May 13,2023May 13,20231414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。13 13 五月五月 2023 202310:08:42 10:08:42 下午下午22:08:4222:08:425 5月月-23-231515、楚塞三湘接，荆门九派通。、楚塞三湘接，荆门九派通。五月五月 23 2310:08 10:08 下午下午5 5月月-23-2322:0822:08May 13,2023May 13,202
28、31616、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/13 22:08:422023/5/13 22:08:4222:08:4222:08:4213 May 202313 May 20231717、空山新雨后，天气晚来秋。、空山新雨后，天气晚来秋。10:08:42 10:08:42 下午下午10:08 10:08 下午下午22:08:4222:08:425 5月月-23-239 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。、杨柳散和风，青山澹吾虑。5 5月月-23-235 5月月-23-23Saturday,May 13,2023Saturday,May 13,20231
29、010、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。22:08:4222:08:4222:08:4222:08:4222:0822:085/13/2023 10:08:42 PM5/13/2023 10:08:42 PM1111、越是没有本领的就越加自命非凡。、越是没有本领的就越加自命非凡。5 5月月-23-2322:08:4222:08:4222:0822:08May-23May-2313-May-2313-May-231212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。22:08:4222:08:4222:08:4222:0
30、8:4222:0822:08Saturday,May 13,2023Saturday,May 13,20231313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5 5月月-23-235 5月月-23-2322:08:4222:08:4222:08:4222:08:42May 13,2023May 13,20231414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。13 13 五月五月 2023 202310:08:42 10:08:42 下午下午22:08:4222:08:425 5月月-23-2
31、31515、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月五月 23 2310:08 10:08 下午下午5 5月月-23-2322:0822:08May 13,2023May 13,20231616、业余生活要有意义，不要越轨。、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/13 22:08:422023/5/13 22:08:4222:08:4222:08:4213 May 202313 May 20231717、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。10:08:42 10:08:42 下午下午10:08 10:08 下午下午22:08:4222:08:425 5月月-23-23MOMODA POWERPOINTLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Fusceidurnablandit,eleifendnullaac,fringillapurus.Nullaiaculistemporfelisutcursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉演讲完毕，谢谢观看！