金屬的鑄造成型工藝

1、金屬的鑄造成型工藝 第三章金屬的鑄造成形工藝第三章金屬的鑄造成形工藝 3.1 3.1 重力作用下的鑄造成形重力作用下的鑄造成形 3.2 3.2 外力作用下的鑄造成形外力作用下的鑄造成形 金屬的鑄造成型工藝 3.1 3.1 重力作用下的鑄造成形重力作用下的鑄造成形 l l 一、砂型鑄造一、砂型鑄造 l砂型鑄造工藝是用模樣和型砂制造砂型的砂型鑄造工藝是用模樣和型砂制造砂型的 一種工藝。一種工藝。 播放動畫 金屬的鑄造成型工藝 l過程：將一個形狀與鑄件相應(yīng)，并考慮了加工余量及過程：將一個形狀與鑄件相應(yīng)，并考慮了加工余量及 收縮余量的模樣，埋入型砂中，經(jīng)緊實(shí)后，打開砂型，收縮余量的模樣，埋入型砂中，經(jīng)

2、緊實(shí)后，打開砂型， 起出模樣后，獲得具有一定型腔的砂型。起出模樣后，獲得具有一定型腔的砂型。 l為了順利起出模樣而不致破壞型腔，一般應(yīng)將砂型剖為了順利起出模樣而不致破壞型腔，一般應(yīng)將砂型剖 分成兩個或多個部分，砂型剖分面稱為分型面。分成兩個或多個部分，砂型剖分面稱為分型面。 金屬的鑄造成型工藝 l但有些輪廓復(fù)雜的模樣，即使將砂型分成多塊，但有些輪廓復(fù)雜的模樣，即使將砂型分成多塊， 也不能將模樣拔出，例如用整體模樣進(jìn)行三箱造型時，也不能將模樣拔出，例如用整體模樣進(jìn)行三箱造型時， 這時必須將整體模樣分成兩塊或多塊，方能起模。這時必須將整體模樣分成兩塊或多塊，方能起模。 l l 模樣剖分的面叫分模面

3、模樣剖分的面叫分模面。 l 分模面是否就是分型面？分模面是否就是分型面？ 金屬的鑄造成型工藝 1. 1. 鑄件形體組合與造型方法鑄件形體組合與造型方法 金屬的鑄造成型工藝 結(jié)論：結(jié)論： l造型方法主要是根據(jù)鑄件外形輪廓中的最大造型方法主要是根據(jù)鑄件外形輪廓中的最大 截面在鑄件形體構(gòu)成中的位置而決定的，并截面在鑄件形體構(gòu)成中的位置而決定的，并 不涉及鑄件的內(nèi)腔形狀。不涉及鑄件的內(nèi)腔形狀。 金屬的鑄造成型工藝 2、鑄件內(nèi)部形狀對造型方法的影響 金屬的鑄造成型工藝 3. 3. 型芯對分型面及造型方法的影響型芯對分型面及造型方法的影響 型芯不僅形成鑄件的內(nèi)腔輪廓形狀，有時還可型芯不僅形成鑄件的內(nèi)腔輪廓

4、形狀，有時還可 以形成鑄件外形上局部妨礙起模的輪廓，如外形上的以形成鑄件外形上局部妨礙起模的輪廓，如外形上的 凹坑、凸臺、肋、耳等，以利簡化分型面、模樣結(jié)構(gòu)凹坑、凸臺、肋、耳等，以利簡化分型面、模樣結(jié)構(gòu) 及造型工藝。及造型工藝。 金屬的鑄造成型工藝 用環(huán)形外型芯可將原需二個分型面三箱造型的用環(huán)形外型芯可將原需二個分型面三箱造型的 鑄件，改為一個分型面、兩箱造型，且是整模造型。鑄件，改為一個分型面、兩箱造型，且是整模造型。 金屬的鑄造成型工藝 金屬的鑄造成型工藝 二、殼型成型工藝二、殼型成型工藝 從砂型成型的鑄造中已知，砂型直接承受液態(tài)從砂型成型的鑄造中已知，砂型直接承受液態(tài) 金屬作用的只是表面

5、一層厚度僅數(shù)毫米的砂殼，其金屬作用的只是表面一層厚度僅數(shù)毫米的砂殼，其 余的砂層起支承這一層砂殼的加固作用，因此就促余的砂層起支承這一層砂殼的加固作用，因此就促 成了殼型成型工藝的出現(xiàn)。成了殼型成型工藝的出現(xiàn)。 殼型成型是用酚醛樹脂砂制造薄殼砂型或型芯殼型成型是用酚醛樹脂砂制造薄殼砂型或型芯 的方法。的方法。 殼型鑄造：用殼型（芯）生產(chǎn)鑄件的方法。殼型鑄造：用殼型（芯）生產(chǎn)鑄件的方法。 金屬的鑄造成型工藝 1. 1. 制備覆膜砂制備覆膜砂 (1) (1) 覆膜砂的組成覆膜砂的組成 原砂。硅（石英）砂；鋯砂。原砂。硅（石英）砂；鋯砂。 粘結(jié)劑。熱塑性酚醛樹脂，加入量粘結(jié)劑。熱塑性酚醛樹脂，加入量

6、3.53.56.56.5。 固化劑。固化劑。 附加物。附加物。常用的附加物如硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜常用的附加物如硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜 砂在存放期間結(jié)塊；增加覆膜砂的流動性，使砂在存放期間結(jié)塊；增加覆膜砂的流動性，使 型、芯表面致密；制殼時易于頂出。型、芯表面致密；制殼時易于頂出。 (2) (2) 覆膜砂的混制工藝覆膜砂的混制工藝 冷法、溫法及熱法。冷法、溫法及熱法。 其中熱法適合大量制備覆膜砂。其中熱法適合大量制備覆膜砂。 金屬的鑄造成型工藝 l翻斗法翻斗法 殼型殼型 l吹砂法吹砂法 殼芯殼芯 （1 1）翻斗法）翻斗法 2 2、殼型（芯）的制造、殼型（芯）的制造 金屬的鑄造成型工藝

7、（2 2）吹砂法）吹砂法 金屬的鑄造成型工藝 三、金屬型鑄造三、金屬型鑄造 液態(tài)金屬在重力作用下注入金屬型中成型的方法，稱液態(tài)金屬在重力作用下注入金屬型中成型的方法，稱 為金屬型鑄造，由于金屬型可重復(fù)使用，故又有永久型鑄為金屬型鑄造，由于金屬型可重復(fù)使用，故又有永久型鑄 造之稱。造之稱。 1. 1. 金屬型的材料及結(jié)構(gòu)金屬型的材料及結(jié)構(gòu) 制造金屬型的材料應(yīng)根據(jù)澆注的合金選用，一般金屬制造金屬型的材料應(yīng)根據(jù)澆注的合金選用，一般金屬 型的材質(zhì)的熔點(diǎn)應(yīng)高于澆注液態(tài)合金的溫度。型的材質(zhì)的熔點(diǎn)應(yīng)高于澆注液態(tài)合金的溫度。 澆注錫、鋅、鎂等低熔點(diǎn)合金，可選用灰鑄鐵做金屬型；澆注錫、鋅、鎂等低熔點(diǎn)合金，可選用

8、灰鑄鐵做金屬型； 澆注鋁、銅等合金，要用合金鑄鐵或鋼做金屬型。澆注鋁、銅等合金，要用合金鑄鐵或鋼做金屬型。 播放動畫 金屬的鑄造成型工藝 金屬型的結(jié)構(gòu)首先必須保證鑄件（連同澆注系統(tǒng)、金屬型的結(jié)構(gòu)首先必須保證鑄件（連同澆注系統(tǒng)、 冒口系統(tǒng)）能從金屬型中順利取出。冒口系統(tǒng)）能從金屬型中順利取出。 為適應(yīng)各種鑄件的形狀，金屬型按分型面的不同可為適應(yīng)各種鑄件的形狀，金屬型按分型面的不同可 分為整體式、水平分型式、垂直分型式和復(fù)合分型式分為整體式、水平分型式、垂直分型式和復(fù)合分型式 等。等。 金屬的鑄造成型工藝 金屬的鑄造成型工藝 !整體式及水平分型式的金屬型多用于外形簡單整體式及水平分型式的金屬型多用

9、于外形簡單 的鑄件；的鑄件； !垂直分型式的金屬型開、合模方便，澆注系統(tǒng)、垂直分型式的金屬型開、合模方便，澆注系統(tǒng)、 冒口的開設(shè)和鑄件的取出均較便利，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)冒口的開設(shè)和鑄件的取出均較便利，易于實(shí)現(xiàn)機(jī) 械化，應(yīng)用較多；械化，應(yīng)用較多； !復(fù)合分型式金屬型用于形狀復(fù)雜的鑄件。復(fù)合分型式金屬型用于形狀復(fù)雜的鑄件。 金屬的鑄造成型工藝 金屬型澆注系統(tǒng)多采用底注式或側(cè)注式，防止金屬型澆注系統(tǒng)多采用底注式或側(cè)注式，防止 金屬飛濺，產(chǎn)生冷豆影響鑄件質(zhì)量。金屬飛濺，產(chǎn)生冷豆影響鑄件質(zhì)量。 金屬型用的型芯金屬型用的型芯 金屬芯金屬芯 有色金屬鑄件中的簡單型芯有色金屬鑄件中的簡單型芯 砂芯砂芯 復(fù)雜型芯和高熔

10、點(diǎn)鑄件復(fù)雜型芯和高熔點(diǎn)鑄件 金屬的鑄造成型工藝 2. 2. 金屬型的鑄造工藝金屬型的鑄造工藝 砂型的缺點(diǎn)：砂型的缺點(diǎn)： 砂型只能使用一次，生產(chǎn)率低；砂型只能使用一次，生產(chǎn)率低； 鑄件表面粗糙，精度低，加工余量大；鑄件表面粗糙，精度低，加工余量大； 鑄件晶粒粗大，內(nèi)部缺陷較多，機(jī)械性能不高；鑄件晶粒粗大，內(nèi)部缺陷較多，機(jī)械性能不高； 工藝過程復(fù)雜，勞動條件差等。工藝過程復(fù)雜，勞動條件差等。 金屬的鑄造成型工藝 金屬型帶來一些新問題金屬型帶來一些新問題 l金屬型無透氣性，易使鑄件產(chǎn)生氣孔；金屬型無透氣性，易使鑄件產(chǎn)生氣孔； l金屬型導(dǎo)熱快，又無退讓性，鑄件產(chǎn)生澆不到、金屬型導(dǎo)熱快，又無退讓性，鑄件

11、產(chǎn)生澆不到、 冷隔、裂紋等缺陷；冷隔、裂紋等缺陷； l金屬型的耐熱性不如砂型好，在金屬液的高溫金屬型的耐熱性不如砂型好，在金屬液的高溫 作用下，金屬型的型腔易損壞等。作用下，金屬型的型腔易損壞等。 金屬的鑄造成型工藝 為了保證鑄件質(zhì)量和提高金屬型的使用壽命，還必須為了保證鑄件質(zhì)量和提高金屬型的使用壽命，還必須 采取如下措施：采取如下措施： l （1 1）加強(qiáng)金屬型的排氣）加強(qiáng)金屬型的排氣 （2 2）在金屬型的工作表面上噴刷涂料）在金屬型的工作表面上噴刷涂料 （3 3）預(yù)熱金屬型并控制其溫度）預(yù)熱金屬型并控制其溫度 （4 4）及時開型）及時開型 金屬的鑄造成型工藝 金屬的鑄造成型工藝 3. 3.

12、 金屬型的鑄造特點(diǎn)及適用范圍金屬型的鑄造特點(diǎn)及適用范圍 （1 1）金屬型的優(yōu)點(diǎn)）金屬型的優(yōu)點(diǎn) l金屬型可金屬型可“一型多鑄一型多鑄”； l鑄件的尺寸兼顧精度和表面粗糙度指標(biāo)均鑄件的尺寸兼顧精度和表面粗糙度指標(biāo)均 優(yōu)于砂型鑄造件，鑄件的加工余量??；優(yōu)于砂型鑄造件，鑄件的加工余量??； l勞動條件好；勞動條件好； （2 2）金屬型鑄造的缺點(diǎn)）金屬型鑄造的缺點(diǎn) l制造成本高，周期長，不適合單件、小批制造成本高，周期長，不適合單件、小批 量生產(chǎn)；量生產(chǎn)； l不適合制造形狀復(fù)雜、薄壁和大型鑄件；不適合制造形狀復(fù)雜、薄壁和大型鑄件； l用來制造鑄鋼等高熔點(diǎn)合金鑄件時，金屬用來制造鑄鋼等高熔點(diǎn)合金鑄件時，金屬

13、 型壽命較短。型壽命較短。 金屬的鑄造成型工藝 四、熔模鑄造四、熔模鑄造 熔模鑄造是液態(tài)金屬在重力作用下澆入由蠟?zāi)Ｈ廴勰ｈT造是液態(tài)金屬在重力作用下澆入由蠟?zāi)Ｈ?失后形成的中空型殼中成型，從而獲得精密鑄件的方失后形成的中空型殼中成型，從而獲得精密鑄件的方 法，又稱為失蠟鑄造。法，又稱為失蠟鑄造。 金屬的鑄造成型工藝 播放動畫 1. 1. 熔模鑄造的基本工藝過程熔模鑄造的基本工藝過程 金屬的鑄造成型工藝 2. 2. 熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 （1 1）熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn)）熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn) 1 1）鑄件的精度高）鑄件的精度高(IT11(IT1114)14)，表面光潔，表面光潔 （R

14、a12.5Ra12.51.6m1.6m）。）。 2 2）可鑄出形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。）可鑄出形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。 3 3）鑄造合金種類不受限制。）鑄造合金種類不受限制。 4 4）生產(chǎn)批量不受限制。）生產(chǎn)批量不受限制。 金屬的鑄造成型工藝 （2 2）熔模鑄造的缺點(diǎn)）熔模鑄造的缺點(diǎn) 1 1）工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。）工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。 2 2）原材料價貴，鑄件成本高。）原材料價貴，鑄件成本高。 3 3）鑄件不能太長，否則蠟?zāi)Ｒ鬃冃危瑔适г芯?。）鑄件不能太長，否則蠟?zāi)Ｒ鬃冃?，喪失原有精度?金屬的鑄造成型工藝 熔模鑄造是一種少、無切削的先進(jìn)的精密成熔模鑄造是一種少、無切削的先進(jìn)的精密成 型工藝，

15、它最適合型工藝，它最適合2525以下的高熔點(diǎn)、難以切削以下的高熔點(diǎn)、難以切削 加工合金鑄件的成批大量生產(chǎn)。加工合金鑄件的成批大量生產(chǎn)。 目前主要用于航天、飛機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨喣壳爸饕糜诤教臁w機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨?機(jī)葉片、泵輪、復(fù)雜刀具、汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床機(jī)葉片、泵輪、復(fù)雜刀具、汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床 上的小型精密鑄件生產(chǎn)。上的小型精密鑄件生產(chǎn)。 金屬的鑄造成型工藝 精密失蠟鑄造法制作精密失蠟鑄造法制作93尊小平銅像尊小平銅像 金屬的鑄造成型工藝 失 蠟 法 制 作 歡 樂 女 神 金屬的鑄造成型工藝 擊球頭采用鈦在真空成型的熔模中鑄造而成 金屬的鑄造成型工藝 曾侯乙編鐘湖北隨洲 金屬的鑄造成型工

16、藝 五、氣化模鑄造五、氣化模鑄造 氣化模鑄造氣化模鑄造：（：（或消失模鑄造）用聚苯乙烯發(fā)泡的或消失模鑄造）用聚苯乙烯發(fā)泡的 模樣代替木模或金屬模，用干砂（或模樣代替木模或金屬模，用干砂（或 樹脂砂、水玻璃砂等）代替普通型砂樹脂砂、水玻璃砂等）代替普通型砂 進(jìn)行造型，并直接將高溫液態(tài)金屬澆進(jìn)行造型，并直接將高溫液態(tài)金屬澆 到型中的模樣上，使模樣燃燒、氣化、到型中的模樣上，使模樣燃燒、氣化、 消失而形成鑄件的方法。消失而形成鑄件的方法。 金屬的鑄造成型工藝 1. 1. 氣化模鑄造的主要工藝過程氣化模鑄造的主要工藝過程 氣化模模樣的制造氣化模模樣的制造模樣與澆注系統(tǒng)和冒口的粘接模樣與澆注系統(tǒng)和冒口的

17、粘接 模樣涂掛耐火材料和干燥模樣涂掛耐火材料和干燥填干砂并振動緊實(shí)填干砂并振動緊實(shí)澆注、澆注、 落砂、清理。落砂、清理。 金屬的鑄造成型工藝 2 2、氣化模鑄造方法分類、氣化模鑄造方法分類 用板材粘合用板材粘合 用金屬模具加熱發(fā)泡用金屬模具加熱發(fā)泡 3 3、氣化模鑄造的特點(diǎn)、氣化模鑄造的特點(diǎn) 是一種少無余量、精密成形的新工藝。是一種少無余量、精密成形的新工藝。 為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了充分的自由度。為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了充分的自由度。 工序大大簡化，對工人的技術(shù)要求不高。工序大大簡化，對工人的技術(shù)要求不高。 金屬的鑄造成型工藝 3.2 3.2 外力作用下的鑄造成形外力作用下的鑄造成形 l利用液態(tài)金屬

18、在外力作用下填充型腔利用液態(tài)金屬在外力作用下填充型腔 而成型。而成型。 l根據(jù)外力的性質(zhì)不同根據(jù)外力的性質(zhì)不同 離心鑄造離心鑄造 壓力鑄造壓力鑄造 低壓鑄造低壓鑄造 擠壓鑄造擠壓鑄造 金屬的鑄造成型工藝 l一、離心鑄造一、離心鑄造 l離心鑄造：將液態(tài)金屬澆入高速回轉(zhuǎn)的鑄型中，離心鑄造：將液態(tài)金屬澆入高速回轉(zhuǎn)的鑄型中， 使其在離心力作用下充填鑄型和凝固形成鑄件的使其在離心力作用下充填鑄型和凝固形成鑄件的 工藝。工藝。 l1 1、離心鑄造的基本類型、離心鑄造的基本類型 l（1 1）立式離心鑄造）立式離心鑄造 l（2 2）臥式離心鑄造）臥式離心鑄造 l（3 3）成型件的離心鑄造）成型件的離心鑄造 金

19、屬的鑄造成型工藝 （1）立式離心鑄造）立式離心鑄造 金屬的鑄造成型工藝 （2 2）臥式離心鑄造）臥式離心鑄造 金屬的鑄造成型工藝 （3 3）成型件的離）成型件的離 心鑄造心鑄造 金屬的鑄造成型工藝 2 2、離心鑄造的特點(diǎn)及適用范圍、離心鑄造的特點(diǎn)及適用范圍 （1 1）離心鑄造的優(yōu)點(diǎn)）離心鑄造的優(yōu)點(diǎn) 可省去型芯、澆注系統(tǒng)和冒口可省去型芯、澆注系統(tǒng)和冒口 補(bǔ)縮條件好，鑄件組織致密，力學(xué)性能好。補(bǔ)縮條件好，鑄件組織致密，力學(xué)性能好。 便于澆注便于澆注“雙金屬雙金屬”軸套和軸瓦。軸套和軸瓦。 （2 2）離心鑄造不足之處）離心鑄造不足之處 內(nèi)孔自由表面粗糙，尺寸誤差大，品質(zhì)差。內(nèi)孔自由表面粗糙，尺寸誤差

20、大，品質(zhì)差。 不適用于密度偏析大的合金及鋁、鎂等輕合金。不適用于密度偏析大的合金及鋁、鎂等輕合金。 金屬的鑄造成型工藝 二、壓力鑄造二、壓力鑄造 壓力鑄造（簡稱壓鑄）：是在高壓作用下，將液態(tài)或半液壓力鑄造（簡稱壓鑄）：是在高壓作用下，將液態(tài)或半液 態(tài)金屬快速壓入金屬壓鑄型中，并在壓力下凝固而獲得鑄態(tài)金屬快速壓入金屬壓鑄型中，并在壓力下凝固而獲得鑄 件的方法。件的方法。 壓鑄所用的壓力高（壓鑄所用的壓力高（303070MPa70MPa），充填速度快），充填速度快 （5 5100m/s100m/s），充填時間短（），充填時間短（0.050.050.2s0.2s）。）。 壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的重要

21、特征：高壓高速充型。壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的重要特征：高壓高速充型。 金屬的鑄造成型工藝 DC-1600C DC-1600C 冷室壓鑄機(jī)冷室壓鑄機(jī) 金屬的鑄造成型工藝 熱室壓鑄機(jī)熱室壓鑄機(jī) 金屬的鑄造成型工藝 010203 040506 070809 泰力壓鑄廠泰力壓鑄廠 金屬的鑄造成型工藝 把手把手 金屬的鑄造成型工藝 拉手拉手 金屬的鑄造成型工藝 燭臺燭臺 金屬的鑄造成型工藝 相架相架 金屬的鑄造成型工藝 （1 1）壓鑄機(jī)工作原理及應(yīng)用）壓鑄機(jī)工作原理及應(yīng)用 l壓鑄機(jī)是完成壓鑄過程的主要設(shè)備。壓鑄機(jī)是完成壓鑄過程的主要設(shè)備。 l l 熱壓室壓鑄機(jī)熱壓室壓鑄機(jī) l 冷壓室壓鑄機(jī)冷壓室壓鑄機(jī)

22、l根據(jù)壓室的工作條件不同根據(jù)壓室的工作條件不同 金屬的鑄造成型工藝 熱室壓鑄機(jī)與冷室壓鑄機(jī)的區(qū)別：僅在于澆熱室壓鑄機(jī)與冷室壓鑄機(jī)的區(qū)別：僅在于澆 注機(jī)構(gòu)不同；熱室壓鑄機(jī)的特征是注機(jī)構(gòu)不同；熱室壓鑄機(jī)的特征是壓室與熔壓室與熔 爐緊密連成一個整體爐緊密連成一個整體;冷室壓鑄機(jī)的冷室壓鑄機(jī)的壓室和熔壓室和熔 爐是分開的爐是分開的。 兩種壓鑄機(jī)的兩種壓鑄機(jī)的合模機(jī)構(gòu)合模機(jī)構(gòu)是一樣的。是一樣的。 熱室壓鑄機(jī)的壓室浸在保溫坩堝的液體金屬熱室壓鑄機(jī)的壓室浸在保溫坩堝的液體金屬 中，壓射部件裝在坩堝上面。中，壓射部件裝在坩堝上面。 金屬的鑄造成型工藝 1 1）熱壓室壓鑄機(jī)）熱壓室壓鑄機(jī) 主要用來壓鑄低熔點(diǎn)合金

23、。主要用來壓鑄低熔點(diǎn)合金。 如鋅（熔點(diǎn)如鋅（熔點(diǎn)419419） 鉛鉛(327(327） 錫（錫（232232） 金屬的鑄造成型工藝 2 2）冷壓室壓鑄機(jī)。）冷壓室壓鑄機(jī)。 該類壓鑄機(jī)的壓室不該類壓鑄機(jī)的壓室不 浸在金屬液中，用高浸在金屬液中，用高 壓油驅(qū)動，其合模力壓油驅(qū)動，其合模力 比熱壓室大。比熱壓室大。 金屬的鑄造成型工藝 金屬的鑄造成型工藝 冷壓室壓鑄機(jī)的壓室與液態(tài)金屬的接觸時間很冷壓室壓鑄機(jī)的壓室與液態(tài)金屬的接觸時間很 短，可適用于壓鑄熔點(diǎn)較高的一些有色金屬，如短，可適用于壓鑄熔點(diǎn)較高的一些有色金屬，如 銅、鋁等合金，還可用鋼鐵金屬和半液態(tài)金屬的銅、鋁等合金，還可用鋼鐵金屬和半液態(tài)金屬的 壓鑄