鑄造方法概述及低壓鑄造

鑄造方法概述及低壓鑄造演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共108頁(yè)。優(yōu)選鑄造方法概述及低壓鑄造當(dāng)前2頁(yè)，總共108頁(yè)。3一、鑄造成形工藝方法PouringMeltinMold→Solidification→Casting鑄造Foundry

：是一種液態(tài)金屬成形的方法，即將金屬加熱到液態(tài)，使其具有流動(dòng)性，然后澆入到具有一定形狀的型腔的鑄型中，液態(tài)金屬在重力場(chǎng)或外力場(chǎng)（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成具有型腔形狀的鑄件。當(dāng)前3頁(yè)，總共108頁(yè)。4GB/T5611－1998規(guī)定：

鑄造是指熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能的金屬零件毛坯的成形方法。用鑄造方法獲得的金屬毛坯或零件稱為鑄件.當(dāng)前4頁(yè)，總共108頁(yè)。鑄造是常用的制造方法，優(yōu)點(diǎn)是：制造成本低，工藝靈活性大，可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件，在機(jī)械制造中占有很大的比重。機(jī)床占60～80%，汽車占25%拖拉機(jī)占50～60%當(dāng)前5頁(yè)，總共108頁(yè)。6鑄造歷史----三星堆立人像鑄于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青銅立人像，被尊稱為“世界銅像之王”。突目面具鑄于商代晚期，原件高64.5厘米，寬138厘米，眼球柱狀外突長(zhǎng)達(dá)13.5厘米，其造型在世界上亦屬首見。當(dāng)前6頁(yè)，總共108頁(yè)。7司母戊鼎司母戊鼎，商代大鼎，1939年出土，鼎高133厘米，重875公斤。為已知的中國(guó)古代最大的青銅器。銅禁，中國(guó)已知最早應(yīng)用失蠟法鑄造的作品，春秋時(shí)代的楚國(guó)王子午墓出土的，年代為公元前6世紀(jì)。當(dāng)前7頁(yè)，總共108頁(yè)。8現(xiàn)狀-國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要組成部分,航海\航空\(chéng)鐵路\體育用品等;我國(guó)是世界第一鑄造大國(guó)(2012年全球鑄件產(chǎn)量9000萬(wàn)噸，我國(guó)鑄件產(chǎn)量達(dá)到4250萬(wàn)噸。從業(yè)人員約200萬(wàn)人，給國(guó)家創(chuàng)造了約5000億元的經(jīng)濟(jì)收入（2012年數(shù)據(jù)）當(dāng)前8頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前9頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前10頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前11頁(yè)，總共108頁(yè)。121)優(yōu)質(zhì)\精密;2)數(shù)字化\網(wǎng)絡(luò)化;虛擬生產(chǎn);3)高效智能化\機(jī)器人應(yīng)用;4)交叉綜合化\并行CAD/CAE/CAM一體化加工,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)\繪圖\計(jì)算模數(shù)\凝固過(guò)程模擬\缺陷預(yù)測(cè)\工藝過(guò)程實(shí)時(shí)控制;5)低耗清潔化,綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展;鑄造發(fā)展方向:當(dāng)前12頁(yè)，總共108頁(yè)。13鑄造的優(yōu)點(diǎn):1)適用性廣;2)凡能熔化材料均可鑄造;3)具有一定尺寸精度;熔模鑄造;4)成本低;當(dāng)前13頁(yè)，總共108頁(yè)。14鑄造過(guò)程金屬熔化；澆注充型；冷卻凝固；清理加工；當(dāng)前14頁(yè)，總共108頁(yè)。15手工造型機(jī)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)成型工藝砂型鑄造特種鑄造當(dāng)前15頁(yè)，總共108頁(yè)。16典型鑄造工藝示意圖A當(dāng)前16頁(yè)，總共108頁(yè)。17砂型鑄造

整模造型

分模造型

三箱造型

活塊造型（一）活塊造型（二）

挖砂造型

刮板造型等手工造型當(dāng)前17頁(yè)，總共108頁(yè)。18機(jī)器造型和制芯同手工相比，機(jī)器造型和制芯的生產(chǎn)率高，質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。但設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。適用于大批量生產(chǎn)的鑄件。普通機(jī)器造型：震實(shí)造型;壓實(shí)造型;震壓造型;當(dāng)前18頁(yè)，總共108頁(yè)。19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當(dāng)前19頁(yè)，總共108頁(yè)。鑄造方法鑄件材質(zhì)鑄件重量表面光潔度鑄件復(fù)雜程度生產(chǎn)成本適用范圍工藝特點(diǎn)砂型鑄造各種材質(zhì)幾十克～很大差簡(jiǎn)單低最常用的鑄造方法。手工造型:單件、小批量和難以使用造型機(jī)的形狀復(fù)雜的大型鑄件。機(jī)械造型：適用于批量生產(chǎn)的中、小鑄件手工：靈活、易行，但效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，尺寸精度和表面質(zhì)量低機(jī)械：尺寸精度和表面質(zhì)量高，但投資大金屬型鑄造有色合金幾十克～20公斤好復(fù)雜鑄件金屬模的費(fèi)用較高小批量或大批量生產(chǎn)的非鐵合金鑄件，也用于生產(chǎn)鋼鐵鑄件鑄件精度、表面質(zhì)量高，組織致密，力學(xué)性能好，生產(chǎn)率高熔模鑄造鑄鋼及有色合金幾克～幾公斤很好任何復(fù)雜程度各種批量的鑄鋼及高熔點(diǎn)合金的小型復(fù)雜精密鑄件，特別適合鑄造藝術(shù)品、精密機(jī)械零件尺寸精度高、表面光潔，但工序繁多，勞動(dòng)強(qiáng)度大當(dāng)前20頁(yè)，總共108頁(yè)。鑄造方法鑄件材質(zhì)鑄件重量表面光潔度鑄件復(fù)雜程度生產(chǎn)成本適用范圍工藝特點(diǎn)陶瓷型鑄造鑄鋼及鑄鐵幾公斤～幾百公斤很好較復(fù)雜昂貴模具和精密鑄件尺寸精度高、表面光潔，但生產(chǎn)率低石膏型鑄造鋁、鎂、鋅合金幾十克～幾十公斤很好較復(fù)雜高單件到小批量低壓鑄造有色合金幾十克～幾十公斤好復(fù)雜（可用砂芯）金屬模制作費(fèi)用高小批量，最好是大批量的大、中型有色合金鑄件，可生產(chǎn)薄壁鑄件鑄件組織致密，工藝出品率高，設(shè)備較簡(jiǎn)單，可采用各種鑄型，但生產(chǎn)效率低當(dāng)前21頁(yè)，總共108頁(yè)。鑄造方法鑄件材質(zhì)鑄件重量表面光潔度鑄件復(fù)雜程度生產(chǎn)成本適用范圍工藝特點(diǎn)差壓鑄造鋁、鎂合金幾克～幾十公斤好復(fù)雜可用砂芯高性能和形狀復(fù)雜的有色合金鑄件壓力可控，鑄件成型好，組織致密，力學(xué)性能好，但生產(chǎn)效率低壓力鑄造鋁、鎂合金幾克～幾十公斤好復(fù)雜可用砂芯金屬模的制作費(fèi)用很高大量生產(chǎn)的各種有色合金中小型鑄件、薄壁鑄件、耐壓鑄件鑄件尺寸精度高、表面光潔，組織致密，生產(chǎn)率高，成本低。但壓鑄機(jī)和鑄型成本高離心鑄造灰鐵、球鐵幾十公斤～幾噸較好一般為圓筒形鑄件較低小批量到大批量的旋轉(zhuǎn)體形鑄件、各種直徑的管件鑄件尺寸精度高、表面光潔，組織致密，生產(chǎn)率高當(dāng)前22頁(yè)，總共108頁(yè)。鑄造方法鑄件材質(zhì)鑄件重量表面光潔度鑄件復(fù)雜程度生產(chǎn)成本適用范圍工藝特點(diǎn)連續(xù)鑄造鋼、有色很大較差長(zhǎng)形連續(xù)鑄件低固定截面的長(zhǎng)形鑄件，如鋼錠、鋼管等組織致密，力學(xué)性能好，生產(chǎn)率高消失模鑄造各種幾克～幾噸較好較復(fù)雜較低不同批量的較復(fù)雜的各種合金鑄件鑄件尺寸精度較高，鑄件設(shè)計(jì)自由度大，工藝簡(jiǎn)單，但模樣燃燒影響環(huán)境當(dāng)前23頁(yè)，總共108頁(yè)。24熔模鑄造制造熔模的材料即模料一般采用用蠟料、天然樹脂和塑料（合成樹脂）配制。主要用蠟料配制的模料稱為蠟基模料，它們的熔點(diǎn)較低，為60～70℃；主要用天然樹脂配制的模料稱為樹脂基模料，熔點(diǎn)稍高，約70～120℃。

當(dāng)前24頁(yè)，總共108頁(yè)。253．型殼的制造將模組浸涂耐火涂料后，撒上料狀耐火材料，再經(jīng)干燥、硬化，如此反復(fù)多次，使耐火涂掛層達(dá)到需要的厚度為止，這樣便在模組上形成了多層型殼，通常將型殼停放一段時(shí)間，使其充分硬化，然后熔失模組，便得到多層型殼。

多層殼有的需要裝箱填砂；有的則不需要，經(jīng)過(guò)焙燒后就可直接進(jìn)行澆注當(dāng)前25頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前26頁(yè)，總共108頁(yè)。271.2.3熔模鑄造特點(diǎn)和應(yīng)用范圍熔模鑄造的特點(diǎn)：熔模鑄造與其他鑄造方法相比較有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：鑄件尺寸精度和表面光潔度高?？梢陨a(chǎn)形狀非常復(fù)雜的鑄件。鑄造合金的類型沒有限制。生產(chǎn)批量沒有限制。但熔模鑄造也有一些缺點(diǎn)，如生產(chǎn)工序繁多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，太大的鑄件不適合用熔模鑄造生產(chǎn)。熔模鑄造的適用范圍：可用熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。

熔模鑄件的形狀一般都比較復(fù)雜，鑄件上可鑄出孔的最小直徑可達(dá)0.5mm，鑄件的最小壁厚為0.3mm。熔模鑄件的重量大多為幾十克到幾公斤，太重的鑄件用熔模鑄造法生產(chǎn)較為麻煩，但目前生產(chǎn)大的熔模鑄件的重量已達(dá)800公斤左右。當(dāng)前27頁(yè)，總共108頁(yè)。28金屬型鑄造金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次（幾百次到幾千次），因此有人又稱它為永久型鑄造。當(dāng)前28頁(yè)，總共108頁(yè)。29金屬型鑄造工藝鑄型在澆注之前需要預(yù)熱，預(yù)熱的溫度根據(jù)合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和大小而定。金屬型鑄造時(shí)在澆鑄之前需要在鑄型表面噴涂料，噴涂料的作用主要有調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度、保護(hù)金屬型和利用涂料層排氣。根據(jù)所澆注合金種類的不同，涂料可有多種配方。金屬型的澆注溫度一般比砂型鑄造時(shí)高，可根據(jù)合金種類、化學(xué)成分、鑄件大小和壁厚等，通過(guò)試驗(yàn)確定。金屬型芯在鑄件中停留的時(shí)間越長(zhǎng)，由于鑄件收縮產(chǎn)生的抱緊型芯的力就越大，所需的抽芯力也就越大。最佳的抽芯時(shí)機(jī)是當(dāng)鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍，并有足夠的強(qiáng)度時(shí)。鑄件在鑄型中停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，型壁溫度升高，需要更多的冷卻時(shí)間，也會(huì)降低鑄型的生產(chǎn)率。合適的鑄件出型及抽芯時(shí)間，一般要通過(guò)試驗(yàn)加以確定。當(dāng)前29頁(yè)，總共108頁(yè)。30金屬型鑄造的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：冷卻速度較快，所以鑄件組織致密，晶粒細(xì)小，使金屬型鑄件的機(jī)械性能比砂型鑄件高。鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定；鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約金屬15～30％；金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高，使鑄件產(chǎn)生缺陷的原因減少，工序簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；不足:金屬型制造成本高；金屬型不透氣，而且無(wú)退讓性，易造成鑄件澆不足、開裂或鑄鐵件白口等缺陷；金屬型鑄造時(shí)，鑄件的質(zhì)量對(duì)鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間，以及所用的涂料等的變化比較敏感，生產(chǎn)時(shí)需要嚴(yán)格控制。當(dāng)前30頁(yè)，總共108頁(yè)。31金屬型鑄造的適用范圍金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對(duì)黑色金屬只能是形狀簡(jiǎn)單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無(wú)法鑄出。因此，在決定采用金屬型鑄造時(shí)，必須綜合考慮下列各因素：鑄件形狀和重量大小必須合適；要有足夠的批量；完成生產(chǎn)任務(wù)的期限許可。當(dāng)前31頁(yè)，總共108頁(yè)。321.4壓力鑄造壓力鑄造（簡(jiǎn)稱壓鑄）的實(shí)質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。一．壓力鑄造的特點(diǎn):高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點(diǎn)。它常用的壓射比壓是從幾個(gè)至幾十個(gè)MPa，甚至高達(dá)2×102MPa。充填速度約在10～50m／s，有些時(shí)候甚至可達(dá)100m／s以上。充填時(shí)間很短，一般在0.01～0.2s范圍內(nèi)。

當(dāng)前32頁(yè)，總共108頁(yè)。33壓鑄優(yōu)點(diǎn):1.產(chǎn)品質(zhì)量好：鑄件尺寸精度高，表面光潔度好，強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高25～30％，但延伸率降低約70％；尺寸穩(wěn)定，互換性好；可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。

2.在壓鑄件中可嵌鑄其他材料，以節(jié)省貴重材料和加工工時(shí)。壓鑄的不足

1.壓鑄時(shí)由于液態(tài)金屬充填型腔速度高，流態(tài)不穩(wěn)定，故采用一般壓鑄法，鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理；

2.對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄較為困難；

3對(duì)高熔點(diǎn)合金（如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低；

4不宜小批量生產(chǎn)，其主要原因是壓鑄型制造成本高，壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)前33頁(yè)，總共108頁(yè)。34二．壓力鑄造工藝：

壓鑄時(shí)的壓力和速度對(duì)鑄件的質(zhì)量有極大的影響。壓力是獲得輪廓清晰和組織致密鑄件的主要因素。壓射比壓影響金屬液的充填和鑄件的強(qiáng)度和延伸率。當(dāng)提高比壓時(shí)，能提高鑄件的致密性和提高強(qiáng)度，但使延伸率下降。當(dāng)比壓超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，不僅強(qiáng)度開始下降，而且延伸率會(huì)顯著下降。壓射比壓的選擇，應(yīng)根據(jù)合金種類和鑄件結(jié)構(gòu)特性確定。當(dāng)前34頁(yè)，總共108頁(yè)。351．充填速度2．澆注溫度3．壓型溫度4．充填、持壓和開型時(shí)間

充填速度應(yīng)根據(jù)壓鑄合金和鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)確定.如果充填速度偏低，會(huì)造成鑄件輪廓不清晰。當(dāng)充填速度過(guò)高時(shí)，型腔中的空氣難以排除使鑄件產(chǎn)生氣孔.一般充填速度在10～40m/s之間可獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。

澆注溫度過(guò)高，收縮大，使鑄件容易產(chǎn)生裂紋、且鑄件晶粒粗大；澆注溫度過(guò)低，易產(chǎn)生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。澆注溫度應(yīng)與壓力、壓鑄型溫度及充填速度同時(shí)考慮。壓型在使用前要預(yù)熱到一定溫度，預(yù)熱的作用有兩個(gè)方面：其一是避免高溫液態(tài)金屬對(duì)冷壓型的熱沖擊，以延長(zhǎng)壓鑄型的使用壽命；其二是避免液態(tài)金屬“激冷”造成澆不足、冷隔等缺陷。自液態(tài)金屬開始進(jìn)入型腔起到充滿型腔止，所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。充填時(shí)間長(zhǎng)短取決于鑄件的體積大小和復(fù)雜程度。從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)澆口完全凝固時(shí)，繼續(xù)在壓射沖頭作用下的持續(xù)時(shí)間，稱為持壓時(shí)間。持壓時(shí)間的長(zhǎng)短取決于鑄件的材質(zhì)和壁厚。持壓后應(yīng)開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄型打開的時(shí)間，稱為開型時(shí)間，開型時(shí)間應(yīng)控制準(zhǔn)確。開型時(shí)間過(guò)短，由于合金強(qiáng)度尚低，可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下時(shí)引起變形；但開型時(shí)間太長(zhǎng)，則鑄件溫度過(guò)低，收縮大，對(duì)抽芯和頂出鑄件的阻力亦大。一般開型時(shí)間按鑄件壁厚1毫米需3秒鐘計(jì)算，然后經(jīng)試驗(yàn)調(diào)整。

當(dāng)前35頁(yè)，總共108頁(yè)。36三.壓力鑄造的應(yīng)用范圍目前壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅，而且也逐漸擴(kuò)大用來(lái)壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。

壓鑄件的尺寸和重量，取決于壓鑄機(jī)的功率。由于壓鑄機(jī)的功率不斷增大，鑄件尺寸可以從幾mm到1～2m；重量可以從幾g到數(shù)十kg。國(guó)外可壓鑄直徑為2m，重量為50kg的鋁鑄件。當(dāng)前36頁(yè)，總共108頁(yè)。37離心鑄造離心鑄造的第一個(gè)專利是在1809年由英國(guó)人愛爾恰爾特（Erchardt）提出的。直到二十世紀(jì)初才開始被采用。離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力的作用下充填鑄型和凝固成形的一種鑄造方法。根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸在空間位置的不同，分為立式離心鑄造機(jī)和臥式離心鑄造機(jī)兩種類型。當(dāng)前37頁(yè)，總共108頁(yè)。38立式和臥式離心機(jī)當(dāng)前38頁(yè)，總共108頁(yè)。39離心鑄造的特點(diǎn)1）液體金屬能在鑄型中形成中空的圓柱形自由表面，這樣便可不用型芯就能鑄出中空的鑄件，大大簡(jiǎn)化了套筒，管類鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；

2）由于旋轉(zhuǎn)時(shí)液體金屬所產(chǎn)生的離心力的作用，使金屬充填鑄型的能力提高，因此一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產(chǎn)；

3）由于離心力的作用，改善了補(bǔ)縮條件，氣體和非金屬夾雜也易于自液體金屬中排出，因此離心鑄件的組織較致密，縮孔（縮松）、氣孔、夾雜等缺陷較少；

4）消除或大大節(jié)省澆注系統(tǒng)和冒口方面的金屬消耗；

5）鑄件易產(chǎn)生偏析，鑄件內(nèi)表面較粗糙。內(nèi)表面尺寸不易控制。

當(dāng)前39頁(yè)，總共108頁(yè)。40二．離心鑄造工藝1）離心鑄型轉(zhuǎn)速的選擇

選擇離心鑄型的轉(zhuǎn)速時(shí)，主要應(yīng)考慮兩個(gè)問題：（1）離心鑄型的轉(zhuǎn)速應(yīng)保證液體金屬在進(jìn)入鑄型后立刻能形成圓筒形，繞軸線旋轉(zhuǎn)；（2）充分利用離心力的作用，使鑄件致密，避免鑄件內(nèi)產(chǎn)生縮孔、縮松、夾雜和氣孔。

2）離心鑄造用鑄型

離心鑄造時(shí)使用的鑄型有兩大類，即金屬型和非金屬型。非金屬型有砂型、殼型、熔模殼型等，但在離心鑄造時(shí)廣泛采用的是金屬型。3）涂料

金屬型離心鑄造時(shí)，常需在金屬型的工作表面噴刷涂料。刷涂料的目的一是保護(hù)金屬型，二是為防止鑄件與金屬型粘合和鑄鐵件產(chǎn)生白口。在離心金屬型上的涂料層有時(shí)較厚。4）澆注

離心鑄造時(shí)，由于鑄件的內(nèi)表面是自由表面，而鑄件厚度的控制全由所澆注液體金屬的數(shù)量決定，故離心鑄造澆注時(shí)，對(duì)所澆注金屬的定量要求較高。當(dāng)前40頁(yè)，總共108頁(yè)。41低壓鑄造低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。在密封的坩堝（或密封罐）中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過(guò)澆口平穩(wěn)地進(jìn)入型腔，并保持坩堝內(nèi)液面上的氣體壓力，一直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使升液管中未凝固的金屬液流回坩堝，再由氣缸開型并推出鑄件。當(dāng)前41頁(yè)，總共108頁(yè)。42當(dāng)前42頁(yè)，總共108頁(yè)。43

低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)1）液體金屬充型比較平穩(wěn)。這是由于低壓鑄造采取底注式充型，其金屬液的上升速度容易控制；

2）鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對(duì)于大型薄壁鑄件的成形更為有利；3）鑄件組織致密，機(jī)械性能高。4）提高了金屬液的工藝收得率，一般情況下不需要冒口，使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達(dá)90％；

此外，勞動(dòng)條件好；設(shè)備簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，也是低壓鑄造的突出優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前43頁(yè)，總共108頁(yè)。44低壓鑄造工藝低壓鑄造的工藝規(guī)范包括充型、增壓、鑄型預(yù)熱溫度、澆注溫度，以及鑄型的涂料等。

低壓鑄造過(guò)程中壓力需要經(jīng)歷幾個(gè)階段的變化：升液壓力、充型壓力和結(jié)晶壓力。

低壓鑄造可采用各種鑄型，對(duì)非金屬型的工作溫度一般都為室溫，無(wú)特殊要求，而對(duì)金屬型的工作溫度就有一定的要求。在保證鑄件成型前提下，澆注溫度愈低愈好.涂料應(yīng)均勻，涂料厚度要根據(jù)鑄件表面光潔度及鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)決定。低壓鑄造所用的鑄型主要有三種，即濕砂型、干砂型和金屬型。當(dāng)前44頁(yè)，總共108頁(yè)。45擠壓鑄造擠壓鑄造也叫液態(tài)模鍛，是金屬液在壓力下充型及凝固而獲得鑄件的一種鑄造方法擠壓鑄造與其它鑄造方法相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）鑄件精度高，加工余量小。（2）由于鑄件是在壓力下充型和凝固的，所以鑄件組織致密，晶粒細(xì)小，鑄件的機(jī)械性能好。（3）生產(chǎn)率高，工序簡(jiǎn)單。（4）擠壓鑄造常用來(lái)生產(chǎn)形狀比較簡(jiǎn)單的鋁合金、鋅合金、銅合金、鋼、鐵等鑄件，比如高壓鍋、閥體、活塞、鐵鍋等。當(dāng)前45頁(yè)，總共108頁(yè)。46陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造是在砂型熔模鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新工藝。陶瓷型是利用質(zhì)地較純、熱穩(wěn)定性較高的耐火材料作造型材料；用硅酸乙酯水解液作粘結(jié)劑，在催化劑的作用下，經(jīng)灌漿、結(jié)膠、起模、焙燒等工序而制成的。陶瓷型鑄造兼有砂型鑄造和熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn)，其主要有：

1）鑄件的表面光潔度高；

2）鑄件的尺寸精度高；

3）可以鑄出大型精密鑄件

4）投資少，投產(chǎn)快，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。

缺點(diǎn)是原材料價(jià)格昂貴，由于有灌漿工序，不適于澆注批量大，重量輕，形狀較復(fù)雜的鑄件，且生產(chǎn)工藝過(guò)程難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化當(dāng)前46頁(yè)，總共108頁(yè)。47連續(xù)鑄造原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中，凝固（結(jié)殼）了的鑄件，連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出，它可獲得任意長(zhǎng)或特定長(zhǎng)度的鑄件。

連續(xù)鑄造和普通鑄造法比較有下述優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于金屬被迅速冷卻，結(jié)晶致密，組織均勻，機(jī)械性能較好；

（2）連續(xù)鑄造時(shí)，鑄件上沒有澆注系統(tǒng)和冒口，故連續(xù)鑄錠在軋制時(shí)不用切頭去尾，節(jié)約了金屬，提高了收得率；

（3）簡(jiǎn)化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；所需生產(chǎn)面積也大為減少；（4）連續(xù)鑄造生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，鑄錠時(shí)還能實(shí)現(xiàn)連鑄連軋，大大提高了生產(chǎn)效率。

當(dāng)前47頁(yè)，總共108頁(yè)。48當(dāng)前48頁(yè)，總共108頁(yè)。49真空吸鑄真空吸鑄是一種借助真空系統(tǒng)在結(jié)晶器內(nèi)造成負(fù)壓，吸入金屬而生產(chǎn)鑄件的一種方法。真空吸鑄的原理如圖所示：將與真空系統(tǒng)相連的結(jié)晶器侵入到金屬液中，由于負(fù)壓作用，金屬液被吸入到結(jié)晶器中，待金屬液凝固到一定厚度時(shí)，切斷真空，多余的金屬液流回坩堝。鑄件的長(zhǎng)度取決于結(jié)晶器的長(zhǎng)度，厚度取決于凝固時(shí)間。當(dāng)前49頁(yè)，總共108頁(yè)。50當(dāng)前50頁(yè)，總共108頁(yè)。51真空吸鑄與其他鑄造方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：真空吸鑄時(shí)由于結(jié)晶器內(nèi)的空氣壓力小，所以減少了鑄件在充型時(shí)吸氣的可能性。鑄件的組織致密，晶粒細(xì)化，從而提高了鑄件的機(jī)械性能。鑄件不用澆冒口，減少了金屬消耗，提高了金屬的收得率。真空吸鑄主要用于鑄造內(nèi)燃機(jī)銅合金軸套或鑄造鋁合金錠坯。當(dāng)前51頁(yè)，總共108頁(yè)。52磁型鑄造磁型鑄造是采用鋼丸或鐵丸代替型砂，以磁力代替粘結(jié)劑造型，模型采用氣化模，澆注時(shí)直接在模型上澆注金屬液，模型在高溫下氣化，騰出空間由金屬液充填而生產(chǎn)鑄件的一種鑄造方法。當(dāng)前52頁(yè)，總共108頁(yè)。53

磁型鑄造具有以下特點(diǎn)：由于鐵丸可以反復(fù)使用，所以節(jié)省了造型材料，降低了產(chǎn)品的成本。用氣化模造型不用起模，鑄件尺寸精度高，加工余量小。但磁型鑄造也有很大的局限性：磁型鑄造不適合鑄造厚大復(fù)雜的鑄件；澆注時(shí)氣化模燃燒放出大量煙氣，造成空氣污染，并易造成鑄鋼件增碳和夾渣等缺陷。磁型鑄造可用來(lái)鑄造厚度在40mm以下的中小鑄件。當(dāng)前53頁(yè)，總共108頁(yè)。54實(shí)型鑄造實(shí)型鑄造也稱消失模鑄造(LostFoamCasting)是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。當(dāng)前54頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前55頁(yè)，總共108頁(yè)。二、低壓鑄造成型方法及工藝當(dāng)前56頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前57頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前58頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前59頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前60頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前61頁(yè)，總共108頁(yè)。低壓鑄造1、概述2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)3、低壓鑄造鑄型特點(diǎn)5特殊低壓鑄造工藝

4、低壓鑄造設(shè)備當(dāng)前62頁(yè)，總共108頁(yè)。1.1原理

使液體金屬在不大的外界壓力（20~80kPa）作用下，從型腔底部充填型腔，以形成鑄件的一種方法，由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。1、概述當(dāng)前63頁(yè)，總共108頁(yè)。1.2、低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)（重力澆注的進(jìn)步）底鑄：液體金屬充型比較平穩(wěn)，利于排氣1、概述壓力下充型結(jié)晶：鑄件成形性好，補(bǔ)縮效果好，組織致密，力學(xué)性能較高

不需要冒口（一般情況下）：使金屬液的收得率大大提高，收得率一般可達(dá)90％設(shè)備簡(jiǎn)單：易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，勞動(dòng)條件好當(dāng)前64頁(yè)，總共108頁(yè)。1.3、低壓鑄造的發(fā)展20世紀(jì)40年代開始用于工業(yè)生產(chǎn)，60年代得到廣泛推廣應(yīng)用鋁鎂合金：汽車輪轂、活塞、汽缸體、汽缸蓋、泵體等銅合金件：葉輪、軸瓦、螺旋漿等鑄鐵件：汽缸套、曲軸等1、概述當(dāng)前65頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前66頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前67頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前68頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前69頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前70頁(yè)，總共108頁(yè)。金屬型：大批量生產(chǎn)的有色金屬鑄件非金屬鑄型：如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型殼等。單件小批量生產(chǎn)（低壓鑄造用砂型的造型材料的透氣性和強(qiáng)度應(yīng)比重力澆注時(shí)高，型腔中的氣體，全靠排氣道和砂粒孔隙排出）

1、概述1.4、低壓鑄造用鑄型當(dāng)前71頁(yè)，總共108頁(yè)。設(shè)計(jì)原則：自上而下順序凝固，通過(guò)澆口補(bǔ)縮鑄件（1）澆口設(shè)在鑄件的厚壁部位，而使薄壁部位遠(yuǎn)離澆口；

（2）用加工余量調(diào)整鑄件壁厚，以調(diào)節(jié)鑄件的方向性凝固；

（3）改變鑄件的冷卻條件，如通過(guò)涂料層或金屬型壁厚度的變化或在鑄件厚壁處進(jìn)行局部冷卻實(shí)現(xiàn)鑄件由上而下的順序凝固。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)采用措施：當(dāng)前72頁(yè)，總共108頁(yè)。充型和增壓保壓鑄型預(yù)熱溫度澆注溫度鑄型的涂料2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)低壓鑄造工藝規(guī)范:當(dāng)前73頁(yè)，總共108頁(yè)。

升液壓力是指當(dāng)金屬液面上升到澆口附近所需要的壓力。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)（1）升液金屬液在升液管內(nèi)的上升速度應(yīng)盡可能緩慢有利于型腔內(nèi)氣體的排出使金屬液在進(jìn)入澆口時(shí)不致產(chǎn)生噴濺。當(dāng)前74頁(yè)，總共108頁(yè)。鋁合金升液參數(shù)選擇一般情況下，為了有利于型腔中氣體的排出，升液速度緩慢些為好。對(duì)于鋁合金：速度控制在5~15cm/s，加壓速率為：1.27~1.75KPa/s。對(duì)于鎂合金，加壓速率可提高20%~30%。當(dāng)前75頁(yè)，總共108頁(yè)。

（2）充型壓力和充型速度

充型壓力是指使金屬液充型上升到鑄型頂部所需的壓力。在充型階段，金屬液面上的升壓速度就是充型速度。

2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)金屬液充型速度超過(guò)一最低值，防止冷隔和欠鑄不能太快產(chǎn)生紊流及沖擊鑄型當(dāng)前76頁(yè)，總共108頁(yè)。充型壓力與充型速度的計(jì)算方法充型壓力：P2=hρK/10200h-合金液上升至鑄件頂面的高度（cm）ρ-合金液密度（g/cm3)K-充型阻力系數(shù)，K=1~1.5，阻力小取下限，阻力大取上限充型速度：V2=（P2-P1）/t2P2、P1--充型和升液壓力t2-充型時(shí)間當(dāng)前77頁(yè)，總共108頁(yè)。當(dāng)前78頁(yè)，總共108頁(yè)。

（3）增壓壓力

金屬液充滿型腔后，再繼續(xù)增壓，使鑄件的結(jié)晶凝固在一定大小的壓力作用下進(jìn)行，這時(shí)的壓力叫結(jié)晶壓力(0.1~0.25MPa)。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)結(jié)晶壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，最后獲得的鑄件組織也愈致密。但通過(guò)結(jié)晶增大壓力來(lái)提高鑄件質(zhì)量，不是任何情況下都能采用的。當(dāng)前79頁(yè)，總共108頁(yè)。增壓大小增壓壓力（P3）：一般P3=（1.1~2.0）P2；增壓壓力也可根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、鑄造方法、加壓工藝選定。當(dāng)前80頁(yè)，總共108頁(yè)。（4）保壓時(shí)間

型腔壓力增至結(jié)晶壓力后，并在結(jié)晶壓力下保持一段時(shí)間，直到鑄件完全凝固所需要的時(shí)間叫保壓時(shí)間。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)保壓時(shí)間不夠：保壓時(shí)間過(guò)久：鑄件未完全凝固就卸壓，型腔中的金屬液將會(huì)全部或部分流回，造成鑄件“放空”報(bào)廢澆口殘留過(guò)長(zhǎng)，降低工藝收得率，而且還會(huì)造成澆口“凍結(jié)”，使鑄件出型困難當(dāng)前81頁(yè)，總共108頁(yè)。（5）卸壓延時(shí)冷卻

一般在卸壓后再冷卻1~2min后開型，鑄件完全凝固，開型不容易拉傷鑄件。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)當(dāng)前82頁(yè)，總共108頁(yè)。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)幾種具體的充型工藝低壓充型工藝的壓力曲線：上端敞開的有明冒口的鑄型當(dāng)前83頁(yè)，總共108頁(yè)。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)幾種具體的充型工藝濕砂型、薄壁復(fù)雜金屬型件當(dāng)前84頁(yè)，總共108頁(yè)。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)幾種具體的充型工藝緩慢增壓結(jié)晶工藝壓力曲線：厚壁砂型件當(dāng)前85頁(yè)，總共108頁(yè)。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)幾種具體的充型工藝金屬型、石墨型改善補(bǔ)縮效果當(dāng)前86頁(yè)，總共108頁(yè)。（6）鑄型溫度及澆注溫度

非金屬型：一般都為室溫金屬型：鋁合金件200～250℃

薄壁復(fù)雜件：可高達(dá)300～350℃。

關(guān)于合金的澆注溫度，實(shí)踐證明，在保證鑄件成型的前提下，應(yīng)該是愈低愈好。

2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)當(dāng)前87頁(yè)，總共108頁(yè)。（7）涂料

作用：提高金屬型及工具、設(shè)備的壽命提高鑄件質(zhì)量必須刷涂料；涂料應(yīng)均勻涂料厚度要根據(jù)鑄件表面光潔度及鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)決定。2、低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)當(dāng)前88頁(yè)，總共108頁(yè)。寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)公司工藝模具清理方法：1.先用干冰清洗；2.噴涂料當(dāng)前89頁(yè)，總共108頁(yè)。3.1鑄件在鑄型中的位置3、低壓鑄造鑄型特點(diǎn)自上而下順序凝固壁厚較大或熱節(jié)部位放在低部涂料層、覆砂層、金屬型厚