特種鑄造及鑄造新技術(shù)

§2—1鑄造1．了解鑄造的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用。2．了解砂型鑄造的工藝過(guò)程。3．了解特種鑄造的方法、工藝及設(shè)備。4．了解鑄造的新技術(shù)和新工藝。現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三特種鑄造現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

特種鑄造

概述

同砂鑄相比：鑄件精度高，表面質(zhì)量好；合金性能改善，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；勞動(dòng)條件大大改善；成本高。特種鑄造包括：殼形鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、氣化模鑄造、陶瓷型鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造、磁型鑄造、石膏型鑄造、真空吸鑄、連續(xù)鑄造、石磨型鑄造、實(shí)型鑄造等?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

熔模鑄造又稱“失蠟鑄造”，通常是在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ廴ザ瞥尚蜌?，再?jīng)過(guò)焙燒，然后進(jìn)行澆注，而獲得鑄件的一種方法，由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱“熔模精密鑄造”

進(jìn)入80年代以來(lái)，世界各地熔模鑄造的產(chǎn)量、產(chǎn)值、質(zhì)量，都有很大的增長(zhǎng)和提高，當(dāng)前熔模鑄造正向精密、大型、復(fù)雜、部件整鑄的方向發(fā)展。我國(guó)的熔模鑄造是在50年代開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，首先在航天、航空部門(mén)逐步發(fā)展到所有的工業(yè)部門(mén)中，得到廣泛的應(yīng)用。一、熔模鑄造1、概述現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三凸輪圓環(huán)銅鑄件現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三汽車(chē)傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、凸緣叉、套管叉系列

現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三機(jī)箱體和曲軸

現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

2、熔模鑄造的工藝過(guò)程（1）制作壓型壓型是用來(lái)壓制模樣（即熔模）的模具，一般用鋼、青銅或鋁合金經(jīng)切削加工制成。熔模相當(dāng)于砂型鑄造中的模樣，常用蠟基模料（50%石蠟加50%硬脂酸組成）或樹(shù)脂基（松香）模料制成，造型后，可在熱水中或蒸汽中熔化，故稱熔模。（2）制作熔?，F(xiàn)在是8頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三熔模鑄造的工藝過(guò)程現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三（3）制作型殼熔模鑄造的工藝過(guò)程（4）脫蠟和造型（5）焙燒和澆注現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三澆注熔模鑄造的工藝過(guò)程現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三3、熔模鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用1、熔模鑄造沒(méi)有分型面，型殼內(nèi)表面光潔、耐火度高，可以生產(chǎn)尺寸精度高和表面質(zhì)量好的鑄件。2、能鑄出各種合金鑄件，尤其適合于鑄造高熔點(diǎn)難切削加工和用別的加工方法難以成型的合金。現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三3、可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，最小壁厚0.3mm最小鑄出孔直徑0。5mm。4、生產(chǎn)批量不受限制，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水作業(yè)。缺點(diǎn)：工藝過(guò)程復(fù)雜，工序多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。熔模鑄造件的質(zhì)量一般限制在25Kg以內(nèi)。熔模鑄造主要用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、熔點(diǎn)高、難以切削加工的小型零件。如：汽輪機(jī)葉片、成型刀具、汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床上的小型零件?，F(xiàn)在是13頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三熔模鑄造現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三二、金屬型鑄造

又稱硬模鑄造，將液體金屬澆入金屬鑄型，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?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三金屬型鑄造示意圖金屬型鑄造產(chǎn)品金屬型鑄造示意圖現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三1、金屬型構(gòu)造金屬型的結(jié)構(gòu)有多種形式，（a）是水平分型式金屬型，多用于生產(chǎn)薄壁輪狀鑄件；（b）為垂直分型式金屬型，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜鋁合金鑄件?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三組合金屬型結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)：整體式金屬型鑄造現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三透氣性差導(dǎo)熱性好沒(méi)有退讓性金屬型的這些特點(diǎn)決定了它在鑄件形成過(guò)程中有自己的規(guī)律。金屬型和砂型，在性能上有顯著的區(qū)別現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三2、金屬型鑄造的工藝過(guò)程金屬型的預(yù)熱（預(yù)熱溫度一般不低于150°C)金屬型導(dǎo)熱性好／液體金屬冷卻快，鑄件易出現(xiàn)冷隔、澆不足、氣孔等缺陷。同時(shí)保護(hù)鑄型。涂料（耐火涂料的厚度為0.3~0.4mm)利用涂料層的厚薄，調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度；保護(hù)金屬型，防止高溫金屬液對(duì)型壁的沖蝕和熱擊；利用涂料層蓄氣排氣。澆注澆注溫度比砂型鑄造時(shí)高。由根據(jù)合金種類、鑄件大小和壁厚決定。開(kāi)型、取出鑄件、清理現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

金屬型鑄造方法主要用于熔點(diǎn)較低的有色金屬或合金鑄件的大批量生產(chǎn)。黑色金屬類鑄件只限于形狀簡(jiǎn)單的中小零件?，F(xiàn)在是26頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三3、金屬型鑄造的特點(diǎn)可承受多次澆注，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)鑄件精度和表面質(zhì)量高（鋁合金鑄件的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT7~IT9，表面粗糙度可達(dá)Ra3.2~12.5um)鑄件的結(jié)晶組織致密，機(jī)械性能高金屬型成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)鑄造工藝嚴(yán)格，易出現(xiàn)澆不足、冷隔、裂紋鑄件的形狀和尺寸受一定的限制現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三金屬型鑄造現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三J316金屬型鑄造機(jī)

現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

立方挖掘機(jī)系列銅套、軸瓦

現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

水泥機(jī)械各種規(guī)格回轉(zhuǎn)窯、托輪軸瓦、蝸輪

現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三巴氏合金<鋁、錫基>大軸瓦現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

壓力鑄造——是利用高壓使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法，簡(jiǎn)稱壓鑄。三．壓力鑄造立式壓鑄機(jī)熱室壓鑄機(jī)壓鑄機(jī)工藝穩(wěn)定鑄件質(zhì)量好，壓型壽命低1、概述現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三全自動(dòng)臥式冷室壓鑄機(jī)現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三冷壓室臥式壓鑄機(jī)的工作過(guò)程（目前應(yīng)用最多)現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三合型并注入液態(tài)金屬壓射開(kāi)型并頂出鑄件壓力鑄造過(guò)程2、壓力鑄造的工藝過(guò)程（1）預(yù)熱金屬鑄型，噴涂料（2）合型、注入金屬液（3）壓射沖頭在高壓下推動(dòng)金屬液充滿型腔并凝固（4）打開(kāi)鑄型，用頂桿頂出鑄件現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三優(yōu)點(diǎn)

鑄件的精度和表面質(zhì)量都較其他鑄造方法高（尺寸公差等級(jí)可達(dá)CT4~CT7，表面粗糙度一般可達(dá)Ra1.6~12.5um)

可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件、和鑲嵌件（鑄件最小壁厚為：鋅合金為0.3mm,鋁合金為0.5mm)

鑄件強(qiáng)度和硬度高（抗拉強(qiáng)度可比砂型鑄件提高25%~30%，但伸長(zhǎng)率有所降低）

生產(chǎn)率高(一般冷壓式壓鑄機(jī)平均每小時(shí)壓鑄600-700次）3、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三缺點(diǎn)

投資大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)

壓鑄合金的種類受限制，壓鑄高熔點(diǎn)合金（鑄鐵、鑄鋼）時(shí)，壓型壽命低鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松，不能進(jìn)行較多余量的切削加工壓鑄件不能用熱處理的方法提高性能適用范圍

主要用于有色合金（如鋁合金、鋅合金）的中、小鑄件的大量生產(chǎn)。現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三壓力鑄造現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

鈹銅合金壓力鑄造模具

現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三鈹銅合金壓力鑄造模具

現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三各種壓鑄零件現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三各種壓鑄零件現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三各種壓鑄零件現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三各種壓鑄零件現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三46四、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(ài)爾恰爾特（Erchardt）提出的。直到二十世紀(jì)初才開(kāi)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。1、概述現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三2、離心鑄造的方式

根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸在空間位置的不同，常用的有立式離心鑄造機(jī)和臥式離心鑄造機(jī)兩種類型。立式離心鑄造機(jī)上的鑄型是繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的（圖1），它主要用來(lái)生產(chǎn)高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件，有時(shí)也可用此種離心鑄造機(jī)澆注異形鑄件。臥式離心鑄造機(jī)的鑄型是繞水平軸旋轉(zhuǎn)的（圖2），它主要用來(lái)生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑的套類和管類鑄件?，F(xiàn)在是47頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三離心鑄造機(jī)現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三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(lái)鑄造高度小于直徑的盤(pán)、環(huán)類或成形鑄件?，F(xiàn)在是49頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三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(lái)生產(chǎn)圓環(huán)類鑄件，也用于澆注成形鑄件。離心式實(shí)型鑄造現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三3、離心鑄造的生產(chǎn)過(guò)程（1）將金屬型型腔清理干凈，噴涂料（2）旋轉(zhuǎn)鑄型，澆入定量金屬液（3）凝固后，停止旋轉(zhuǎn)，取出鑄件現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三利用回轉(zhuǎn)表面生產(chǎn)圓筒形鑄件，省去型芯和澆注系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程，節(jié)約了金屬。離心力的作用，鑄件由外向內(nèi)的順序凝固，而氣體和熔渣因比重輕向內(nèi)腔移動(dòng)而排除，鑄件組織致密，極少有縮孔、氣孔、夾渣等缺陷。合金的充型能力強(qiáng)，便于流動(dòng)性差的合金及薄件的生產(chǎn)。便于制造雙金屬鑄件。優(yōu)點(diǎn)4、離心鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三鑄件易產(chǎn)生偏析，鑄件內(nèi)表面較粗糙。內(nèi)表面尺寸不易控制。缺點(diǎn)現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

在鐵管、銅套、缸套、雙金屬鋼背銅套等方面，離心鑄造幾乎是一種主要的方法；此外在耐熱鋼輥道、一些特殊鋼無(wú)縫綱管的毛坯，造紙機(jī)干燥滾筒等生產(chǎn)方面，離心鑄造法也用得很有成效。目前已制出高度機(jī)械化、自動(dòng)化的離心鑄造機(jī)，已建起大量生產(chǎn)的機(jī)械化離心鑄管車(chē)間。

幾乎一切鑄造合金都可用于離心鑄造法生產(chǎn)，離心鑄件的最小內(nèi)徑可達(dá)8毫米，最大直徑可達(dá)3m，鑄件的最大長(zhǎng)度可達(dá)8m，離心鑄件的重量范圍為幾牛至幾萬(wàn)牛（零點(diǎn)幾公斤至十多噸）。

應(yīng)用：現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三離心鑄造現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三五．特種鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用鑄造方法主要特點(diǎn)應(yīng)用金屬型鑄造與砂型鑄造相比，鑄件精度高，力學(xué)性能好，生產(chǎn)率高，無(wú)粉塵；鑄造非鐵合金鑄件有細(xì)化組織的作用，鑄造灰鑄鐵件易出現(xiàn)白口；設(shè)備費(fèi)用較高用于非鐵合金鑄件的成批生產(chǎn)；鑄件不宜過(guò)大，形狀不宜過(guò)于復(fù)雜，鑄件壁不能太薄壓力鑄造精度高、效率高的高壓成型方法，可以鑄造形狀復(fù)雜的薄壁鑄件；但壓鑄機(jī)昂貴，壓鑄型制造復(fù)雜、費(fèi)用高用于鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等有色金屬合金的中、小型薄壁鑄件的大批生產(chǎn)現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三鑄造方法主要特點(diǎn)應(yīng)用離心鑄造鑄件組織細(xì)密，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)率高；但內(nèi)表層余量大，機(jī)械加工量大用于空心回轉(zhuǎn)體鑄件的單件或批量生產(chǎn)，并可進(jìn)行雙金屬襯套、軸瓦的鑄造熔模鑄造鑄件精度高，表面質(zhì)量好，可鑄造形狀較為復(fù)雜的鑄件和高熔點(diǎn)合金鑄件；但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高用于以碳鋼、合金鋼為主的合金和耐熱合金的復(fù)雜、精密鑄件（鑄件質(zhì)量不大于10kg）的成批生產(chǎn)現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三

消失模鑄造——利用泡沫塑料，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸制成實(shí)型模具，經(jīng)浸涂耐火黏結(jié)涂料，烘干后進(jìn)行干砂造型、振動(dòng)緊實(shí)，然后澆入液體金屬使模樣受熱汽化消失，從而得到與模樣形狀一致的鑄件的鑄造方法。1．消失模鑄造泡沫塑料造型六、鑄造的新技術(shù)和新工藝現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三預(yù)發(fā)泡模型成型模型簇組合浸涂澆注消失模鑄造的工藝過(guò)程：現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三澆注鑄件無(wú)毛刺、飛翅消失模鑄造的工藝過(guò)程現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三2、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；經(jīng)灌漿、結(jié)膠、起模、焙燒等工序而制成的。

采用這種鑄造方法澆出的鑄件，具有較高的尺寸精度和表面光潔度，所以這種方法又叫陶瓷型精密鑄造。

陶瓷型的制造方法可分為兩大類：一類是全部采用陶瓷漿料制造鑄型法；另一類就是采用底套（相當(dāng)于砂型的背砂層）表面再灌陶瓷漿料以制陶瓷型的方法。底套又分砂套和金屬底套兩種?，F(xiàn)在是64頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三陶瓷型鑄造的工藝過(guò)程摸樣砂套造型灌漿陶瓷型鑄造的工藝過(guò)程現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三噴燒合型鑄件陶瓷型鑄造的工藝過(guò)程現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期三陶瓷型鑄造具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

1．鑄件的表面粗糙度低；

2．鑄件的尺寸精度高；

3．可以鑄出大型精密鑄件

熔模鑄造雖能鑄出尺