《工学特种铸造》PPT课件.ppt

第 页,1,材料成型工艺基础 CAI课件,金属的液态成型(3),第 页,2,特种铸造成形, 什么是特种铸造（ special casting ）？,与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法, 特种铸造有什么作用？,弥补砂型铸造的不足：,一个铸型只能用一次，造型工作量大，极大降低效率； 铸件尺寸误差大，表面粗糙度大低，浪费材料、时间； 废品率高； 劳动条件差；,第 页,3,1. 熔模铸造,Investment casting,用易熔材料制成模型，然后用造型材料将其包住，经过硬化后，再将模型加热熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型，浇铸后获得铸件的方法。,由于易熔材料主要成分是石蜡，因此，熔模铸造又称为失蜡铸造（lost-wax molding)。,第 页,4,工艺过程：,蜡模制造,结壳,脱蜡,焙烧,浇注,过程AVI,1. 熔模铸造,expendable pattern process,动画,第 页,5,特点：,铸件精度和光洁度较高； 可浇注形状复杂的铸件； 能铸造各种合金；特别是高熔点合金； 铸件成本较高； 铸件的尺寸和重量受到限制；,1. 熔模铸造,expendable pattern process,实例1,实例2,第 页,6,用途：,高熔点合金精密铸件的成批、大量生产； 形状复杂、难以切削加工的小零件；,应用AVI,1. 熔模铸造,expendable pattern process,第 页,7,2. 金属型铸造,permanent mold casting,将液态金属浇入金属铸型中以获得铸件的工艺过程。,金属铸型的特点：,广泛采用垂直分型； 型芯常作成组合式，便于抽出；,示例,录像,第 页,8,金属型铸造的优点：,铸型可以多次浇注，提高了生产率； 金属型冷速高，铸件结晶细密，提高机械性能； 造型不用砂，改善劳动条件； 铸件尺寸精度提高，表面光洁；,金属型铸件实例,第 页,9,金属型铸造的不足：,制作金属型的成本高，周期长； 铸造工艺要求较严格。否则容易出现浇不足、冷隔、裂纹、气孔等缺陷； 铸铁件容易产生白口；,第 页,10,金属型铸造的用途：,大批量生产有色金属铸件,第 页,11,pressure casting,录像,在压铸机的高压作用下，使液态金属以高速压入金属铸型（压铸模）中，并在压力下凝固的工艺方法。,动画,3. 压力铸造,第 页,12,压力铸造的优点：,铸件的精度和表面质量比其它铸造方法都高； 可以铸出形状复杂的薄壁件； 能获得晶粒细小、组织致密的铸件；,实例,第 页,13,压力铸造的不足：,压铸设备造价高，铸型投资大，导致铸件成本高于其它铸造方法； 压铸合金的品种有限，主要适用于低熔点有色金属； 铸件易产生气孔；,第 页,14,使液态金属在压力作用下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶形成铸件的工艺过程。压力较低，一般为0.020.07MPa。,录像,4. 低压铸造,动画,第 页,15,特点和适用范围 （1）充型平稳，气体易排出，气孔、夹渣等缺陷较少； （2）有效防止了缩孔、缩松的出现，尤其是克服了铝合金的针孔缺陷； （3）省掉了补缩冒口，使金属利用率提高到9098%； （4）铸件组织致密、力学性能好； 适用范围： 质量要求较高的铝、镁合金铸件的大批量生产，如气缸、高速内燃机活塞等。,第 页,16,centrifugal casting,将液态金属浇入高速旋转的金属铸型（有时带有砂衬）中，使金属液在离心力作用下而附着于铸型的内壁，经冷却凝固而成为铸件的一种铸造方法。,5. 离心铸造,第 页,17,离心铸造分： 立式离心铸造 卧式离心铸造,适合于高度小于直径 的圆环类铸件,适合于长度较大的套 筒类铸件,图片,影像AVI,影像AVI,第 页,18,离心铸造的优、缺点：,省去型芯和浇注系统，省工、省料； 铸件结晶细密，无缩孔、缩松、夹杂等缺陷； 便于生产双金属铸件；,第 页,19,离心铸造的优、缺点：,铸出的内孔不准确，内表面粗糙； 需要较多的设备投资，故不适宜单件小批生产；,图片,第 页,20,将定量金属液浇入铸型型腔内并施加较大的机械压力，使其凝固、成形的工艺方法。,6. 挤压铸造,示例1,示例2,示例3,第 页,21,特点和适用范围 （1）铸件尺寸精度高（IT11IT13），表面粗糙度小（Ra6.31.6m），加工余量小。 （2）无需设浇冒口，金属利用率高。 （3）铸件组织致密，晶粒细小，力学性能好。 （4）工艺简单，节省能源，易实现机械化和自动化生产，生产率比金属型铸造高12倍。 （5）金属液中夹杂物无法排出。要求准确定量浇注，否则影响铸件的尺寸精度。 适用范围：生产强度要求较高、气密性好、薄板类铸件。如各种阀体、活塞、机架、轮毂、耙片和铸铁锅等。,第 页,22,采用聚苯乙烯发泡塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在金属液的作用下，塑料模样燃烧、气化、消失，金属液取代原来塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后获得所需铸件的铸造方法。,7. 实型铸造,第 页,23,特点和适用范围 （1）无需起模，无分型面，无型芯，因而无飞边毛刺，铸件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模铸造，但尺寸却可大于熔模铸造。 （2）形状复杂铸件的模样均可采用泡沫塑料模粘合为整体，减少了加工装配时间，可降低铸件成本10%30% ； （3）造型效率比砂型铸造提高25倍； （4）模样只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、强度低，模样易变形，影响铸件尺寸精度。浇铸时模样产生的气体污染环境。 适用范围： 不易起模等复杂铸件,第 页,24,The End of This Part,砂型铸件,盖罩,节温器壳,水泵体,虑清器罩,金属型铸件实例,挤压铸造示例1,挤压铸造示例2,挤压铸造示例3,金属型铸造工艺：,1、喷刷涂料。作用：（1）减缓铸件冷速；（2）防止高温金属液直接冲刷型壁；（3）防止气孔。 2、使铸型保持一定的工作温度（通过预热和散热），减缓铸型对金属的激冷作用和提高铸型寿命。 3、掌握合适的出型时间（尽早），避免出型和抽芯困难，避免铸铁件产生裂纹、白口，提高生产率。 4、为防止铸铁件产生白口，铸件壁厚不宜过薄，严格控制铁水成分等。,第 页,30,低压铸造动画,磨辊的结构示意图,耐磨冷硬合金铸铁,内部金相组织,外层金相组织,离心铸造生产铸管,金属型铸造工艺：,1、喷刷涂料。作用：（1）减缓铸件冷速；（2）防止高温金属液直接冲刷型壁；（3）防止气孔。 2、使铸型保持一定的工作温度（通过预热和散热），减缓铸型对金属的激冷作用和提高铸型寿命。 3、掌握合适的出型时间（尽早），避免出型和抽芯困难，避免铸铁件产生裂纹、白口，提高生产率。 4、为防止铸铁件产生白口，铸件壁厚不宜过薄，严格控制铁水成分等。,