金属铸造形成的工艺过程课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,节外力作用下的铸造成形,靠外力充填型腔的形成工艺,压力铸造,低压铸造,挤压铸造,1,节外力作用下的铸造成形1,一、离心铸造,（,1,）立式离心铸造：,铸型绕垂直轴旋转。,铸件内表面呈抛物线形。,用来铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件。,定义：,将,液态合金浇入高速旋转（,2501 500 r/min,）的铸型，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶，这种铸造方法称作离心铸造。,1,、离心铸造的基本方式,2,一、离心铸造（1）立式离心铸造：定义：将液态合金浇入,3,3,（,2,）卧式离心铸造,铸型绕水平轴旋转，,铸件壁厚均匀，,应用广泛，主要用来生产长度较大的套筒及管类铸件，如铜衬套、铸铁缸套、水管。,4,（2）卧式离心铸造铸型绕水平轴旋转，4,离心式实型铸造,（,3,）成形件的离心铸造,5,离心式实型铸造（3）成形件的离心铸造5,(1),利用,自由表面生产圆筒形或环形铸件,时，可省去,型芯,和,浇注系统,，因而省工、省料，,降低了铸件成本,。,(2),在离心力的作用下，铸件呈由外向内的,定向凝固,，而气体和熔渣因,密度较金属小,、则向铸件内腔,(,即自由表面,),移动而排除，故,铸件极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷,，铸件致密度高，故,力学性能较好,。,(3),便于制造,双金属铸件,。如可在钢套上镶铸薄层铜材，用这种方法制出的,滑动轴承,较整体铜轴承节省铜料，降低了成本。,优点：,2,、离心铸造的特点和适用范围,6,(1)利用自由表面生产圆筒形或环形铸件时，可省去型芯和浇注系,缺点：,(1),依靠自由表面所形成的,内孔尺寸偏差大,，而且,内表面粗糙,，若需切削加工，必须加大余量；,(2),不适于,密度偏析大的合金及轻合金铸件,，如铅青铜、铝合金、镁合金等。,(3),因需要专用设备的投资，故,不适于单件、小批生产,。,7,缺点：(1)依靠自由表面所形成的内孔尺寸偏差大，而且内表面粗,3.,离心铸造应用范围,61,用离心铸造法生产产量很大的铸件有以下几种：,(1),铁管,，世界上每年球墨铸铁管件总产量的近一半是用离心铸造法生产的；,(2),柴油发动机和汽油发动机的,气缸套,。,(3),各种类型的,铜套,。,(4),双金属,钢背铜套、各种合金的,轴瓦,。,(5),造纸机,滚筒,。,用离心铸造法生产质量及经济效益显著的铸件有：,(1),双金属铸铁轧辊。,(2),加热炉底耐热钢辊道。,(3),特殊钢无缝钢管毛坯。,(4),刹车鼓、活塞环毛坯、铜合金蜗轮毛坯等。,(5),异型铸件如叶轮、金属假牙、小型阀门等。,几乎一切铸造合金都可以用于离心铸造生产，,铸件的最小内径可为,8 mm,，最大直径达,2 600 mm,，最大长度为,8 m,，铸件的重量可为数克至数十吨。,8,3.离心铸造应用范围61 用离心铸造法生产产量,二、压力铸造,定义：,在高压（3070MPa)下将液态或半液态合金快速(5100mm/s,t=0.050.2s)地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。,压铸机按其工作原理结构形式分为：,冷压式压铸机（有卧式、立式、全立式）压铸机,热压式（有普通热室、卧式热室）压铸机。,9,二、压力铸造定义：在高压（3070MPa)下将液态,1,、压力机工作原理及应用,（,1,）热压室压铸机,热室压铸机的,压室,与,合金熔化炉,联成一体，,压室,浸在,保温坩埚,的液体金属中,，,压射机构,装在坩埚上面，用机械机构或压缩空气所产生的压力进行压铸。,图,3-23,为热室压铸机工作原理示意图。,10,1、压力机工作原理及应用（1）热压室压铸机 热,冷室压铸机的,压室,和,熔炉是分开的,，压铸时要从保温炉中舀取金属液倒入压室内，再进行压铸。,（,2,）冷压室压铸机,11,冷室压铸机的压室和熔炉是分开的，压铸时要从保温炉中舀取,冷压室卧式压铸,（目前应用最多,),(1),注入金属,先闭合压型，将勺内金属液通过压室上的注液孔向压室内注入,(,图,a),。,(2),压铸压射冲头向前推进，金属液被压人压型中,(,图,b),。,12,冷压室卧式压铸（目前应用最多)(1)注入金属 先闭合压型，,冷压室卧式压铸,（目前应用最多,),(3),取出铸件：,铸件凝固之后，抽芯机构将型腔两侧型芯同时抽出，动型左移开型，铸件则借冲头的前伸动作离开压室。此后，在动型继续打开过程中，由于顶杆停止了左移、铸件在顶杆的作用下被顶出动型,(,图,d),。,13,冷压室卧式压铸（目前应用最多)(3)取出铸件：铸件凝固之后,压铸机主要由,压射机构,和,合型机构,所组成,。,压射机构,的作用,是将金属液,压入,型腔；,合型机构,用于,开合压型,，并在压射金属时顶住动型，以防金属液自分型面喷出。,14,压铸机主要由压射机构和合型机构所组成。14,2,、压力铸造的特点和适用范围,压铸的生产率较其它铸造方法均高。,生产能力为,50,150,次,/h,。最高可达,500,次,/h,。,铸件的精度及表面质量较其它铸造方法均高,(,尺寸精度,IT11,13,，表面粗糙度值,Ra6,3,1,6m),。,通常，不经机械加工即可使用。,铸件的强度和硬度都较高。,因为铸件的冷却速度快，又是在压力下结晶，其表层结晶细密，如抗拉强度比砂型铸造提高,25,30,。,可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮等,(,参见表,3-1),。,这是由于压型精密，在高压下浇注，极大地提高了合金充型能力所致。,便于采用嵌铸法,。,生产中间镶嵌其他金属的铸件,优点：,15,2、压力铸造的特点和适用范围压铸的生产率较其它铸造方法均高。,(1),压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长，,只有在大量生产条件下经济上才合算,。,(2),压铸高熔点合金（如铜、钢、铸铁）时，,压型寿命很低，难以适应,。,(3),由于压铸的速度极高，型腔内气体很难排除，厚壁处的收缩也很难补缩，致使,铸件内部常有气孔和缩松,。,(4),由于上述气孔是在高压下形成的，热处理加热时孔内气体膨胀将导致铸件表面起泡，所以压铸件不能用热处理方法来提高性能。,缺点：,16,(1)压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长，只有在,2007 金工教研室,机械制造基础,压铸镶嵌件,17,2007 金工教研室机械制造基础压铸镶嵌件17,适用范围：,目前，压力铸造已在汽车、拖拉机、航空、兵器、仪表、电器、计算机、轻纺机械、日用品等制造业得到了广泛应用，如,气缸体、箱体、化油器、喇叭外壳等铝、镁、锌合金铸件生产,。,18,适用范围：目前，压力铸造已在汽车、拖拉机、航空、兵器,三、低压铸造,低压铸造是介于一般重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。,1.,铸造原理和工艺过程,浇注时金属液在低压（,20,60 kPa,）作用下，,由下而上地填充铸型型腔,，并在,压力下凝固而形成铸件,的一种工艺方法。低压铸造的工艺过程如图,2-47,所示。,19,三、低压铸造 低压铸造是介于一般重力铸造和压,5/16/2009 4:30 PM,低压铸造主要用于,铝合金铸件的大批量生产,，如轮毂、汽缸体、缸盖、活塞、曲轴箱、曲轴等铸件的生产。,低压铸造的特点及适用范围,（,1,）浇注时的压力和速度便于调节，故可适应各种,不同的铸型,(,如金属型、砂型、熔模型壳等,),。同时，其充型平稳，对铸型的冲刷力小，气体较易排除。,（,2,）便于实现,顺序凝固,，以防止,缩孔和缩松,，尤能有效地,克服铝合金的针孔缺陷,。,（,3,）铸件的表面质量高于金属型,(IT12,IT14,，,Ra,值,12.5,3.2m),，可生产出壁厚为,1.5,2mm,的薄壁铸件。,（,4,）由于不用冒口，金属的利用率可提高到,90%,98%,。,此外，其设备费用远较压铸低。,20,5/16/2009 4:30 PM 低压铸造主要用于铝合金铸,四、挤压铸造,挤压铸造,：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在压力作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法；又称液态模锻。,1.,挤压铸造的原理及工艺过程,挤压铸造原理,如图,所示，铸型中浇入金属液，上型向下运动挤压金属液而成形。挤压铸造的压力和速度较低，无涡流飞溅现象，成形时伴有局部塑性变形，铸件致密无气孔。,挤压铸造多采用金属型，挤压的工艺过程包括铸型准备、浇注、合型加压、完成等过程。如大型薄壁铝合金铸件的挤压工艺过程如图,3,-28,所示。,21,四、挤压铸造挤压铸造：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在,2,、挤压铸造的特点及应用范围,挤压铸造与压力铸造、低压铸造都是利用压力作用使铸件成形而获得致密铸件。其特点如下：,1,）挤压铸件的尺寸精度和表面质量高，尺寸公差,IT11-IT13,，,Ra6.3-1.6,；,2,）无需开设浇冒口，金属利用率高；,3,）适应性强，大多数合金都可采用挤压铸造；,4,）工艺简单、节省能源和劳力，易于实现机械化和自动化，生产率比金属型高,1,倍。,挤压铸造主要用于,生产强度较高、气密性好的铸件及薄板类铸件，如阀体、活塞、机架、铸铁锅等。,22,2、挤压铸造的特点及应用范围 挤压铸造与压力铸,铸造方法的选择,23,铸造方法的选择23,常见铸造缺陷的名称、特征以及产生的主要原因,24,常见铸造缺陷的名称、特征以及产生的主要原因 24,25,25,26,26,砂箱,刮砂板,底板,砂舂,通气针,起模针,皮老虎,镘刀,镘勺,提勾,27,砂箱刮砂板底板砂舂通气针起模针皮老虎镘刀镘勺提勾27,28,28,29,29,套管的分模造型,30,套管的分模造型30,31,31,32,32,33,33,34,34,35,35,带轮,刮板,刮板,木桩,下砂型,上砂型,a),刮制下型,b),刮制上型,c),合箱,36,带轮刮板刮板木桩下砂型上砂型a)刮制下型b)刮制上型c)合箱,37,37,38,38,返回文档,图,2-19,振压紧砂机构原理图,演示,39,返回文档图2-19 振压紧砂机构原理图演示39,返回文档,图,3-6,抛砂紧实机构原理图,40,返回文档图3-6 抛砂紧实机构原理图40,返回文档,图,3-7 3-8 3-9,起模方法示意图,41,返回文档图3-7 3-8 3-9 起模方法示意图41,返回文档,42,返回文档42,返回文档,43,返回文档43,返回文档,44,返回文档44,返回文档,图,3-28,挤压铸造工艺,a),浇注,b),挤压,c),去除多余的金属,45,返回文档图3-28 挤压铸造工艺a)浇注,