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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,*,第二节 外力作用下的铸造成形,靠外力充填型腔的形成工艺,离心铸造,压力铸造,低压铸造,挤压铸造,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,2,3,（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,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,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,。,7,3.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。,8,二、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=0.05,0.2s)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。,9,1、,压,压力,机,机工,作,作原,理,理及,应,应用,（1,）,）热,压,压室,压,压铸,机,机,热室,压,压铸,机,机的压室与合金,熔,熔化,炉,炉联成,一,一体,，,，压室浸在保温,坩,坩埚的液,体,体金,属,属中，压射,机,机构装在,坩,坩埚,上,上面,，,，用,机,机械,机,机构,或,或压,缩,缩空,气,气所,产,产生,的,的压,力,力进,行,行压,铸,铸。,图3-23为,热,热室,压,压铸,机,机工,作,作原,理,理示,意,意图,。,。,10,冷室,压,压铸,机,机的压室和熔炉,是,是分,开,开的，压,铸,铸时,要,要从,保,保温,炉,炉中,舀,舀取,金,金属,液,液倒,入,入压,室,室内,，,，再,进,进行,压,压铸,。,。,（2,）,）冷,压,压室,压,压铸,机,机,11,冷压,室,室卧,式,式压,铸,铸,（目,前,前应,用,用最,多,多),(1)注入,金,金属先闭,合,合压,型,型，,将,将勺,内,内金,属,属液,通,通过,压,压室,上,上的,注,注液,孔,孔向,压,压室,内,内注,入,入(,图,图a)。,(2)压,铸,铸压,射,射冲,头,头向,前,前推,进,进，,金,金属,液,液被,压,压人,压,压型,中,中(,图,图b)。,12,冷,压,压,室,室,卧,卧,式,式,压,压,铸,铸,（,目,目,前,前,应,应,用,用,最,最,多,多),(3),取,取,出,出,铸,铸,件,件,：,：铸,件,件,凝,凝,固,固,之,之,后,后,，,，,抽,抽,芯,芯,机,机,构,构,将,将,型,型,腔,腔,两,两,侧,侧,型,型,芯,芯,同,同,时,时,抽,抽,出,出,，,，,动,动,型,型,左,左,移,移,开,开,型,型,，,，,铸,铸,件,件,则,则,借,借,冲,冲,头,头,的,的,前,前,伸,伸,动,动,作,作,离,离,开,开,压,压,室,室,。,。,此,此,后,后,，,，,在,在,动,动,型,型,继,继,续,续,打,打,开,开,过,过,程,程,中,中,，,，,由,由,于,于,顶,顶,杆,杆,停,停,止,止,了,了,左,左,移,移,、,、,铸,铸,件,件,在,在,顶,顶,杆,杆,的,的,作,作,用,用,下,下,被,被,顶,顶,出,出,动,动,型,型(,图,图d),。,。,13,压铸,机,机主,要,要由压射,机,机构和合型,机,机构所组,成,成。,压射,机,机构的作,用,用是将,金,金属,液,液压入型腔,；,；,合型,机,机构用于开合,压,压型，并,在,在压,射,射金,属,属时,顶,顶住,动,动型,，,，以,防,防金,属,属液,自,自分,型,型面,喷,喷出,。,。,14,2、,压,压力,铸,铸造,的,的特,点,点和,适,适用,范,范围,压铸,的,的生,产,产率,较,较其,它,它铸,造,造方,法,法均,高,高。,生产,能,能力,为,为50150次/h,。,。最,高,高可,达,达500,次,次/h。,铸件,的,的精,度,度及,表,表面,质,质量,较,较其,它,它铸,造,造方,法,法均,高,高(尺,寸,寸精,度,度IT1113,，,，表,面,面粗,糙,糙度,值,值Ra6316m),。,。,通常,，,，不,经,经机,械,械加,工,工即,可,可使,用,用。,铸件,的,的强,度,度和,硬,硬度,都,都较,高,高。,因为,铸,铸件,的,的冷,却,却速,度,度快,，,，又,是,是在,压,压力,下,下结,晶,晶，,其,其表,层,层结,晶,晶细,密,密，,如,如抗,拉,拉强,度,度比,砂,砂型,铸,铸造,提,提高25,30,。,可压,铸,铸形,状,状复,杂,杂的,薄,薄壁,件,件，,或,或直,接,接铸,出,出小,孔,孔、,螺,螺纹,、,、齿,轮,轮等(参,见,见表3-1),。,。,这是,由,由于,压,压型,精,精密,，,，在,高,高压,下,下浇,注,注，,极,极大,地,地提,高,高了,合,合金,充,充型,能,能力,所,所致,。,。,便于,采,采用,嵌,嵌铸,法,法。,生产,中,中间,镶,镶嵌,其,其他,金,金属,的,的铸,件,件,优点,：,：,15,(1)压,铸,铸设,备,备投,资,资大,，,，制,造,造压,型,型费,用,用高,、,、周,期,期长,，,，只有,在,在大,量,量生,产,产条,件,件下,经,经济,上,上才,合,合算。,(2)压,铸,铸高,熔,熔点,合,合金,（,（如,铜,铜、,钢,钢、,铸,铸铁,）,）时,，,，压型,寿,寿命,很,很低,，,，难,以,以适,应,应。,(3)由,于,于压,铸,铸的,速,速度,极,极高,，,，型,腔,腔内,气,气体,很,很难,排,排除,，,，厚,壁,壁处,的,的收,缩,缩也,很,很难,补,补缩,，,，致,使,使铸件,内,内部,常,常有,气,气孔,和,和缩,松,松。,(4)由,于,于上,述,述气,孔,孔是,在,在高,压,压下,形,形成,的,的，,热,热处,理,理加,热,热时,孔,孔内,气,气体,膨,膨胀,将,将导,致,致铸,件,件表,面,面起,泡,泡，,所,所以,压,压铸,件,件不,能,能用,热,热处,理,理方,法,法来,提,提高,性,性能,。,。,缺点,：,：,16,2007,金,金,工,工教,研,研室,机械,制,制造,基,基础,压铸,镶,镶嵌,件,件,17,适用,范,范围,：,：,目前,，,，压,力,力铸,造,造已,在,在汽,车,车、,拖,拖拉,机,机、,航,航空,、,、兵,器,器、,仪,仪表,、,、电,器,器、,计,计算,机,机、,轻,轻纺,机,机械,、,、日,用,用品,等,等制,造,造业,得,得到,了,了广,泛,泛应,用,用，,如,如气缸,体,体、,箱,箱体,、,、化,油,油器,、,、喇,叭,叭外,壳,壳等,铝,铝、,镁,镁、,锌,锌合,金,金铸,件,件生,产,产。,18,三、,低,低,压,压铸,造,造,低压,铸,铸造,是,是介,于,于一,般,般重,力,力铸,造,造和,压,压力,铸,铸造,之,之间,的,的一,种,种铸,造,造方,法,法。,1.,铸,铸,造,造原,理,理和,工,工艺,过,过程,浇注,时,时金,属,属液,在,在低,压,压（20,60kPa）,作,作用,下,下，由下,而,而上,地,地填,充,充铸,型,型型,腔,腔，并,在,在压力,下,下凝,固,固而,形,形成,铸,铸件的一,种,种工,艺,艺方,法,法。,低,低压,铸,铸造,的,的工,艺,艺过,程,程如,图,图2-47所,示,示。,19,5/16/20094:30PM,低压,铸,铸造,主,主要,用,用于铝合,金,金铸,件,件的,大,大批,量,量生,产,产，如,轮,轮毂,、,、汽,缸,缸体,、,、缸,盖,盖、,活,活塞,、,、曲,轴,轴箱,、,、曲,轴,轴等,铸,铸件,的,的生,产,产。,低压,铸,铸造,的,的特,点,点及,适,适用,范,范围,（1,）,）浇,注,注时,的,的压,力,力和,速,速度,便,便于,调,调节,，,，故,可,可适,应,应各,种,种不同,的,的铸,型,型(如,金,金属,型,型、,砂,砂型,、,、熔,模,模型,壳,壳等)。,同,同时,，,，其,充,充型,平,平稳,，,，对,铸,铸型,的,的冲,刷,刷力,小,小，,气,气体,较,较易,排,排除,。,。,（2,）,）便,于,于实,现,现顺序,凝,凝固，以防止缩孔和缩,松,松，尤能有,效,效地克服铝合,金,金的针孔,缺,缺陷。,（3）铸,件,件的表面,质,质量高于,金,金属型(IT12,IT14，Ra,值,值12.53.2m),，,，可生产,出,出壁厚为1.52mm的,薄,薄壁铸件,。,。,（4）由,于,于不用冒,口,口，金属,的,的利用率,可,可提高到90%98%。,此外，其,设,设备费用,远,远较压铸,低,低。,20,四、挤压,铸,铸造,挤压铸造,：用铸型,的,的一部分,直,直接挤压,金,金属液，,使,使金属在,压,压力作用,下,下成形、,凝,凝固而获,得,得零件或,毛,毛坯的方,法,法；又称,液,液态模锻,。,。,1.挤,压,压铸造的,原,原理及工,艺,艺过程,挤压铸造,原,原理如图所示，铸,型,型中浇入,金,金属液，,上,上型向下,运,运动挤压,金,金属液而,成,成形。挤,压,压铸造的,压,压力和速,度,度较低，,无,无涡流飞,溅,溅现象，,成,成形时伴,有,有局部塑,性,性变形，,铸,铸件致密,无,无气孔。,挤压铸造,多,多采用金,属,属型，挤,压,压的工艺,过,过程包括,铸,铸型准备,、,、浇注、,合,合型加压,、,、完成等,过,过程。如,大,大型薄壁,铝,铝合金铸,件,件的挤压,工,工艺过程如图3,-28,所示。,21,2、挤压,铸,铸造的特,点,点及应用,范,范围,挤压铸造,与,与压力铸,造,造、低压,铸,铸造都是,利,利用压力,作,作用使铸,件,件成形而,获,获得致密,铸,铸件。其,特,特点如下,：,：,1）挤压,铸,铸件的尺,寸,寸精度和,表,表面质量,高,高，尺寸,公,公差IT11-IT13，Ra6.3-1.6；,2）无需,开,开设浇冒,口,口，金属,利,利用率高,；,；,3）适应,性,性强，大,多,多数合金,都,都可采用,挤,挤压铸造,；,；,4）工艺,简,简单、节,省,省能源和,劳,劳力，易,于,于实现机,械,械化和自,动,动化，生,产,产率比
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