第五章特种铸造
特种铸造
了解各种铸造方法的工艺过程
熟悉各种铸造方法的工艺特点
能够依据铸件结构、合金材料、 生产批量合理选择铸造方法
第五节 特种铸造
特种铸造：
• 与普通砂型铸造有显著区别的铸造方法
• 通过改变铸型条件、浇注方法或结晶条件等生产 铸件
熔模铸造
金属型铸造
压力铸造
低压铸造
离心铸造
第五节 特种铸造
1.外形、内腔简单，少用型芯、活块 2.型芯安放稳固，排气畅通
3.结构斜度
第六节 铸件结构设计
二、合金铸造性能对铸件结构设计的要求 避免产生铸造缺陷
1.壁厚合理且均匀 2.铸件壁间连接合理（连接应有圆角、不同壁厚 的连接逐渐过渡、避免十字交叉和锐角连接）
3.避免铸件收缩受阻
4.防止铸件翘曲变形
第六节 铸件结构设计
1.工艺过程
预
开
制
热
合
型
备
、
型
持
、
质成压喷浇压顶检
品
铸
刷
注
出
型
涂
铸
料
件
金属液
压力铸造工艺过程
第五节 特种铸造
2.工艺特点
（1）铸件尺寸精度高（CT8～4），表面粗糙度小 （Ra=3.2～0.8μm ），一般不经机械加工即可使用；
（2）充型能力好，适于生产薄壁复杂铸件或镶嵌件； （3）高压下结晶，铸件组织致密，力学性能好； （4）生产率高； （5）只适用于低熔点合金；
型芯呈悬臂 状，必须用 型芯撑加固
型芯稳固性大为 提高，且下芯简 便，易于排气
增设两个工艺 孔，加固型芯 易于排气
第六节 铸件结构设计
不合理
特 种 铸 造
二、金属型铸造
金属型铸造是指将液态 金属浇入金属铸型中获得铸 件的工艺。金属铸型有多种 形式，如垂直分型式、水平 分型式和复合型式等，其中 垂直分型式使用方便，应用 最广。
1，2—左右半型；3—底型；4，5，6—分块 金属砂芯；7，8—销孔金属砂芯
图6-23 铸造铝活塞的金属铸型
与砂型铸造相比，金属型铸造具有以下特点。
室；7—压射活塞；8—铸件
图6-24 卧式冷挤压铸机的工作过程示意图
与砂型铸造相比，压力铸造具有以下特点。
（1）铸件的表面质量和尺寸精度高，一般可以不经机械加工而直接 使用。
（2）铸件的强度和硬度较高。 （3）可以压铸形状复杂的薄壁铸件。 （4）压铸件中可嵌铸其他材料，如钢、铸铁、铜合金、钻石等，可 以节省贵重材料和机械加工工时。 （5）压力铸造的生产效率较高，但压铸设备成本高、生产周期长。 （6）压铸件容易产生气孔，不宜进行大余量的切削加工和热处理。
四、低压铸造
低压铸造是指液态金属在较低的压力（一般0.02～0.06 MPa）下， 自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的工艺。
1—铸型；2—密封盖；3—坩埚；4—金属液；5—升液管 图6-25 低压铸造的工艺过程
与砂型铸造相比，低压铸造具有以下特点。
（1）适应性强。由于浇注及凝固时的压力可以人为控制，所以适用 于金属型、砂型、树脂壳型、熔模壳型等铸型。
（1）实现了“一型多铸”。 （2）铸件的精度与表面粗糙度有所改善。 （3）铸件的力学性能高。 （4）金属型铸造的局限性。
三、压力铸造
压力铸造是指液态金属在高压作用下快速充填金属型腔，并在压力下 凝固成铸件的铸造工艺。压力铸造的两大特点是高压和高速充型。
（a）
（b）
（c）
第五章铸造工艺基础
第五章铸造第二篇铸造工艺基础教学内容合金的铸造性能、流动性、收缩性、偏析性；铸件的常见缺陷分析及防止；常见合金铸件的生产；砂型铸造工艺基础；几种典型的特种铸造工艺方法；铸件结构与铸造工艺及合金铸造性能的关系。
目的与要求要求了解合金流动性和收缩的概念、影响因素及其对铸件质量的影响，为铸件设计，选材和制订铸造工艺提供理论基础。
常用合金铸件的生产，要求了解灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢、铜、铝及其合金铸件的生产特点。
砂型铸造要求掌握制定铸造工艺图的基本原则，主要工艺参数的选择原则，分析典型铸件图例，并为今后解决实际问题打好基础。
掌握铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。
特种铸造重点了解金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造基本知识。
‘第一节液态合金的充型充型：液态合金填充铸型的过程。
充型能力：液态金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰健全的铸件的能力。
影响充型能力的主要因素是合金的流动性、浇注条件、铸型填充条件和铸件结构。
一、合金的流动性1．流动性的概念流动性：液态态合金本身的流动能力。
流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件。
流动性好，有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮，排除。
流动性好，易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩。
2.流动性的测定方法以螺旋形试件的长度来测定：如图5-1影响合金流动性的因素:合金成分结金温度范围浇注温度充型压力图5—3所示为铁碳合金的流动性与含碳量的关系。
由图可见，亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔减小，流动性提高。
愈接近共晶成分，愈容易铸造。
二、浇注条件浇注温度浇注温度对合金的充型能力有着决定性影响。
浇注温度愈高，液态金属所含的热量较多，粘度下降，在相同的冷却条件下，合金在铸型中保持流动的时间长。
但是，浇注温度过高会使金属液体的吸气量和总收缩量增大，铸件容易生产气孔、缩孔、缩松、粘砂、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不易过高。
对于形状复杂的薄壁铸件，为避免产生冷隔和浇不足等缺陷，浇注温度以略高些为宜。
4.5 第二篇 第五章 特种铸造
铸件内部质量
铸件加工余量 铸件最小壁厚 /mm 生产率（一般 机械化程度）
结晶粗、中
大 3.0 低、中
同砂型铸件
小 3~4 低、中
结晶粗
小或不加工 0.3 低、中
结晶细
小 铝合金2~3 中、高
表层结晶细 内部多有孔洞
小或不加工 铝合金0.5 最高
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第二篇
铸造
第五章
特种铸造
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第五章
特种铸造
目
第一节 熔模铸造 第二节 消失模铸造
录
第三节 金属型铸造
第四节 压力铸造 第五节 离心铸造 第六节 常用铸造方法的比较
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第一节 熔模铸造
特种铸造是与普通砂型铸造不同的其他铸造方法。特种铸造方法很多，各 有其特点和适用范围。
1. 蜡模制造
（1）压型制造 压型是用来制造单个蜡模的专用模具。 （2）蜡模的压制 将蜡料加热到糊状后，在2~3个大气压力下，将蜡料压 入到压型内，待蜡料冷却凝固便可从压型内取出，然后修去分型面上 的毛刺，即得单个蜡模。 （3）蜡模组装 将若干个蜡模焊在一个预先制好的浇口棒上构成蜡模组。
2. 型壳制造 （1）浸涂料 将蜡模组置于涂料中浸渍，使涂料均匀地覆盖在蜡模组的表 层。 （2）撤砂 它是使浸渍涂料后的蜡模组均匀地粘附一层石英砂。 （3）硬化 制壳时，每涂挂和撒砂一层后，必须进行化学硬化和干燥。 （4）脱蜡 从型壳中取出蜡模形成铸型空腔，必须进行脱蜡。
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第三节 金属型铸造
二、金属型的铸造工艺
1．喷刷涂料 金属型的型腔和金属型芯表面必须喷刷涂料。厚度为0.2~1.0mm。 2．金属型应保持一定的工作温度 通常铸铁件的预热温度为250~350℃，非铁金属铸件100~250℃。 3．适合的出型时间 通常小型铸铁件出型时间为10~60s，铸件温度约为780~950℃。
金属工艺学 第五版 cp2.4特种铸造
b.制造单个泡沫塑料模
C.组装模样束
（2）上涂料 泡沫塑料模样束表面应上两层
涂料。第一层是用来提高表面光洁度的涂料。第
二层是耐火涂料。
（3）填砂、紧实、浇注 （4）落料、清理
消失模铸造特点
1、铸件尺寸精度高(可达5-7级）
2、铸件表面光洁（Ra6.3-12.5um) 3、铸件加工量小 4、铸件无飞边毛刺，落砂清理容易，清理工时少， 劳动环境好 5、消失模铸造不用下芯子，没有分型面，可以采 用灵活的设计，生产出各种形状复杂、薄壁、多孔 槽的铸件。 6、环境污染少， “绿色铸造工程”。 可用于生产铸铁、碳钢、工具钢、不锈钢、铝、镁 及铜合金等铸件。一般情况下，铸件最小壁厚为 4.06mm，最小铸出孔直径可达1.52mm，质量从1KG50t。
工艺过程
金属型的预热（预热温度一般不低于150°C)
金属型导热性好／液体金属冷却快，铸件易出现 冷隔、浇不足、气孔等缺陷。同时保护铸型。
涂料（耐火涂料的厚度为0.3~0.4mm)
利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度； 保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和 热击； 利用涂料层蓄气排气。
第五章 特种铸造
教学重点：每种特种铸造的优越之处和选择原则 教学难点：熔模铸造的工艺过程 教学目标和要求：了解各种铸造方法的特点及应 用范围，每种铸造的优越之处和选择原则。
第四章
特种铸造
特种铸造方法通常是指区别于普通砂型铸造的一些 方法。其在提高铸件精度和表面质量,改善合金性能, 提高生产率,改善劳动条件和降低铸造成本等方面,各 有优越之处。 熔模铸造 离心铸造
金属型成本高，生产周期长
铸造工艺严格， 易出现浇不足、冷隔、裂纹 铸件的形状和尺寸受一定的限制
特种铸造
3、压力铸造
• 压力铸造使用的设备是压铸机，由动型、 定型以及压室等组成。可移动的压铸型部 分叫动型。安装在压铸机固定板上且固定 不动的压铸型部分叫定型，其中有浇注系 统与压室相通。压铸型用耐热的合金工具 钢制成，加工质量要求很高，需经严格的 热处理。 （铸造过程）
特点及应用范围
（1）压铸件尺寸精度高，表面质量好，一般不需机 加工即可直接使用。 （2）压力铸造在快速、高压在成型，可压铸出形状 复杂、轮廓清晰的薄壁精密铸件，铝合金铸件最 小壁可达0.5mm，最小壁孔径直径为0.7mm。 （3）铸件组织致密，力学性能好，其强度比沙型铸 件提高25%~40%。 （4）生产率高，劳动条件好。 （5）设备投资大，铸型制造费用高，周期长。
概念：
• 特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造 方法。 • 常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型 铸造、压力铸造、离心铸造等。
1、熔模铸造
• 熔模铸造是用易熔材料制成模样，然后用 造型材料将其表面包覆，经过硬化后再将 模样熔去，从而制成无分型面的铸型壳， 最后经浇注而获得铸件的方法。 • 由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，所以 熔模离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸 型中，使其在离心力作用下凝固成形的铸 造方法。 • 铸造过程
特点及应用范围：
• （1）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩 孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。 • （2）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系 统，简化了工艺，节约了金属。 • （3）便于制造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬。 • （4）离心铸造内表面粗糙，尺寸不易控制，需要 加大加工余量来保证铸件质量，且不适宜易偏析 的合金。
• 熔模铸造的工艺过程：
• 压型 注蜡 • 蜡模组 • 脱蜡、焙烧 • 完成
金属工艺学特种铸造
金属工艺学特种铸造金属工艺学是一门研究金属材料的加工和制造过程的学科。
其中一个重要的领域是特种铸造，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
特种铸造包括几种不同的技术，如精密铸造、石膏模铸造和压力铸造等。
这些技术具有各自的特点和应用范围，可以满足不同的需求。
精密铸造是一种高精度铸造技术，常用于制造精密零件，如精密机械零件、航空航天部件、光学器件等。
这种铸造技术要求铸件的尺寸精度和表面质量非常高，通常需要采用特殊的模具和生产工艺来实现。
石膏模铸造是一种常用的铸造技术，适用于制造小型和中型铸件。
这种技术使用石膏作为模具材料，通过石膏模具的蒸发和热解来获得最终的铸件。
石膏模铸造具有成本低、生产周期短的优点，因此在一些小批量生产和快速投产的应用中得到广泛使用。
压力铸造是一种通过加压将熔融金属注入模具的技术。
常见的压力铸造方法包括压力砂铸造和压力真空铸造。
压力铸造能够获得高密度、无缺陷的铸件，具有优异的机械性能和表面质量。
这种技术广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。
除了上述的几种特种铸造技术，金属工艺学还涉及到其他一些铸造工艺，如表面涂层、热处理和机加工等。
这些工艺可以进一步改善铸件的性能和质量，满足不同的使用需求。
总之，特种铸造是金属工艺学中的一个重要分支，涉及到多种复杂和特殊的铸造工艺。
通过合理选择和应用这些技术，可以生产出满足各种要求的高质量铸件。
特种铸造是金属加工领域中一个非常重要的分支，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
在特种铸造中，通过选择合适的材料、模具和生产工艺，可以生产出高质量、高精度和特殊形状的金属铸件。
在特种铸造中，精密铸造是一项重要的技术。
它采用高精度模具和特殊填充工艺，可以生产出非常精确的铸件。
精密铸造常用于制造精密机械零件、航空航天部件、光学器件和医疗器械等。
这些铸件在尺寸精度、表面质量和功能要求方面都有较高的要求。
通过精密铸造技术，可以确保铸件的尺寸、形状和表面质量的稳定性，满足各种严苛的应用要求。
特种铸造——精选推荐
第一章、熔模铸造★熔模铸造的定义：熔模铸造通常是在可溶模样的表面涂覆多种耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模样熔去，而获得与模样形状相应空腔的型壳，再经过焙烧，然后在壳型温度很高的情况下进行浇注，从而获得铸件的一种方法。
★主要用蜡料制造可熔模样，人们把熔模称为蜡模，把熔模铸造称为失蜡铸造，也有人简称此法为精密铸造。
★在熔模铸件的铸造工艺确定以后，生产中的第一道工序就是制造熔模。
★熔模铸造的特点主要有：①铸件的尺寸精确；②可铸造形状复杂的铸件（铸件最小壁厚可为0.5mm，可铸最小孔径为0.5mm，最小铸件重量可达1克，重的达10kg以上）；③不受铸件材料的限制；④铸件的尺寸不能太大，重量也有限制；⑤工艺过程复杂，工序繁多，使生产过程控制难度大增，消耗的材料较贵，对模具和设备要求较严，生产周期长；⑥铸件冷却速度慢，铸件晶粒粗大。
★熔模铸造中对模料性能的要求有：①模料的熔化温度应该在60~90℃之间，以便于配制模料、制模和脱模；②模料的开始熔化温度和终了熔化温度间的范围不应太窄或太宽；③模料的软化点（软化温度，指标准模料试样按规定悬臂式地放置在热变形测定仪上，经2h后下垂2mm时的保温温度，又称热稳定性）要高于40℃，以保证制好的熔模在室温下不发生变形；④模料在工作温度下应具有良好的流动性，能很好充填压型型腔，并在充型流动时温度变化范围内，其流动性变化较小，以保证获得表面光洁的熔模，还能充分复制型腔形状。
其流动性还应保证脱模时模料易从型壳流出；⑤模料的热胀（收缩）率要小而稳定；⑥要求模料凝固后有高的强度、韧性和表面强度；⑦模料应能被型壳涂料很好润湿和附着，使涂料在制壳时能均匀涂覆在熔模表面，正确复制熔模的几何形状；⑧模料在高温灼烧后，遗留的灰分要少，使焙烧后型壳内腔尽可能干净，防止铸件夹渣；⑨模料的化学活性要低，不应和生产过程中所遇材料发生化学作用，并对人体无害；⑩模料要有好的焊接性，便于组合模组；密度要小，以减轻操作过程中工人的劳动强度；能多次使用，价格便宜，来源丰富。
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二、铸造工艺: 铸造工艺 工艺: 1. 喷刷涂料； 喷刷涂料； 2. 铸型预热（250-350℃）； 铸型预热（250-350℃ 3. 适合的出型时间 。 三、特点: 特点: 1. 一型多铸，提高生产效率； 一型多铸，提高生产效率； 2. 冷却快，结晶组织致密，力学性能好；表面光洁； 冷却快，结晶组织致密，力学性能好；表面光洁； 3. 金属型结构较复杂，有较高的模具制造成本。 金属型结构较复杂，有较高的模具制造成本。 四、应用: 铜、铝合金不复杂中小铸件的大批量生产，如铝活 应用: 铝合金不复杂中小铸件的大批量生产， 塞、气缸盖等。 气缸盖等。
第二节、 金属型铸造 第二节、
金属型铸造－将液态金属浇入金属铸型以获得铸件的成形方法。 金属型铸造－将液态金属浇入金属铸型以获得铸件的成形方法。 称永久型铸造。 又称永久型铸造。 一、 金属型构造 金属型分： 整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。 金属型分： 整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。
第三节、 压力铸造 第三节、
压力铸造（简称压铸） 压力铸造 （ 简称压铸 ） 在高压下将液态或半液态合金快速 地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件。 地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件。 一、压力铸造的工艺过程
动型
静型
卧式压铸机的工作过程： 卧式压铸机的工作过程： 合型 注入金属 压铸 压型分开 抽芯 推出铸件
第五章 特种铸造
铸造的分类
砂型铸造 特种铸造 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造 消失模铸造等
第Hale Waihona Puke 节、熔模铸造 第一节、熔模铸造: 用易熔材料制成模样，在模样表面包覆耐火涂料制 熔模铸造: 用易熔材料制成模样，在模样表面包覆耐火涂料制 成型壳，再将模样熔化排出型壳 铸型经高温焙烧 成型壳，再将模样熔化排出型壳，铸型经高温焙烧 即浇注。 即浇注。 一.熔模铸造的工艺过程 包括：蜡模制造、 壳制造、焙烧和浇注等步骤。 包括：蜡模制造、型壳制造、焙烧和浇注等步骤。
第五节
消失模铸造 消失模铸造
消失模铸造 消失模铸造(又称气化模铸造、实型铸造） 铸造( 实型铸造） 原理: 用泡沫塑料模样替代木模或金属模进行的砂型铸造。 原理: 用泡沫塑料模样替代木模或金属模进行的砂型铸造。 一. 工艺过程示意: 工艺过程示意:
消失模铸造 消失模铸造
二. 特点 没有分型面，省去起模和修型工序，生产周期短， 没有分型面，省去起模和修型工序，生产周期短，效 率高，铸件精度好，成本低，但只能一模一件。 率高，铸件精度好，成本低，但只能一模一件。 三. 应用 可用于任意复杂，不受结构、尺寸、批量、合金种类 可用于任意复杂，不受结构、尺寸、批量、 限制的不同要求。 限制的不同要求。
电机壳
模座
讲题: P93复习题 (8)题 讲题:书P93复习题第(8)题 复习题第 作业: 作业: P93 (1) (3) (5)
二、压力铸造的特点 压力铸造的特点 1. 尺寸精度和表面质量最高，不经机械加工即可使用； 尺寸精度和表面质量最高，不经机械加工即可使用； 2. 可压铸形状复杂的薄壁件； 可压铸形状复杂的薄壁件； 3. 铸件的强度、硬度较高； 铸件的强度、硬度较高； 4. 生产效率高； 生产效率高； 5. 设备（压铸机）、模具投资较大，对模具设计要求 设备（压铸机）、模具投资较大， ）、模具投资较大 较高。 较高。 三、应用 铝、镁、锌合金铸件的大批量生产，如化油器、气缸 锌合金铸件的大批量生产，如化油器、 体等。 体等。
熔模铸造电教17分钟 熔模铸造电教17分钟
二. 特点 1. 铸件精度高，表面光洁； 铸件精度高，表面光洁； 2. 适用于各种合金铸件，更适用于高熔点、难加工 适用于各种合金铸件 更适用于高熔点、 各种合金铸件， 的高合金钢铸造； 的高合金钢铸造； 3. 形状复杂程度不限，生产批量不限； 形状复杂程度不限，生产批量不限； 4. 工艺过程复杂，原材料价格高，铸件成本高。 工艺过程复杂，原材料价格高，铸件成本高。 三. 应用 最适宜于45kg以下高熔点 难以切削加工的合金钢铸件。 以下高熔点、 最适宜于45kg以下高熔点、难以切削加工的合金钢铸件。 用于汽车、 汽轮机、仪表等小型精密铸件生产。 用于汽车、航空、汽轮机、仪表等小型精密铸件生产。
第四节 离心铸造
离心铸造—将液态合金浇入高速旋转的铸型， 离心铸造—将液态合金浇入高速旋转的铸型，使其在离心力 作用下充填铸型并结晶。 作用下充填铸型并结晶。
离心铸造示意图
离心铸造机
一、主要特点： 主要特点： 1. 铸造圆筒形或环形铸件时，可省去型芯。 铸造圆筒形或环形铸件时，可省去型芯。 2. 便于制造双金属铸件。 便于制造双金属铸件。 应用：铜套(Cu)、汽缸套等； 二、应用：铜套(Cu)、汽缸套等；