03第三章 铸造方法及其发展解析

一、挤压铸造
简称挤铸 1. 原理 2. 特点 ●铸件致密 ●无浇口 ●铸件尺寸较大、较厚时，液流所受阻力 小 所需压力比压铸小 缺点：液体金属于铸型接触紧密且停留时 间较长， 故应用水冷却铸型
二、 快速凝固技术
1. 特点、对合金性能的影响 以大于105/s的冷速，或数米/s的固液界面 快速冷却—非平衡凝固 亚稳相，晶粒细小 非晶
第三章液态金属的成型方法
两类： 重力作用下的成型方法 外力作用下的成型方法 按工艺方法不同： 砂型铸造 特种铸造
§3—1砂型铸造
在砂型中生产铸件的方法 1.常用砂型 （1）湿砂型 不经烘干可直接浇注
（2）干型（干砂型） 高粘土含量；强度、透气性高 （3）表面干型 将型腔表层进行干燥 兼有湿砂型和干砂型的优点 （4）化学硬化型 靠型砂自身的化学反应硬化
②既改变组织结构，又改变成分
如通过表面涂覆合金元素
三、气化模铸造
用泡沫‘塑料制造模型后不取出模样，浇 注金属时模样气化消失，获得铸件
1. 模样的制造
1）加工成形 用手工或机械加工预制出 各个部件，再经粘结和组装成形 2）发泡成形 聚苯乙烯颗粒在金属模内 加热膨胀发泡成形
2. 特点
不必起模和修型，工序少，生产率高，
五、陶瓷型铸造
将液态金属浇入陶瓷型中成形的方法
1. 工艺过程
砂套造型→灌浆与胶结→起模与焙烧→烧
结与合箱→浇注
2. 特点及应用
1）陶瓷型的高温变形小，铸件的尺寸精度 高，且陶瓷耐高温，可浇注高熔点金属 2）适合于单件，小批量生产
3）铸件大小不受限制
六、壳型铸造
用酚醛树脂砂制造薄壳砂型的铸造方法
形状可复杂，劳动强度低
缺点：气化时污染环境，工件含有渗碳
应用：几乎不受铸件结构、尺寸、重量、 批量和合金种类的限制。特别适用于形 状复杂铸件的生产
四、离心铸造
将金属液浇进高速旋转的铸型内，使之在离心力作
用下充型并凝固。
1. 离心铸造机 有立式和卧式 图
立式：垂直轴旋转。因液体自重，壁厚不均 多用于高度小于直径的环类 卧式：壁厚均匀。多用于管类、套筒类
离心铸造机
卧式
立式 成型件
2. 特点 1）在离心力作用下，由外表面向内表面顺 序凝固，缺陷少，组织致密，性能好 2）生产管状铸件时，不用型心，工艺简化 3）便于生产双金属铸件 缺点：设备投资大 内表面粗糙且尺寸不易控制
②制造蜡模
蜡料熔化后注入压型内，凝固后取出
③装配成蜡模组
为提高生产率，减少直浇道损耗，将多个 蜡模组焊在一起，一次浇出多个铸件
（2）制壳 在蜡模组上涂挂耐火材料层，以制成较坚固 的耐火型壳 过程：浸涂料→撒砂→硬化、风干 需要重复4～6次 （3）脱蜡 将有型壳的模组浸泡于热水中，使蜡料熔化 上浮脱除 （4）焙烧 放入加热炉中（800～950℃） 彻底去除水分、残余蜡料、硬化剂
二、熔模铸造
将液态金属浇入由蜡模熔失后形成的中空
型壳中成形，从而获得精密铸件的方法
1. 工艺过程 制造压型，蜡模，制壳，脱蜡，焙烧，浇 注
（1）制造蜡模 ①制造压型 压型是用于压制蜡模的模具 材料：大批量时，可用钢、铝合金 小批量时，易熔合金，环氧树脂，石膏等
制作过程：a）机械加工压型
b）易熔合金压型
增大内应力和开裂倾向，还使铸件
取出难度增大 铸件强度足够的前提下，应及早 开型取件
（4）提高浇注温度和防止铸铁件产生白 口 因导热能力强，浇注温度比砂型适当高 防止白口组织产生：铸件臂厚应大于15mm
3. 金属型铸造的优缺点
●可一型多铸，节省造型材料 ●工艺简便，易于实现自动化 ●铸件精度高，表面光洁，力学性能好 ▲费用高；无透气性 ▲冷速快，不宜铸造结构复杂、大型、薄 壁件 ▲铸型寿命低；灰铁件易产生白口组织
三、压力铸造
简称压铸 将液态金属在一定压力作用下注入铸型 型腔并在压力下凝固 高压、高速是它的最大特点
1. 压铸机
压铸机组成：压射机构和合型机构组成 分类：冷室压铸机 热室压铸机
2. 特点
优点：1）铸件精度高，表面光洁 2）可铸出形状复杂的薄壁件 3）组织致密，机械性能好，缺陷少 4）生产率高 缺点：1）设备投资大 2）气体难排除，皮下易产生小气孔 3）因铸型寿命，适宜于低熔点合金 4）铸件尺寸不能太大
合金性能特点
1）强度提高
2）塑性提高
3）耐磨性提高
4）耐蚀性提高
2. 快速凝固工艺
1） 雾化法 雾化为细小的熔滴颗粒，快凝，粉末 或，雾化，喷射，沉积 2.）液态急冷法 将液态金属喷到急冷板或转动的辊轮上 获得箔或丝
3）束流表层急冷法 用激光束快速加热金属表面，熔化 用自淬火作用快冷
①只改变组织结构，不改变成分
强度高，生产率高
2. 常用造型方法 （1）手工造型 （2）机器造型
§3.2 特种铸造
与普通砂型铸造有区别的铸造方法 不同铸造方法各有其优越之处 一、金属型铸造 在重力作用下，将液态金属浇入金属型， 获得铸件 金属型可以反复使用，又称“永久型铸造”
1. 金属型
材料：多采用铸铁，其中多用灰铁
铸件性能要求高时，用耐热铸铁、
铸钢等 无透气性Baidu Nhomakorabea
结构：水平分型、垂直分型、综合分型
其中垂直分型应用最广
特点：导热性好，浇道截面积大
无透气性
2. 工艺特点 （1）铸型必须预热
因金属型导热性好
（2）型腔须喷刷涂料 以保护其免受金属液直接冲蚀和热击 调节铸件各部分的冷速 特殊涂料还可赋予铸件某些特殊性能
（3）控制开型时间 铸件在金属型内停留越久，收缩越大
1. 覆膜砂的制备
覆膜砂由原砂、粘结剂、硬化剂、附加物
等组成
覆膜砂的混制：热法
1. 壳型制造过程
翻斗法
2. 特点及应用 1）耗砂量少 2）能获得尺寸精确的壳型，无需捣砂 3）铸件表面光洁，壳型透气性好 4）壳型强度高，铸件废品率低 5）生产率高，易于实现机械化 6）劳动强度低
§3—3液态成形新工艺
（5）浇注与清理 浇注：宜趁热浇注，以便获得表面清晰 的精密铸件 清理：用喷砂、抛丸等清除表面及内腔 的残壳，粘砂等，获得表面光洁 的铸件
2. 特点及应用
1）铸件精度高，表面光洁 2）可铸出形状复杂的薄壁件 3）适用于各种合金 4）生产批量不受限制 缺点：工序复杂，周期长， 原材料价贵，铸件成本高 铸件不能太长太大，否则蜡模变形 应用：高熔点难以加工的铸件