特种铸造06金属型铸造工艺
3 特种铸造
表2-9 浇注过程各阶段参数的变化
加压过程的各个阶段
参 数 O－A 升液阶段 A－B 充型阶段 B－C 增压阶段 C－D 保压阶段 D－E 卸压阶段
时间τ /s 压力p/MPa
速度v /MPa/s
τ
1
τ
2
τ
3
τ
4
τ 0
5
p1=H1ρ μ
p2=H2ρ μ
p3（根据工艺）
p4（根据工艺）
－
v1
p1
表2-10 低压铸造应用范围举例
应用的合金 应用的铸型 应用的产品 铝合金、铜合金、铸铁、球铁、铸钢 砂型、金属型、壳型、石膏型、石墨型 汽车、拖拉机、船舶、摩托车、汽油机、机车车辆、医疗机械、仪表等
应用的零件 举例
铝合金铸件：消毒缸、曲轴箱壳、气缸盖、活塞、飞轮、轮毂、座架、气缸体、叶轮等 铜合金铸件：螺旋浆、轴瓦、铜套、铜泵体等 铸铁件：柴油机缸套、球铁曲轴等 铸钢件：曲拐
2、工艺措施
表面喷刷涂料。 预热。预热温度200-350C。 及时开型。
3.特点
（1）优点： 可“一型多铸”，便于实现机械化和自动化生产， 可大大提高生产率； 铸件精度(IT16~12，CT6)和表面质量 (Ra12.5~6.3mm),比砂型铸造显著提高； 冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。 劳动条件显著改善。 （2）缺点： 成本高，周期长； 易出现浇不足、冷隔、裂纹等缺陷； 铸件的形状、尺寸有一定的限制。尺寸限制在 300mm，重量8kg以下。
2 特点
（1）优点 1. 补缩条件好，铸件组织致密，力学性能好； 2. 可省去型芯浇注冒口。 （2）缺点 1. 对铸件形状有特殊要求； 2. 易形成密度偏析； 3. 铸件内孔表面较粗糙，聚有熔渣，其尺寸不易 正确控制； 4. 不适于小批量。
铸造成型工艺
第7章铸造成型工艺⏹⏹⏹⏹⏹金属成型方法概述铸造、塑性成形（或称压力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。
1、铸造的概念2、铸造的分类3、铸造的特点4、铸造的应用。
手工(紧实)造型造型时填砂抛砂（紧实）造型震压（紧实）造型机器造型型芯撑及其应用大型铸件的型芯铸造生产线上浇注浇注现场§7-1 铸造工艺基础❑定义：❑铸造的基本过程：液态金属充型铸件凝固收缩实质：主要影响因素冷却速度凝固方式凝固收缩充型条件浇注条件金属的流动性充型铸造主要影响因素阶段⏹⏹金属的流动性：改善金属的流动性加快凝固中液体的补缩排除内部夹杂物和气体形成薄壁复杂的铸件有利于金属流动性测试实验⏹合金的流动性是液态金属能否充满铸型，获得外形完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件的基本条件⏹⏹浇注条件：1. 浇注温度高温出炉，低温浇注”2.充型压力：P 充型↑V 流动↑充型能力↑铸型的充填条件◆铸型材料◆铸型温度◆铸型中的气体◆铸件结构二、凝固收缩☐☐铸件的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的逐层凝固糊状凝固中间凝固⏹⏹⏹2.铸件的收缩：定义：分类：浇注温度室温凝固终止温度开始凝固温度液态收缩凝固收缩固态收缩体积收缩线收缩收缩率：⏹液态收缩和凝固收缩体收缩率⏹固态收缩线收缩率1010注意： 3.3～4.20.13.614003.50灰口铸铁5.4～6.34.22.414003.00白口铸铁7.863.01.616100.35碳钢固态收缩（％）凝固收缩（％）液态收缩（％）浇注温度（℃）碳含量（％）合金种类影响因素◆化学成分◆浇注温度◆铸件结构三、铸造缺陷1. 缩孔与缩松：缩孔：产生原因：产生原因：后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。
危害：防止措施：（图中Ⅰ）（图中Ⅱ、Ⅲ）顺序凝固：内置冷铁法外置冷铁法设置冒口法冒口、冷铁共用法2. 铸造应力：铸造应力相变应力热应力机械应力铸件收缩受阻铸件因V 冷却、温度不同，各部位收缩不一致产生铸件组织发生相变时，因温度差异出现体积变化不一致铸造应力：减少和消除铸造应力的方法3. 变形与裂纹：⏹⏹⏹铸件特殊位置的裂纹示意图裂纹的常见部位：裂纹和变形的防止：冷隔浇不足 4.其它铸造缺陷：鼓泡渗漏§7-2 砂型铸造工艺砂型铸造是指用砂粒制备铸型来生产铸件的铸造方砂型铸造概略图应用最普遍，工艺准备造型落砂合箱浇注造芯清理检验熔炼金属配砂、制模砂型铸造（一）造型材料型砂和芯砂透气性可塑性耐火性足够的强度退让性一、造型与造芯（二）模样与芯盒木材（三）造型1、手工造型整模造型挖砂造型三箱造型活块造型刮板造型假箱造型分模造型整模造型。
铸造成型
模块一 模块二 模块三 模块四
铸造概述 砂型铸造 金属铸造性能 特种铸造简介
模块一 铸造概述
一、铸造成型特点 1、适应性广。各种金属、复杂形状、各种大小。 2、经济性好。废材料利用、设备简单、机加工少。 3、力学性能低。质量不稳、晶粒粗大，缩孔、气孔。 砂型铸造 特种铸造：金属型铸造、 压力铸造、 离心铸造、 熔模铸造等。
特种铸造
一、金属型铸造 一模多铸 1、金属型材料：铸铁或碳钢。 2、金属型铸造的工艺特点 1）金属型预热 预热温度一般不低于150℃。 2）刷耐火涂料 厚0.3-0.4mm，以保护型壁表面。 3、金属型铸造的特点 1）金属型铸件冷却快，组织致密，力学性能高。 2）铸件的精度和表面质量较高 3）金属型成本贵，易产生浇不足。
二、压力铸造
简称压铸
常用压射压力为5－1500MPa，充填速度约5-5m/s， 充填时间很短，约0.01－02s。 压铸过程主要由压铸机来实现。 优点：薄壁、生产率高、细晶、强度较高。 缺点：铸件易产生缩松，制造费用贵。 应用：大批量、薄壁复杂的非铁金属小铸件。
三、离心铸造
优点：力学性能较好；省去芯子和浇注系统。 缺点：内表面质量较差。 应用：空心旋转体、钢套镶铜轴承等。 离心铸造必须在离心铸造机上进行。
铸造应力: 收缩应力、热应力和相变应力 减小铸件变形的措施: 1. 力求使铸件壁厚均匀，形状对称； 2. 合理设计浇冒口等，使铸件冷却均匀； 3. 采用退让性好的型砂和芯砂； 4.
铸件结构的合理性
1、铸件应有合理的壁厚 2、铸件壁厚应力求均匀 3、铸件要有结构斜度 4、应使铸件尽可能不用型芯
模块四
获得外形准确、内部无缺陷铸件的能力。 主要有吸气性、氧化性、流动性和收缩性等。
特种铸造技术概述
金 属 型 的冷 却 速 度 很快 ， 铸 件 的 便 面 在众 多的特种铸 造方法 之中 ， 熔 模 铸 其次 ， 械性能 。 再次 ， 铸件造 型不用砂 ， 大 大 的 改 善 了 工 人的 劳动 条 件 。 最后 ， 铸 件 尺 寸具 有
１ 传统铸造 技术 的优 缺点
铸 造 是 使 液 态 金 属 成 型的 一 种 工 业 技 术， 在 我 国传 统 铸 造 业 中 ， 最 常 用 的铸 造 技 术 是 砂 型铸 造 。 砂型铸造是将铸件 在砂 中
生成 ， 砂 型 铸 造 可 以生 产 出 钢 、 铁等 绝 大 多
铸造 。
制作 模 具 ， 又 因 为砂 的 质 地 很软 而 且 孔 多 ，
别的 。
方法 ； 其次， 型 芯 通 常 被 做 成 组 合 式 的 形
常见的特 种铸造 的方法主要 有 ： 熔 模 式 ， 以 便 于从 铸 型 中抽 出 。 金 属 模 铸 造 有 以 铸造 、 金属型铸造、 压 力铸 造 、 低 压 铸 造 与 下 优 点 ： 首先 ， 由于 铸 型 是 金 属 制 造 的 ， 有
造 型方 法 、 金 属 液充 形 式 和 在铸 型 的 属 铸 型 中 获 得 铸 件 的 工 艺 过 程 。 金 属 铸 型 数 常 见 金 属铸 件 。 砂 型铸 造 有 价 格 低廉 ， 材 材 料 、
料 容 易获 得 ， 制 造 铸 件 模 型 的 方 法 简 单 便 凝 固条 件 等 方 面 与普 通 砂 型 铸 造 有 显著 差 的特 点 首 先 是 铸 型广 泛 地 采 用 垂直 分型 的 捷等优 点 ， 而 且 无 论 生 产 单 件 铸 件 还 是 成 批 大 量 的 生产 ， 都 要 很 好 的适 应 。 自从铸 造 业兴起 以来 ， 砂 型铸 造 一 直 是 铸 造 生 产 中 的基 本 的 传 统 工艺 。 但是每个砂型磨具 只 废， 所 以 生 产 效率 比较 低 ， 需 要 不 断 的 重新
铸造工艺-特点及其应用
铸造（casting）铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。
把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。
其中，铸造是最基本、最常用的工艺。
铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。
②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
铸造可按铸件的材料分为：黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）铸造有可按铸型的材料分为：砂型铸造和金属型铸造。
按照金属液的浇注工艺可分为：1、重力铸造：指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。
广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
2、压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺，按照压力的大小，又分为高压铸造（压铸）和低压铸造。
补充知识：1、精密铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一种铸造方法。
它能获得相对准确地形状和较高的铸造精度。
较普遍的做法是：首先做出所需毛坯（可留余量非常小或者不留余量）的电极，然后用电极腐蚀模具体，形成空腔。
再用浇铸的方法铸蜡，获得原始的蜡模。
在蜡模上一层层刷上耐高温的液体砂料。
待获得足够的厚度之后晾干，再加温，使内部的蜡模溶化掉，获得与所需毛坯一致的型腔。
再在型腔里浇铸铁水，固化之后将外壳剥掉，就能获得精密制造的成品2、选择铸造方式时应考虑：a．优先采用砂型铸造b．铸造方法应和生产批量相适c．造型方法应适合工厂条件d．要兼顾铸件的精度要求和成3、金属材料的力学性能主要指：强度、刚度、硬度、塑性、韧性等。
特种成型-熔模铸造工艺技术详解
二是与醇发生脂化反应，生成脂肪酸脂和
水。
（3）酯蜡 ➢ 是高级脂肪酸和高级饱和一元醇进行脂化反应生
成酯的混合物，其分子式为RCOOR′。
➢ 主要包括川蜡C25H51COOC26H53和蜂蜡 C15H31COOC30H61 。
3、工艺性能 ➢可焊性：具有良好的焊接性能和焊接强度。 ➢流动性：获得形状准确和表面光洁的熔模。 ➢图挂性：模料应能很好的为耐火材料所润湿。 ➢灰分：要尽可能少，应低于0.05％。 4、其他性能
还要求模料的密度小，回收方便，复用 性好，无公害及来源丰富，价格低廉等。
二、模料的种类、组成和性能
1、蜡基模料（低温模料）
金属材料工程教研室
第二节 制壳原材料
对制壳用耐火材料提出相应的性能要求： （1）耐火材料的耐火度及最低共熔点
必须具有高于金属浇注温度的耐火度，耐火度 和熔点这两个概念的区别。 （2）耐火材料的热膨胀性
各种耐火材料的热膨胀性能主要取决于其化学 矿物组成和所处的温度。 （3）耐火材料的化学稳定性
耐火材料对于粘结剂和熔融金属应具有良好的 化学稳定性。
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工艺流程： 熔模铸造的工艺过程包括：蜡模制造、
结壳、
熔模铸造的特点：
➢铸件的精度和表面质量较高（精度可达 CT4~7，Ra1.6~12.5）。
➢合金种类不受限制，钢铁及有色金属均可适 用。
➢ 石蜡的强度低，塑性好，硬度差（针入度为150）。
2）地蜡 ➢ n=35～53，主要由异构烷烃组成，是微晶型蜡。 ➢ 熔点比石蜡高，热稳定性好，能与石蜡互溶。 ➢ 有提纯地蜡和合成地蜡两种，地蜡价高。 （2）脂肪酸蜡 分子式CnH2n+1COOH，为晶体。 ➢ 酸性：固态时酸性不明显，熔融时随温度升高，
特种铸造的安全技术(通用版)
特种铸造的安全技术(通用版)Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.( 安全管理 )单位：______________________姓名：______________________日期：______________________编号：AQ-SN-0588特种铸造的安全技术(通用版)由于人类文化的进步，现代科学技术和生产水平的提高，常要求生产出大量同类型的质量高并且稳定的铸件。
同时，还要求提高劳动生产率，降低成本，改善劳动条件。
普通的砂型铸造已经满足不了这样的要求，所以不得不寻求其它更先进的铸造方法，许多与普通砂型铸造有区别的铸造方法，虽然本身也各不相同，但都通称为“特种铸造”。
特种铸造方法主要有下列几种：（1）金属型铸造（俗称硬模铸造）；（2）压力铸造；（3）离心铸造；（4）熔模精密铸造（失蜡铸造）；（5）低压铸造；（6）壳型铸造；（7）连续铸造；（8）真空吸铸；（9）挤压铸造；（10）磁型铸造等。
生产中常用的是前三种，现分述如下。
一、金属型铸造金属型铸造又称为“硬模铸造”，就是用铸钢、铁或其它金属材料制造铸型，用以浇注各种铸件的工艺方法。
金属型铸造时可使用金属型芯和砂芯。
一套金属型可以浇注几百次至几万次，所以也称为“永久型”。
它与普通砂型铸造相比较，具有生产效率高、铸件质量好、改善劳动条件、便于机械化等优点。
因而广泛应用于各工业部门铸件的生产，特别是大批量的有色铸件更为合适。
1．金属型的要求（1）应保证铸件的形状、尺寸、质量，符合技术要求。
（2）正确的浇注系统及冒口，符合铸造工艺的要求。
（3）金属型应便于铸件的取出及修理安装的方便。
（4）良好的排气。
铸造工艺
铸造的定义（GB/T5611-1998）铸造——熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。
铸造分类铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。
②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造，消失模铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
按照成型工艺可分为：1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。
依靠重力将熔融金属液浇入型腔。
2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。
依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。
铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。
铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。