熔模铸造工艺知识培训(PPT 86页)
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1 熔模铸造
1.1
概述
定义：用熔模材料（通常为低熔点的 材料如蜡料）制成熔模样件并组成模 组，然后在模组表面上涂料（耐火材 料），待干燥固化后，将模组加热熔 出模料形成中空型壳，经高温烧结后 浇注金属液体，清理后得到铸件。由 于熔模材料通常为蜡基材料，因此又 称“失蜡铸造”。
工艺流程：
压型制造
熔模样件 制造
5．加工余量
熔模铸件单面加工余量（单位 mm）
≤50 铸件最大尺寸 单面加工余量 浇口面加工余量 0.5 0.5~0.1 1.0~1.5 2.0~4.0 1.5~2.0 2.0~3.0 ＞50 ~120 ＞120 ~250 ＞250 ~400 ＞400 ~630
6．线收缩率
影响熔模铸件尺寸的收缩因素包括合金 的收缩；模料的收缩；型壳的膨胀等， 这几方面综合的影响称为熔模铸件的综 合线收缩率。
3）、合金材料不受限制. 钢铁、铜、铝、钛、 镁等。熔点高的镍基高温合金；锌、锡等低熔 点金属。
4）、熔模铸造存在一定局限性。工艺流程 烦琐，生产周期长、铸件尺寸不宜太大。
熔模铸造典型产品应用实例
1.2 熔模铸件工艺设计
1.2.1 铸件结构设计
目的就是对于一些零件图做必要修改，得到适 合熔模铸造特点的最合理的铸件结构。
2.5~4.0 1.5~3.0
2.0
2.0 0.8
3.0~5.0
3. 0~5.0 2.0~4.0
2.5
2.5 1.0
3.5~6.0
3.5~6.0 —
3.0
3.0 —
4.0~7.0
4.0~7.0 —
3.5
4.0 —
2．圆角
一般情况下铸件上各转角处都设计成圆角， 否则容易产生裂纹、缩松。铸件上内圆角和 外圆角按下式计算 r=(d+δ)/k R=r+ (d+δ)/2 r——转角内圆角mm；R——转角外圆角mm d, δ——连接壁的壁厚；k——转角的圆角 系数，根据角度大小接图选取。
3．铸造斜度
为了便于取模，抽芯，在拔模面应设有铸造 斜度，铸造斜度的取值如下。 熔模铸件的铸造斜度
铸造斜度面高 h/mm 非加工面斜度 外表面 内表面
≤20 取值 >20-50 >50-100
>100
0º 20´ 0º 15´ 0º 10´
0º 10´
1º 0º 30´ 0º 30´
0º 15´
4．最小铸出孔
2.0
2.0 2.5 2.5
3.0~4.0
3.0~4.5 3.0~5.0 3.5~5.0
2.5
2.5 3.0 3.0
3.5~5.0
4.0~5.0 4.0~6.0 4.0~6.0
3.0
3.5 3.5 3.5
铝合金
碳钢 高温合金
2.0~2.5
2.0~2.5 0.9~2.0
1.5
1.5 0.6
2.5~4.0
组装模组
型壳制造、 脱蜡、焙烧
填砂、浇注
观看 影片
熔模铸造的特点
1）、铸件尺寸精度高（CT4-CT7）；表面 粗糙度低（Ra1.6-6.3μm）。减少了铸件的 切削加工余量，甚至可实现近净型铸造。
2）、能生产形状复杂的薄壁铸件。如前机 匣（由内、外环和14件叶片组成）。如发动 机叶片，叶型的最小壁厚可达0.7mm。
不合理
5）．减少不通孔
合理
不合理
6）．简化压型加工
合理
不合理
7）．设计必要的工艺筋
A）．防止环形件、框型件变形设计的工艺筋
B）．防止铸件开口部位变形而设计的工艺筋
C）．减少大平面，防止壳形变形
8）．设计必要的工艺孔
A）．防止大平面型壳变形设计工艺孔
B）．减少热节、防止缩孔设计工艺孔
二．铸件结构要素及工艺参数选定
1.2.2 熔模铸造浇注系统设计
一、浇注系统作用 1．把液体金属引入型腔 注意充型平稳，避免金属液氧化和卷入气体， 保证不产生冷隔和浇不足缺陷。 2．补充液体金属凝固时体积收缩 浇注系统应能保证补缩时通道畅通，并保证 能提供给铸件必要的补缩金属液，避免铸件 产生缩孔、疏松。
3．在组焊与制壳时起支撑易熔模和型壳作 用。要求有足够强度，防止制壳过程中易熔 模脱落。
最小铸出孔的孔径与深度（单位：mm）
孔的直径 3-5 ＞5~10 ＞10~20 ＞20~40 ＞40~60 ＞60~100 ＞100 最大孔深 通孔 5~10 ＞10~30 ＞30~60 ＞60~120 ＞120~200 ＞200~300 ＞300~350 不通孔 ≈5 ＞5~15 ＞15~25 ＞25~50 ＞50~80 ＞80~100 ＞100~120
铅锡合金
1.0~1.5
1.5~2.0
2.0~3.0
2.5~3.5
3.0~4.0
锌合金
铸铁 铜合金 镁合金
1.5~2.0
1.5~2.0 2.0~2.5 2.0~2.5
1.0
1.0 1.5 1.5
2.0~3.0
2.0~3.5 2.5~4.0 2.5~4.0
1.5
1.5 2.0 2.0
2.5~3.5
2.5~4.0 3.0~4.0 3.0~4.0
一、铸件结构的合理性 铸件结构是否合理，对于铸件质量、生产工 艺的可行性和简易性以及生产成本等影响很大， 根据生产实际，总结出铸件结构合理性的几条 基本原则。
wenku.baidu.com
1）．易于从压型中取模
合理
不合理
合理
不合理
2）．易于抽芯
合理
不合理
合理
不合理
3）．壁厚均匀，减少热节
合理
不合理
4）．避免大平面
合理
4．在熔化易熔模时，起液体模料流出的通 道作用，浇注系统应能保证排除模料通畅。
二、浇注系统结构
按浇注系统组成分为： 1）直浇道一内浇道结构形式： 直浇道兼起冒口作用，操作方便，但排渣不利。
2）横浇道一内浇道结构形式： 常用于顶注，有利于顺序凝固。
3）直浇道一横浇道一内浇道结构形式
按合金液注入铸件部位分为： 1）顶注式： 合金液从型腔的顶部注入，铸件自下而上凝固， 合金液易飞溅，排气不畅，适用于高度较低的 铸件。
1．最小壁厚 由于熔模铸造的型壳内表面光洁，并且一般 为热型壳浇注，因此熔模铸件壁厚允许设计 得较薄，最小壁厚与合金种类及铸件轮廓尺 寸有关。
熔模铸件的最小壁厚（单位：mm）
铸 件 轮 廓 尺 寸 铸件 材料 ＞10~50 ＞50~100 ＞100~200 铸 件 最 小 壁 厚 推荐值 最 小 值 0.7 推荐值 最 小 值 1.0 推荐值 最 小 值 1.5 推荐值 最 小 值 2.0 推荐值 最 小 值 2.5 ＞200~500 ＞350
1.1
概述
定义：用熔模材料（通常为低熔点的 材料如蜡料）制成熔模样件并组成模 组，然后在模组表面上涂料（耐火材 料），待干燥固化后，将模组加热熔 出模料形成中空型壳，经高温烧结后 浇注金属液体，清理后得到铸件。由 于熔模材料通常为蜡基材料，因此又 称“失蜡铸造”。
工艺流程：
压型制造
熔模样件 制造
5．加工余量
熔模铸件单面加工余量（单位 mm）
≤50 铸件最大尺寸 单面加工余量 浇口面加工余量 0.5 0.5~0.1 1.0~1.5 2.0~4.0 1.5~2.0 2.0~3.0 ＞50 ~120 ＞120 ~250 ＞250 ~400 ＞400 ~630
6．线收缩率
影响熔模铸件尺寸的收缩因素包括合金 的收缩；模料的收缩；型壳的膨胀等， 这几方面综合的影响称为熔模铸件的综 合线收缩率。
3）、合金材料不受限制. 钢铁、铜、铝、钛、 镁等。熔点高的镍基高温合金；锌、锡等低熔 点金属。
4）、熔模铸造存在一定局限性。工艺流程 烦琐，生产周期长、铸件尺寸不宜太大。
熔模铸造典型产品应用实例
1.2 熔模铸件工艺设计
1.2.1 铸件结构设计
目的就是对于一些零件图做必要修改，得到适 合熔模铸造特点的最合理的铸件结构。
2.5~4.0 1.5~3.0
2.0
2.0 0.8
3.0~5.0
3. 0~5.0 2.0~4.0
2.5
2.5 1.0
3.5~6.0
3.5~6.0 —
3.0
3.0 —
4.0~7.0
4.0~7.0 —
3.5
4.0 —
2．圆角
一般情况下铸件上各转角处都设计成圆角， 否则容易产生裂纹、缩松。铸件上内圆角和 外圆角按下式计算 r=(d+δ)/k R=r+ (d+δ)/2 r——转角内圆角mm；R——转角外圆角mm d, δ——连接壁的壁厚；k——转角的圆角 系数，根据角度大小接图选取。
3．铸造斜度
为了便于取模，抽芯，在拔模面应设有铸造 斜度，铸造斜度的取值如下。 熔模铸件的铸造斜度
铸造斜度面高 h/mm 非加工面斜度 外表面 内表面
≤20 取值 >20-50 >50-100
>100
0º 20´ 0º 15´ 0º 10´
0º 10´
1º 0º 30´ 0º 30´
0º 15´
4．最小铸出孔
2.0
2.0 2.5 2.5
3.0~4.0
3.0~4.5 3.0~5.0 3.5~5.0
2.5
2.5 3.0 3.0
3.5~5.0
4.0~5.0 4.0~6.0 4.0~6.0
3.0
3.5 3.5 3.5
铝合金
碳钢 高温合金
2.0~2.5
2.0~2.5 0.9~2.0
1.5
1.5 0.6
2.5~4.0
组装模组
型壳制造、 脱蜡、焙烧
填砂、浇注
观看 影片
熔模铸造的特点
1）、铸件尺寸精度高（CT4-CT7）；表面 粗糙度低（Ra1.6-6.3μm）。减少了铸件的 切削加工余量，甚至可实现近净型铸造。
2）、能生产形状复杂的薄壁铸件。如前机 匣（由内、外环和14件叶片组成）。如发动 机叶片，叶型的最小壁厚可达0.7mm。
不合理
5）．减少不通孔
合理
不合理
6）．简化压型加工
合理
不合理
7）．设计必要的工艺筋
A）．防止环形件、框型件变形设计的工艺筋
B）．防止铸件开口部位变形而设计的工艺筋
C）．减少大平面，防止壳形变形
8）．设计必要的工艺孔
A）．防止大平面型壳变形设计工艺孔
B）．减少热节、防止缩孔设计工艺孔
二．铸件结构要素及工艺参数选定
1.2.2 熔模铸造浇注系统设计
一、浇注系统作用 1．把液体金属引入型腔 注意充型平稳，避免金属液氧化和卷入气体， 保证不产生冷隔和浇不足缺陷。 2．补充液体金属凝固时体积收缩 浇注系统应能保证补缩时通道畅通，并保证 能提供给铸件必要的补缩金属液，避免铸件 产生缩孔、疏松。
3．在组焊与制壳时起支撑易熔模和型壳作 用。要求有足够强度，防止制壳过程中易熔 模脱落。
最小铸出孔的孔径与深度（单位：mm）
孔的直径 3-5 ＞5~10 ＞10~20 ＞20~40 ＞40~60 ＞60~100 ＞100 最大孔深 通孔 5~10 ＞10~30 ＞30~60 ＞60~120 ＞120~200 ＞200~300 ＞300~350 不通孔 ≈5 ＞5~15 ＞15~25 ＞25~50 ＞50~80 ＞80~100 ＞100~120
铅锡合金
1.0~1.5
1.5~2.0
2.0~3.0
2.5~3.5
3.0~4.0
锌合金
铸铁 铜合金 镁合金
1.5~2.0
1.5~2.0 2.0~2.5 2.0~2.5
1.0
1.0 1.5 1.5
2.0~3.0
2.0~3.5 2.5~4.0 2.5~4.0
1.5
1.5 2.0 2.0
2.5~3.5
2.5~4.0 3.0~4.0 3.0~4.0
一、铸件结构的合理性 铸件结构是否合理，对于铸件质量、生产工 艺的可行性和简易性以及生产成本等影响很大， 根据生产实际，总结出铸件结构合理性的几条 基本原则。
wenku.baidu.com
1）．易于从压型中取模
合理
不合理
合理
不合理
2）．易于抽芯
合理
不合理
合理
不合理
3）．壁厚均匀，减少热节
合理
不合理
4）．避免大平面
合理
4．在熔化易熔模时，起液体模料流出的通 道作用，浇注系统应能保证排除模料通畅。
二、浇注系统结构
按浇注系统组成分为： 1）直浇道一内浇道结构形式： 直浇道兼起冒口作用，操作方便，但排渣不利。
2）横浇道一内浇道结构形式： 常用于顶注，有利于顺序凝固。
3）直浇道一横浇道一内浇道结构形式
按合金液注入铸件部位分为： 1）顶注式： 合金液从型腔的顶部注入，铸件自下而上凝固， 合金液易飞溅，排气不畅，适用于高度较低的 铸件。
1．最小壁厚 由于熔模铸造的型壳内表面光洁，并且一般 为热型壳浇注，因此熔模铸件壁厚允许设计 得较薄，最小壁厚与合金种类及铸件轮廓尺 寸有关。
熔模铸件的最小壁厚（单位：mm）
铸 件 轮 廓 尺 寸 铸件 材料 ＞10~50 ＞50~100 ＞100~200 铸 件 最 小 壁 厚 推荐值 最 小 值 0.7 推荐值 最 小 值 1.0 推荐值 最 小 值 1.5 推荐值 最 小 值 2.0 推荐值 最 小 值 2.5 ＞200~500 ＞350