特种铸造有哪些特点
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
铸造工程-特种铸造
7.1 特种铸造的特点 7.2 熔模精密铸造 7.3 消失模铸造 7.4 金属型铸造 7.5 压力铸造 7.6 低压铸造 7.7 其他特种铸造方法
第7章 特种铸造
除了砂型铸造以外的所有铸造方法统称为特种铸造(Speci al Casting Process)方法。常用的特种铸造方法有熔模精 密铸造、石膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模 铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、 真空吸铸、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、半固态 铸造、壳型铸造、石墨型铸造、电渣熔铸等。特种铸 造方法已得到日益广泛的应用，其中有些方法，如近 终成形铸造（Net Shape Casting），近年来发展的速度 极快。
高岭石在加热过程中有一系列物理化学变化：脱水、分 解、化合、重结晶、晶体长大等过程，最后生成莫来 石相。这一系列物理化学反应使高岭石体积发生收缩 ，一般在2%~8%之间波动。因为高岭石生料所制型壳 在焙烧和浇注过程中会发生以上物理和化学反应，使 型壳体积不断发生变化，造成型壳开裂，强度大幅度 下降，无法生产出高精度的铸件来，因此，一般不使 用它作为型壳。
4）锆砂
锆砂又称硅酸锆，是天然存在的矿物材料，其分子式为Z rO2·SiO2或ZrSiO4。主要是酸性火成岩风化后，其母岩 中锆英石随石英、铝矾土、独居石、钛铁矿、金红石 、石榴石等冲至河床或海岸上形成的沉积矿床。由于 锆砂是一种未经深度加工的天然矿产材料，所以其化 学成分和纯度首先取决于矿源和选矿处理。
（3）高岭石类熟料
高岭石类熟料是将高岭石生料经高温煅烧，完成上述物 理化学反应，再经破碎而成的。其主要相组织为莫来 石和玻璃相或有少量的方石英。相组织与原材料中的A l2O3含量、锻烧工艺等有关。
高岭石熟料是一种性能良好、适用于熔模铸造型壳背层 的耐火材料，在国内外应用广泛。高岭石熟料耐火度 不小于1750℃，呈弱酸性，密度2.4~2.6g/cm3，热膨胀 系数5×10-6℃-1。
特种铸造的方法名称及特点
特种铸造的方法名称及特点《特种铸造的方法名称及特点：一场奇妙的铸造之旅》嘿呀，朋友们！今天咱们就来聊聊特种铸造这个超有趣的事儿。
先说说熔模铸造吧，这玩意儿啊，就像是给铸件精心打造一个蜡制的前世。
它的第一步就是用易熔的蜡制作模型，这个蜡模做得那叫一个精致，就跟在做艺术品似的。
然后给这个蜡模涂上耐火材料，再加热让蜡模熔化流走，就留下个空壳，最后把金属液体灌进去，冷却了就是铸件。
它的特点嘛，最大的好处就是铸件精度超级高，模样超精细，就像那些制作高端珠宝首饰的工艺一样，连细微的花纹都能清清楚楚地铸出来。
不过呢，这过程就比较复杂，成本也有点小贵，就好像是在铸造界走高端定制路线。
还有消失模铸造呢！这个名字很神奇吧。
简单来说，就是用泡沫做模样，然后把它埋在沙子里。
当高温的金属液浇进去的时候，那泡沫模样就“消失”不见啦，被金属液取代了。
这种方法对铸件的结构限制比较小，可以做出形状很奇特的铸件。
我感觉它就像是在进行一场魔术表演，泡沫一声不吭地退场，金属闪亮登场。
缺点呢，可能就是泡沫模样在铸造过程中有时候会产生一些残渣，影响铸件质量，不过要是操作熟练，也能克服不少问题的。
压力铸造就像是个大力士干的活。
把金属液用高压快速地压入模具里面，速度那叫一个快。
这样造出来的铸件组织细密，尺寸稳定，而且生产效率高得吓人。
就像是流水线上的超级战士，一个劲地迅速产出高质量的铸件。
但是呢，设备要求高，成本也就跟着上来了，而且模具也很容易损坏。
就像一个干活特别快但容易磨损的工具一样，要多呵护着点。
特种铸造各有各的妙处，也各有各的小脾气。
对于铸造人来说，就像是在和一群有性格的伙伴打交道。
时而要小心翼翼地对待熔模铸造的精细，时而要巧妙应付消失模铸造的小意外，还得镇得住压力铸造这个高效率的急性子。
这不仅仅是一种技术，更像是一种充满挑战与乐趣的魔法世界，让人在铸造出各种精美铸件的时候，满满都是成就感呢！。
第三节 特种铸造
特种铸造是指除砂型铸造以外的铸造方法。
铸件的尺寸精度及表面粗糙度主要取决于铸 型的质量。 为了提高铸件的内部质量，则主要依靠改善 液态金属充填及随后的冷却条件。 为了克服砂型铸造的缺点，人们在生产实践 中，不断探求新的铸造方法。
一、熔模铸造（investment casting）
金属型
金属型
铸件的结构工艺性
(1) 要保证顺利出型、抽芯，结构斜度较大 (2) 铸件壁厚要均匀，壁厚差别不宜过大，壁厚不能过薄 (3) 铸孔不能过小过深，尽量采用金属芯
三、压力铸造（die casting）
将熔融的金属在高压下，高速压入金属型，并在压力下 凝固，以获得铸件的方法。
卧式压铸机
压力铸造
成批、 大批大 大量 量
低、中 低、中 中、高 床身, 刀具叶 铝活塞 机架箱 片自行 水暖 体带轮 车零件
1. 铸件尺寸精度高，表面质量好，少、无切削加工；
2. 合金种类不受限制，用于高熔点合金的小型复杂铸件； 3. 用于成批制造，精度要求高或难以切削加工的形状复杂件
应用范围
高精度、形状复杂的小型铸件：汽轮机叶片、叶轮、 切削刀具及飞机、汽车、风动工具、机床的小零件
熔模铸造 铸件结构要求
(1) 应便于从压型中取出蜡模和型芯 (2) 避免过大平面以防变形，若必须有，可在其上开设 工艺孔或增加工艺肋
• 便于制造双金属铸件；
• 铸件易产生偏析，内表面较粗糙，尺寸不易控制。
用于制造铸铁管、气 缸套铜套、双金属轴承、 特殊的无缝管坯、造纸机 滚筒等大批量生产。ຫໍສະໝຸດ 离心铸造立式离心铸造
卧式离心铸造
挤压铸造
实型铸造
六、铸造方法的选择
砂型铸 熔模铸 金属型 造 造 铸造 适用金 属 铸件大 小 表面质 量 生产批 量 生产率 应用 任意 任意 差 不限 铸钢为 有色合 主 金为主 <25Kg 中小为 主 高 较高 压力铸 造 铝、锌 合金等 <10Kg 最高 大批大 量 最高 化油器 仪表喇 叭 低压铸 造 有色合 金为主 中小为 主 较高 成批、 大量 中 缸体缸 盖壳体 螺旋桨 离心铸 造 铸铁、 铜合金 不限 较高 成批、 大量 中、高 铁管环 套辊轴 承
22第八章特种铸造
常见的压铸件
五、低压铸造 Low pressure Die Casting
低压铸造是采用较压力铸造低的压力（一般为0.020.06 Mpa），将金属液从铸型的底部压入，并在压 力下凝固获得铸件的方法。
低压铸造的特点及应用： 1、浇注及凝固时的压力容易调整、适应性强，可用于 各种铸型、各种合金及各种尺寸的铸件。 2、底注式浇注充型平稳，减少了金属液的飞溅和对铸 型的冲刷，可避免气孔缺陷。 3、铸件在压力下充型和凝固，其浇口能提供金属液来 补缩，因此铸件轮廓清晰，组织致密。 4、低压铸造的金属利用率高，约90%以上。 5、设备简单，劳动条件较好，易于机械化和自动化。
▪ 结构与工艺之间的关系，通常称为“结构工 艺性”。
一、合金铸造性能对铸件结构的要求
（一）铸件的壁厚
壁厚合理、壁厚均匀、符合凝固原则
（二）壁的连接
圆角连接、避免交叉、逐渐过渡
（三）避免变形、开裂
结构对称、加强筋合理、自由收缩
(1) 、铸件应有合理的壁厚
每一种铸造合金都有其适宜的铸件壁 厚范围，铸件壁厚过大或过 小都会对 铸件产生不良影响。若选定合金的适 宜壁厚不能满足零 件力学性能的要求， 则应改选高强度的材料或选择合理的 截面形状以及增设加强肋等措施。
一、熔模铸造 Investment Casting
定义：在易熔材 1．熔模（失蜡）铸造的工艺过程 料（如蜡料）制 成的模样上包覆 若干层耐火涂料， 待其干燥硬化后 熔出模样而制成 型壳，型壳经高 温培烧后即可浇 注的铸造方法。
特点 （1）可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件。
（2）铸件精度高，表面质量好。 （3）能够铸造各种合金铸件。
▪ ( 2) 铸件壁厚应力求均匀 所谓壁厚均匀，是指铸件的各部 分具有冷却速度相近的壁。铸件 的内壁厚度应略小于外壁厚度。
特种铸造的特点和应用
特种铸造的特点和应用特种铸造是指在普通铸造工艺的基础上，通过改变材料、工艺和设备等方面的参数，以满足特殊要求的铸造工艺。
特种铸造具有独特的特点和广泛的应用。
特种铸造的特点主要体现在以下几个方面：1. 材料选择多样化：特种铸造可以根据不同的要求选择不同的材料，如高温合金、耐腐蚀材料等，以满足特殊工作环境下的使用需求。
2. 工艺参数可调性强：特种铸造可以通过调整工艺参数，如温度、压力、速度等，来控制铸造过程中的凝固组织、缺陷和性能等，以获得符合要求的铸件。
3. 设备要求高：特种铸造通常需要使用特殊的设备和工具，如真空熔炼炉、真空铸造设备等，以保证铸造过程的精确控制和高质量的铸件。
4. 铸件质量高：特种铸造可以通过优化工艺参数和材料选择，使铸件具有优异的性能，如高强度、高耐热、高耐蚀等，以满足特殊工作条件下的使用要求。
特种铸造的应用范围广泛，涉及到多个行业和领域，以下是一些常见的应用领域：1. 航空航天工业：特种铸造在航空航天工业中得到广泛应用，如用于制造发动机叶片、涡轮盘、航空航天结构件等，以满足高温、高压、高速等复杂工作环境下的使用要求。
2. 能源工业：特种铸造在能源工业中的应用很多，如用于制造核电设备的反应堆压力容器、核燃料包壳等，以满足高温、高压、辐射等特殊条件下的使用要求。
3. 化工工业：特种铸造在化工工业中的应用主要是制造耐腐蚀材料的设备和部件，如耐酸泵、耐腐蚀阀门等，以满足复杂的介质和工作环境下的使用要求。
4. 汽车工业：特种铸造在汽车工业中广泛应用于发动机、变速器、悬挂系统等关键部件的制造，以提高汽车的性能和可靠性。
5. 铁路工业：特种铸造在铁路工业中主要应用于制造高速列车的车轮、车架等关键部件，以满足高速、高荷载等特殊工况下的使用要求。
特种铸造的发展对于提高工业生产的技术水平和产品质量具有重要意义。
通过不断改进特种铸造工艺和材料，可以满足各行各业对于高性能、高可靠性铸件的需求，推动相关行业的发展和进步。
特种铸造方法总结
特种铸造方法总结特种铸造方法是指在常规铸造工艺无法实现特殊铸件的生产要求时，采用各种高技术、高要求、特殊工艺和设备、材料，以及特殊措施，使铸件达到特殊要求的一种铸造方法。
目前，特种铸造方法已经广泛应用于各个领域，包括航空、航天、船舶、能源、化工、电子、交通、军事等许多行业。
本文将对目前常用的特种铸造方法进行总结。
一、精密铸造法精密铸造法是指精密铸造到准确尺寸和表面光洁度达到精密要求的铸造方法。
其特点是制造精度高、表面质量好、形状复杂、壁薄缺陷少。
常见的精密铸造法包括失重铸造、低压铸造、高压铸造、注射成型等。
其中，失重铸造通常用于生产小型、精密铸件，利用金属液的表面张力和重力相互平衡，保证铸件表面光洁度和准确度；低压铸造是在金属液受到压力的情况下进行的铸造方法，提高铸件的密实性和机械性能；高压铸造是增压铸造的改进版，在浇注过程中增加金属液的压力，从而获得更高的密实性和机械性能；注射成型是将金属液通过高压喷嘴喷射到模腔中，然后在模具中成型，适用于生产具有复杂形状的小型铸件。
二、定向凝固法定向凝固法是指在铸造过程中通过对结晶方向和晶粒排列方向的控制，使铸件具有均匀细小的晶粒和方向性，提高铸件的机械性能、抗疲劳性和耐热性能。
常见的定向凝固法包括单晶法、等温织构法和渐进凝固法。
其中，单晶法是将金属液在超过其熔点的温度下缓慢冷却，使晶粒在直线方向上从上到下生长，最终生长为单晶体。
等温织构法是在固态结构形成的同时，在特定的相角度内控制晶粒生长方向，形成纤维状或晶粒状的组织结构，提高材料的拉伸强度和疲劳寿命。
而渐进凝固法是通过让晶粒从一个晶粒到另一个晶粒逐渐转化，形成多晶组织结构，提高铸件的强度、韧性和耐热性能。
三、真空铸造法真空铸造法是在高真空条件下进行的铸造方法，可以消除气体对金属液的影响，从而得到高质量的铸件。
真空铸造法主要包括真空剥离铸造法、真空气压铸造法、真空压力浇注备料法等。
其中，真空剥离铸造法是在真空下加热金属材料，获得高度纯净的金属液，然后进行浇注，以确保铸件的高质量；真空气压铸造法则利用气体压力将金属液注入模腔中，使铸件获得更高的密实性和机械强度。
5特种铸造
离心铸造是铸铁管、气缸套、铜套、双金属轴承的 主要生产方法，铸件最大可达十多吨。此外，在耐热钢 辊道、特殊钢的无缝管坯、造纸机干燥滚筒等生产中得 到应用。
26
六、陶瓷型铸造
陶瓷型铸造工艺过程
a)模型
b)砂套造型
c )灌浆
d)喷烧
e)合型
f)铸件
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陶瓷型铸造的特点：
陶瓷面层耐高温且变形小，故铸件的尺寸精度和表面 粗糙度与熔模铸造相近 陶瓷型铸件的大小几乎不受限制，可从几公斤到数吨 在单件、小批量生产时，投资少，生产周期短 陶瓷型铸造不适于生产批量大、重量轻或形状复杂的 铸件，难以实现机械化和自动化 目前陶瓷型铸造主要用于生产厚大的精密铸件，广 泛用于生产冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸型和模板等， 也可用于生产中型铸钢件。
31
12
三、压力铸造
压力铸造是将液态金属在高压作用下快速压入 金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的方法。
压铸工艺过程：
a) 注入金属
b) 压铸
c) 抽芯
d)顶出铸件
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卧式压铸机
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常见的压铸件
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热压铸原理
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热压铸机
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热压铸生产
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压力铸造的特点：
铸件的尺寸精度高（IT8~12,Ra3.2~0.4）
铸件的强度和表面硬度都较高
生产效率高（一般为50~150次/小时） 铸件表皮下有气孔，不能多余量加工和热处理 设备投资大，压铸型制造成本高，适宜大量生产 压力铸造主要用于铝合金、锌合金和铜合金铸件。 压铸件广泛应用与汽车、仪器仪表、计算机、医疗器械 等制造业，如发动机汽缸体、汽缸盖、仪表和照相机的 壳体与支架、管接头、齿轮等。
特 种 铸 造
特种铸造
•
为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们在砂型铸
造的基础上，创造了多种其它的铸造方法；通常把这些有别于砂型铸
造的其他铸造方法通称为特种铸造。
•
金属型铸造
定义：金属型铸造是指利用金属材料制成铸型，在重力作用下将熔融
金属浇注到铸型中制造铸件的一种铸造方法，也称永久型铸造。
•
特点和应用：
用下充填型腔并凝固成形的铸造方法。
•
特点和应用：
•
1.离心力改善了补缩条件，缩孔等缺陷减少；
•
2.改善金属的流动性，提高了充型能力；
•
3.简化了中空圆柱形铸件的生产过程；
•
4.成分偏析严重，尺寸难以控制；
•
5.特别适于横截面呈圆柱的铸件生产。
•
连续铸造
定义：是指将熔融金属连续不断地浇注到被成为结晶器的特殊容器中，
填型腔并凝固而获得铸件的一种铸造方法。
•
特点和应用：
•
1.充型压力和充型速度易于控制，气孔、夹渣较少；
•
2.铸型散热快，组织致密，机械性能好；
•
3.无需冒口设置，金属利用率高；
•
4.铸件尺寸精度高，表面光洁；
•
5.适于生产质量要求高的铝镁等有色金属铸件。
•
离心铸造
定义：是指将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作
•
特点和应用：
•
1.浇注时间短，易于机细化，耐磨、耐蚀性好；
•
3.铸件尺寸精度高，表面光洁；
•
4.凝固速度快，排气困难，易形成疏松和缩孔；
•
5.模具成本高，铸件尺寸受限；
•
6.适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
特种铸造的特点和应用
特种铸造的特点和应用
特种铸造是指用于生产特定形状、特定材料和特定性能的铸件的一种铸造方法。
它与普通铸造相比，具有以下特点：
1. 高精度：特种铸造可以实现精确的铸造尺寸和形状，确保铸件的准确性和一致性。
2. 材料性能优异：特种铸造可以选择特殊的合金材料，以满足特定的工程要求，如高强度、高耐热、高耐腐蚀等。
3. 复杂结构：特种铸造可以实现复杂的内部结构和形状，如薄壁铸件、空腔结构、内部通道等，以满足特定的功能需求。
4. 原型快速制造：特种铸造可以用于快速制造原型铸件，以便于产品开发和设计验证。
特种铸造在各个领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：
1. 航空航天领域：特种铸造可用于生产航空发动机、航天器零部件等高性能铸件，满足航空航天行业对材料性能和复杂结构的要求。
2. 石油化工领域：特种铸造可用于生产石油化工设备的耐腐蚀铸件、高温耐热铸件，如阀门、泵体、换热器等。
3. 汽车工业：特种铸造可用于生产发动机缸盖、曲轴、刹车卡钳等汽车零部件，以提高汽车的性能和安全性。
4. 电力工业：特种铸造可用于生产电力设备的零部件，如涡轮叶片、导叶、涡轮壳体等。
5. 医疗器械领域：特种铸造可用于生产医疗器械的复杂零部件，如人工关节、牙科植入物等，满足医疗器械对材料生物相容性和结构形状的要求。
总之，特种铸造在各个领域都发挥着不可替代的作用，为实现复杂结构和高性能的铸件提供了有效的解决方案。
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特种铸造有哪些特点？
1.铸件的尺寸精度和表面光洁度较高,从而易于实现少切削或无切削;
2.铸件的内部质量和机械性能较好;
3.降低金属消耗和铸件的废品率;
4.制型时不用砂或少用砂,简化铸造生产工序,便于实现机械化和自动化;
5.改善劳动条件,提高劳动生产率
常见的特种铸造方法有哪些？
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、低压铸造、陶瓷型铸造等。
什么是熔模铸造？试述它的主要工艺过程
用可溶性材料制成尺寸精确、没有分型面的实体模样，在模样上涂挂数层耐火材料，经硬化、干燥制成型壳，然后加热使模样熔失制得空心型壳，空心型壳经高温焙烧、浇注金属液而获得铸件的铸造方法。
熔模铸造的主要生产过程有压制蜡模，结壳，脱模，造型，焙烧和浇注
熔模铸造的模样是怎么获得的？
熔模铸造生产的第一个工序就是制造熔模，熔模是用来形成耐火型壳中型腔的模型，所以要获得尺寸精度和表面光洁度高的铸件，首先熔模本身就应该具有高的尺寸精度和表面光洁度。
此外熔模本身的性能还应尽可能使随后的制型壳等工序简单易行。
为得到上述高质量要求的熔模，除了应有好的压型（压制熔模的模具）外，还必须选择合适的制模材料（简称模料）和合理的制模工艺。
模料先配制，再压制，最后进行组装。
压制的过程为先在压型型腔表面涂一层分型剂，然后在一定压力下将预制好的模料注入压型，保压一定时间，待模料凝固后打开压型取出熔模，并放水中冷却。
组装过程为根据工艺设计要求，将经整修检验合格熔模铸件和浇冒口系统的熔模组合成整体模组；
熔模铸造的壳型是怎么形成的？
1耐火涂料的配制
2型壳的涂挂与干燥硬化
3熔模的熔失和焙烧
熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种，目前普遍采用的是多型壳。
将模组浸涂耐火涂料后，撒上料状耐火材料，再经干燥、硬化，如此反复多次，使耐火涂挂层达到需要的厚度为止，这样便在模组上形成了多层型壳，通常将近其停放一段时间，使其充分硬化，然后熔失模组，便得到多层型壳。
离心铸造机分为哪几类？试述其特点
1．立式离心铸造机2．卧式离心铸造机
立式离心铸造机特点：当铸造在立式离心铸造机上绕垂直轴回转时，在离心力作用下，金属液自由表面呈抛物面，使铸件沿高度方向的壁厚不均匀（上薄、下厚）铸件的高度越大、直径越小、转速越低时，其上下壁厚差越大。
适合于高度不大的盘、环类铸件。
卧式离心铸造机特点：当铸型在卧式离心铸造机上绕水平轴回转时，由于铸件各部分的冷却、成形条件基本相同，所以铸件的壁厚在轴向和径向都是均匀的。
适合于铸造长度较大的套筒及管类铸件简述实型铸造的工艺过程
先选择气化模的材料，在进行气化模的制造。
气化模的制造分为压型发泡成型和机械加工方法制造压铸机共分几类，几种形式？分析对比立式、卧式、全立式冷压室压铸机的优缺点两类，热压室压铸机、冷压室压铸机
三种形式，立式冷压室压铸机、卧式冷压室压铸机、全立式冷压室压铸机
全立式冷压室压铸机：压铸型水平放置，稳固可靠，分型面、浇注系统开设方便；热量损失小，带入型腔中的空气少等；
压铸生产中必须控制的工艺参数是什么？
比压的选择、充填速度、浇注温度、铸型温度、充填时间、持压时间。