铸造ppt

5、适于生产大批量有色金属铸件。
熔模铸造:
定义：在易熔模样（简称熔模）的表面包覆多层耐火
材料，然后将模样熔去，制成无分型面的型壳，经焙烧、 烧注而获得铸件的方法称为熔模铸造。
工艺过程：a) 压型
结壳脱模
e) 浇铸
b) 压制蜡模 c) 焊蜡模组 f) 带有浇铸系统的铸件
d)
a)
b)
c) d) 熔模铸造工艺过程
机器造型采用模板两箱造型。模板上安装模样、浇
注系统、并以分型面为界，分上、下两块，分别在两台 配对的造型机上造型。 紧砂方法 机械造型大都以压缩空气为动力来紧实型砂。
压实、振实、振压和抛砂。
3、造型、造芯及合箱 放置模样、填充、紧实型砂、起模、造出浇冒口和 通气口、合箱。最关键部分是起模。 起模方法： 顶箱起模：结构简单，
生产率低，劳动强度大，铸件尺寸精度和表面质量差，
特大型铸件只能采用手工造型。 1）整模造型 采用整体模样造型的方法。
整模造型过程 适用于最大截面在一端且为平面的铸件
1）分模造型 模样在最大截面处分为两半，分别处于上、下砂型内的造 型 方法称为分模造型。
分模造型过程 适用于最大截面在中间的铸件
2 、机器造型 机器造型在于使紧砂和起模两个步骤采用全部或者部 分实现机械化。可大大提高生产率和铸件质量，改善工 人劳动条件，适用于中、小型铸件的批量生产。
强度高，内部耐磨性好，还可节约贵重金属。
4）离心铸件内表面粗糙，尺寸不易控制，需增大加工 余量来保证铸件质量，且不适宜易产生偏析的合金。


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，凝固的铸件不断从结晶器的另一端被引 出，从而获得任意长度的等横截面铸件的铸造方法。

收缩率：
体积收缩是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。
线收缩是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。
体积收缩率：
V
L
V0 V1 100% V1 L0 L1 100% L1
线收缩率：
其中 V0，L0表示铸件在高温T0时的体积和一维方向的长度；
V1，L1表示铸件在高温T1时的体积和一维方向的长度。

疏松：
定义：疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件
的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。
产生原因： 当合金的结晶温度范围很宽或铸件断面温
度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存 的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小
熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最
容易掉砂，适用于形状
简单且高度小的铸型。
3、造型、造芯及合箱 翻转起模：结构简单，操作方便。
3、砂型铸造的特点
优点：铸件批量不受限制；铸造合金不受限制； 铸件 尺寸和形状不受限制；铸型成本低；生产准备时间较短。 缺点：铸型只能使用一次，尺寸精度低，劳动条件差。

特点及应用：
1、不受铸件材质、尺寸、质量和生产批量的限制； 2、属于一次性铸造成形，造型工作量大； 3、铸件精度和表面质量差； 4、砂型铸造缺陷多，废品率高，机械性能较差；
6）劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化。


离心铸造：
定义：是离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型，
在离心力作用下凝固成形的铸造方法。 （1）离心铸造的分类：根据铸型旋转轴空间位置不同，离 心铸造机可分为立式和卧式两大类。
浇包 铸型 液体金属 铸件 铸型 型腔 浇口 型芯 浇注槽
端盖
电机
e)
f）

特点和应用：
1、铸件尺寸精度高，表面光洁； 2、可铸造形状复杂零件； 3、工艺过程复杂，生产周期长，成本高；
4、适于铸造小尺寸的各类合金铸件，特别是少切削或
无切削精密铸件。

应用实例：航空发动机等轴晶叶片的制备
航空发动机叶片早期采用变形高温合金材料，随着
合金材料强度要求的提高，人们采用合金化的方法来提 高强度，效果明显，但同时也增加了材料的加工难度。
出铜器。
砂型铸造概略图
砂型铸造是将熔化的金属浇入砂型型腔中，经冷却、 凝固后获得铸件的方法。当从砂型中取出铸件时，砂型
便被破坏，又称一次型铸造，俗称翻砂。
砂型铸造流程图

1、生产过程
制造模型
零件
配制型砂 制造芯盒
造型
合箱 造芯
制造芯砂
铸件
检验
清理
落砂
浇注
1、配置型砂 模型及型箱的尺寸、形状应根据铸件而定。在尺寸 上，铸件等于零件尺寸再加上机械加工余量，模样等于
热应力
相变应力
裂纹的常见部位：
铸件特殊位置的裂纹示意图
裂纹和变形的防止：
以有利于释放铸造应力为原则； 1、采用正确的铸造工艺（正确设计浇注系统、补缩系统等）； 2、铸件形状设计要求简单、对称和厚薄均匀； 3、对铸件进行热处理。

其它铸造缺陷：
鼓
泡
渗
漏
冷
隔
未 注 满

铸造主要影响因素
铸造的主要影响因素主要体现在二个方面：一是影响


低压铸造：
定义：是用较低的压力(0.02～0.06MPa)，使金属液自
下而上充填型腔，并在压力下结晶以获得铸件的方法称为
低压铸造。低压铸造的工艺过程如图所示。
。 工艺过程：

特点和应用：
1）液体金属充型平稳，无冲击、飞溅现象，不易产生夹
渣、砂眼、气孔等缺陷。
2）借助压力充型和凝固，铸件轮廓清晰，对于大型薄壁、 耐压、防渗漏、气密性好的铸件尤为有利。 3）铸件组织致密，机械性能高。 4）浇注系统简单，浇口兼冒口，金属利用率高。 5）浇充型压力和速度便于调节，可适用于金属型、砂型、 石膏型、陶瓷型及熔模型壳等。
对于形状复杂，薄壁散热大的铸件选择流动性能好的 合金金属。

铸件的收缩：
定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过
程中，其体积或尺寸缩减的现象。
分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
浇注温度
铸 件 温 度 降 低
液态收缩
开始凝固温度
凝固收缩
凝固终止温度
体 积 收 缩 线收缩
固态收缩
室温
b） c） 离心铸造示意图 a) 立式离心铸造 b) 立式离心浇注成形铸件 c) 卧式离心铸造
a)

特点和应用：
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，可省去型芯和浇筑系统，简 化了工艺，节约了金属。 3）便于铸造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬，不仅表面
5、设备简单、投资少，价格低廉，应用广泛。
四 常用特种铸造方法
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。
熔模铸造 低压铸造
压力铸造
特种铸造
消失模 铸造
金属型 铸造
连续铸造
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离心铸造
七 种 常 见 的 特 种 铸 造 方 法
充型的主要因素和影响凝固收缩的主要因素。
阶 段
主要影响因素
金属的流动性 浇注温度
铸
充 型 固 缩
造
充型压力
凝 收
凝固方式
冷却速度

金属的流动性：
形成薄壁复杂的铸件 改善金属 的流动性
有利于
排除内部夹杂物和气体
加快凝固中液体的补缩
金属流动性
测试实验
实验如右图所示：
设置冒口法
冒口、冷铁共用法


影响流动性的因素：
第二章
§2-1
铸造
铸造
锻压与焊接
§2-2
§2-3
锻压
焊接
§2-2
锻
压
压力加工 在外力作用下使金属产生塑性变形，从而 获得具有一定形状、尺寸和力学性能毛坯或零件的加工 方法。 锻压 锻造和冲压的总称
一

铸造的特点及应用
定义：铸造是指将熔融态的金属（或合金）浇注于 铸造的基本过程：
充 型
特定型腔的铸型中凝固成形的金属材料成形方法。


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。

工艺过程：

特点和应用：
1、可重复使用，生产效率高，劳动条件好，但成本高； 2、铸件精度高，表面粗糙度较低； 3、金属散热性能好，晶粒细化，机械性能好；
4、不透气且无退让性，易造成铸件浇不足或开裂。
艺措施，使铸件上远离冒 口的部位先凝固（图中 Ⅰ），尔后在靠近冒口的 部位凝固（图中Ⅱ、Ⅲ），
最后是冒口本身凝固。
顺序凝固示意图
内置冷铁法
外置冷铁法

裂纹与变形：
在铸件的固态收缩阶段会引起铸造应力。
铸造应力：
铸件收缩受阻 铸件因V冷却、温度不同，
机械应力
铸造应力
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
工艺过程：如右图所示。 特点和应用：
机械性能好；

1、冷却速度快，组织致密，
合金的收缩给铸模的设计和铸件的精密成形等带来较
大困难，是多数铸造缺陷产生的根源。
注意：在铸模尺寸设计时必须考虑铸件的收缩因素。即利
用每种材料特定的收缩率和实际铸件的尺寸，来换算成铸 模型腔的尺寸。
表 合 金 种 类 碳钢 白口铸铁 典型合金的收缩率ε
V
碳含量 浇注温度 液态收缩 凝固收缩 固态收缩 （％） （ ℃） （％） （％） （％） 0.35 3.00 1610 1400 1.6 2.4 3.0 4.2 7.86 5.4～6.3