1、第五节 特种铸造除砂型铸造以外的其它铸造方法统称为“特种铸造”。 一、 熔模铸造熔模铸造-又称失蜡铸造，是用易熔材料制成模型,然后在模型上涂挂耐火材料,经硬化后,再将模型熔化排出型外,从而获得无分型面的铸型,铸型焙烧后即可浇注 。 1 . 工艺过程,1 蜡模制作 1) 压型:制蜡模的专用模具,钢 铜 铝 切削而成 2) 蜡模的压制:石蜡,峰蜡,硬脂酸,松香等,将熔化的蜡料压入压型中, 冷凝后取出,修去毛刺,得到蜡模 3) 蜡模组装:若干蜡模焊在一个直浇棒上. 2 结壳: 蜡模涂上涂料,硬化 干燥等 1) 浸涂料(石英粉+水玻璃粘结剂的糊状物)表面光洁 2) 撒砂(粗石英砂)的目的:增厚型壳 3
2、) 硬化(水玻璃+NH4ClSIO2)化学硬化 3 脱蜡 焙烧 1) 脱蜡:热水或水蒸气 2) 焙烧:加热 8001000提高型壳强度 4 填砂:浇注 1) 填砂:型壳放入铁箱中,周围干砂充填 2) 浇注:趁热(600700)进行浇注 5 落砂 清理 冷却后,破坏型壳,取出铸件,去浇口,毛刺,退火或正火,以便得到所需机械性能.,压型,注蜡,焊蜡模组,脱蜡、焙烧,填砂、浇注,熔模铸造过程,图4.13 蜡模制造,图4.14 待浇注的铸型,2、特点和应用1）铸造精度高（IT11-14）,表面粗糙度低（Ra6.3-1.6um)。少、 无切削加工, 稍磨(Ra3.21.6um)。2）可浇注形状复杂的薄壁
3、件，无分型面。 3）能铸造各种合金(型壳是高级耐火材料)，特别是高熔点、难加工合金。4）生产批量不受限制，单件、小批、大批量生产均可。5）缺点：材料贵,工艺过程繁杂,生产周期长. 应用: 最适合高熔点合金精密铸件的成批,大量生产；形状，复杂、难以切削的小零件，大批量生产。目前在汽车、机床、气轮机、航空、兵器等领域得到广泛应用。如:汽轮机叶片,风动工具，滚刀等。,二、金属型铸造将液态金属浇入用金属制成的铸型，冷凝后获得铸件的方法。 1、金属铸型构造 1）铸型材料：多数用铸铁；要求较高用碳钢或低合金钢。 2）型芯材料：形状简单件或有色金属件用金属型芯；薄壁复杂件或铸铁、铸钢件用砂芯。 3）铸型的种
4、类：按分型面的方位分为垂直分型式、 水平分型式和整体式、复合式。 4）合箱、开箱方式：自动或半自动的连杆机构。,或垂直分型式,铸造铝活塞简图,2、铸造工艺 金属型导热快,没有退让性,透气性差. 1）金属型应保持一定的工作温度-预热.（1) 喷刷涂料前预热-保证涂料层致密,均匀. 合金铸铁80150; 铸钢100250. （2) 浇注前预热-降低冷却速度,防止铸铁白口.预热温度不低于80150 2） 喷刷涂料(厚度0.3-0.4mm)（1) 减缓冷却速度,防白口. （2) 防高温液体对铸型直接冲刷,保护型壁表面 （3) 有一定蓄气、排气能力,防气孔. 铸铁石墨粉涂料,炭墨涂料; 铝合金氧化锌涂料
5、,滑石粉 3）合理浇注温度：比砂型铸造高00 4）适宜出型时间：在型内冷却时间不宜过长否则，收缩快，收缩量大出型难 ，铸造应力和裂纹倾向大,3、金属型铸造的特点和适用范围 特点： 1）铸型能反复使用，可一型多铸； 2）冷却快，组织致密,机械性能高 ； 3）尺寸精度和表面质量高； 4）生产率高，劳动条件好 。 5）铸型制造成本高，周期长； 6）透气性差，无退让性，铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷； 7）铸造合金的熔点不能太高，质量不能太大。 应用：主要用于有色金属铸件的大批量生产。 如：铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦等。,三、压力铸造（简称压铸）在高压下(5500MPa)快速(浇口速度达306
6、0m/s， 0.0010.2s )将液态或半液态合金压入金属铸型中,并在压力下结晶，以获得铸件的方法。 专用设备:压铸机，专用压型压型1 . 压力铸造工艺：预热金属铸型，喷涂料；合型，注入金属液；压射冲头在高压下推动金属液充满型腔并凝固；打开铸型，顶杆顶出铸件。 合型机构：用以开合铸型和紧固铸型。 压铸型：定（静）型及动型组成。定（静）型固定在机架上，动型由合型机构带动水平移动。,冷室式压铸机,镶嵌件的应用,2、特点及应用（1）铸件尺寸精度高,表面质量高,可不经机加工直接使用。 （2）铸件的强度和表面硬度高 （3）可压铸形状复杂的薄壁铸件，最小铸孔直径 0.7mm， 并可嵌铸其他材料。 （4）
7、生产效率高 （5）设备投资大，压型制造成本高 （6）铸件内部有大量气孔，压铸件不能大余量加 工，不能热处理。 （7）种类受限,不宜压铸高熔点合金；适宜压铸低熔点合金。压力铸造主要用于熔点较低的锌、铝、镁及铜合金铸件的生产。在汽车，仪表行业,广泛应用。如，发动机汽缸体，汽缸盖，仪表和照相机的壳体与支架，等等,四、低压铸造使液态合金在压力下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶、以形成铸件的工艺过程。 1、低压铸造基本原理 低压铸造过程 2、特点及应用 特点: （1）充型压力和速度便于控制，适应各种铸型。 （2）铸件的组织致密，机械性能较高。 （3）不用冒口补缩，金属利用率高。 （4）铸件尺寸、形状
8、范围广。 适用范围：一般用来生产铝、镁合金精密铸件。也能铸造各种合金。,压缩气,坩埚炉,铸型,熔化黄铜水,低压铸造工艺原理,主要步骤 通气充型 加压凝固 放气开模,五、离心铸造将液态合金浇入高速旋转(2501500r/min)的铸型中，使液态合金在离心力作用下填充铸型并凝固的铸造方法。1、离心铸造的生产方式： 1）离心铸造是在离心铸造机上进行的，其过程是：将金属型型腔清理干净，喷涂料，铸型旋转，浇入定量金属液，待一定时间后停止旋转，取出铸件。 2）按离心铸造旋转轴的位置分为： 立式：铸型绕垂直轴旋转，用于生产圆环铸件； 卧式:铸型绕水平轴旋转，用于生产管类和套类铸件。 离心铸造的铸型主要使用金
9、属型，也可以用砂型。,图4.18 圆筒件的离心铸造,2、特点及应用 特点： （1）工艺过程简单；铸造圆筒形铸件时，可节省型芯和浇注系统，省工省料，降低成本； （2）铸件组织致密，极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，铸件力学性能高。 （3）合金充型能力得到了提高，可以浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等； （4）便于制造双金属件，如轧辊、钢套、镶铜衬、滑动轴承等。 （5）缺点：铸件内表面质量差，内孔尺寸不易控制。应用：目前主要用于制造铸铁管、气缸套、双金属滑动轴承、特殊钢的无缝管坯。,6、实型铸造（消失模铸造）,7. 陶瓷型铸造 在砂型铸造和熔模铸造基础上发展形成的一种精密铸造工艺
10、。 1.工艺过程(见图4.19) （1）砂套造型： 目的：节约昂贵的陶瓷材料及提高铸型的透气性 材料：水玻璃砂 制造过程与砂型铸造相同，只是砂套木模B比铸件木模A大一个陶瓷料厚度。 （2）灌浆与胶结：制造陶瓷面层 将铸件木模固定于平板上，刷上分型剂，扣上砂套。把陶瓷浆由浇口注满，几分钟后陶瓷浆开始结胶变硬，形成陶瓷面层。 陶瓷浆由刚玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘结剂）、氢氧化钙（催化剂）及双氧水（透气剂）等组成。,（3）起模与喷烧：灌浆约十几分钟后，在浆料尚有一定弹性时起出模型，然后用明火喷烧整个型腔以加速固化。 （4）焙烧与合箱：浇注前陶瓷型要加热到350550焙烧几个小时，去除残留在陶瓷型中的乙醇及水分，并进一步提高铸型强度。 （5）浇注与凝固 浇注时，温度要略高，冷却凝固后获得成形好的铸件。,2. 陶瓷型铸造的特点和适用范围 （1）陶瓷材料耐高温，故可浇注高熔点合金； （2）铸件大小不受限制，几千克数吨； （3）投资少，生产周期短 适用范围：主要用于厚大精密铸件，广泛用于铸造冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模等。,图4.19 陶瓷型铸造工艺过程,
