1、,工程材料与机械制造基础,海洋科学与技术学院 贾 非,Dalian University of Technology,第七章 铸造成形,03:57,主 要 内 容,概述 砂型铸造造型和造芯的方法浇注系统和冒口 铸件成形工艺基础液态合金充型能力及铸件的收缩铸造的缺陷 铸件结构的铸造工艺性 铸造工艺分析与设计 特种铸造金属型、熔模、压力低压、离心、实型、连续 铸造成形新工艺简介,03:57,概述,铸造：将液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。铸造是生产机器零件毛坯的主要方法之一，其实质是液态金属逐步冷却凝固成形。,铸造的优点： 1）使用范
2、围广。可以铸出内腔、外形很复杂的毛坯； 2）工艺灵活性大。几乎各种合金，各种尺寸、形状、重量和数量的铸件都能生产； 3）成本较低。原材料来源广泛，价格低廉； 4 ）加工余量小，节约金属材料和加工工时。,铸造的缺点：,砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的80%以上.,砂型铸造方法,砂型铸型的组成,适当的分型面。砂型从适当的面分开，以方便取出模样并获得清晰的型腔。 合理的浇注系统与通气孔。型腔中气体逸出的通道。,足够的吃砂量。模样周围应留有足够的砂层厚度，以承受金属液流的压力。,型砂和芯砂,型砂由原砂、黏结剂、水和附加物按一定比例配合，制成符合造型、造芯要求的混合料。 铸型在浇注、凝固过程中
3、要承受高温金属液体的冲刷、静压力和高温的作用，并排出大量气体，承受铸件凝固收缩压力等，获得优质铸件，型砂应满足如下性能要求：,强度和紧实度 透气性 耐火性 可塑性 退让性,造型和造芯的方法,造型是砂型铸造的主要工艺之一，一般可分为手工造型和机器造型两大类。 手工造型 全部用手工或手动工具完成的造型工序。 生产中，根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行选择。,手工造型的工具 捣砂锤、直浇道棒、通气针、起模针、墁刀、秋叶、砂勾、皮老虎。,整模造型 模样为整体，型腔位于一个砂型内，分型面是平面。,分模造型 模样在最大截面处分成两半，两半模分开的平面常常就是造型的分型面。 造型时，两半模分别在上下两
4、个砂箱中进行。 是应用最广泛的造型方法。,操作简便，适用于最大截面在中间以及形状较复杂的铸件。如套类、管类、曲轴、立柱、阀体、箱体等零件。,挖砂造型 有些铸件的模样不能分开，必须做成整体，造型时挖出阻碍起模的型砂。 特点：模样形状较为复杂；分型面是曲面；要求准确挖至模样的最大截面处，比较费事，对工人操作技术水平要求高；,分型面处易产生毛刺，铸件外观及精度较差，仅用于单件小批量生产。,假箱造型 在造型前先做一个形状与模样的分型面（或形状）一致的假箱，代替上型或下型进行造型。 特点：节省工时，生产率高，铸型质量好，适宜于小批量生产。,活块造型 铸件的侧面有凸起部分妨碍起模时，将局部影响起模的凸台（
5、或肋条）做成活块，造型时，先起出主体模样，再从侧面起出活块模。,活块与主体的连接方法：活块较小时，用销钉和模样主体相连定位；活块较大时，采用燕尾槽连接。 特点：操作复杂，生产效率较低；使用于小批量生产。,刮板造型 制造旋转体或等截面形状的铸件时，用与铸件截面形状相适应的特制板刮制出所需砂型。 特点：可节省模材料和加工工时，造型操作复杂，效率和尺寸精度低，单件或小批量生产。,三箱造型 形状较复杂铸件，两端截面大中间截面小，一个分型面起不出模样，采用两个分型面和三个砂箱。 特点：模样须分模，操作较复杂，生产率低，成本相对高，适于单件小批量生产。水平要求高；,机器造型：用机器全部或至少完成紧砂操作的
6、造型方法。 优点：生产效率高，劳动条件好，砂型质量好（紧实度高而均匀)，型腔轮廓清晰，铸件质量也好。 缺点：但设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长. 应用：适于中小铸件的成批或大量生产。,机器造型,机器造型的紧砂方法,机器造型的紧砂方法主要有压实、振实、振压、抛砂四种基本形式。,压实造型,振实造型,抛砂造型,射砂造型,造芯的方法,开通气孔和通气道 2. 放芯骨和安装吊环,外浇道 2. 直浇道 横浇道 内浇道 冒口,1-铸件 2-冒口 3-盆形外浇道（浇口盆）4-漏斗形外浇道（浇口杯）5-直浇道 6-横浇道 7-内浇道,浇注系统,合型时应检查铸型型腔是否清洁，型芯的安装是否准确牢固，砂箱的定位
7、是否准确，牢固。,金属液的温度过低，铸件产生冷隔、浇不足、气孔等缺陷。金属液的温度过高，铸件总收缩量增加，吸收气体多，粘砂等缺陷。铸造生产常用的熔炼设备有冲天炉（熔炼铸铁）、电弧炉（熔炼铸钢）、坩埚炉（熔炼有色金属），感应加热炉（熔炼铸铁和铸钢）。,浇注温度过高，金属液吸气多，液体收缩大，铸件容易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷。浇注温度过低，金属液流动性差，铸件易产生浇不足，冷隔等缺陷。,合型,熔炼,浇注,落砂 浇注后，经过充分的凝固和冷却后落砂。落砂过早，铸件的冷速过快，使铸铁表层出现白口组织，导致切削困难；落砂过晚，由于收缩应力大，使铸件产生裂纹，且生产率低。 清理 落砂后，用机械切割、铁锤敲
8、击、气割等方法清除表面粘砂，多余金属等操作过程称为清理。铸件清理后应进行质量检验。 检验 铸件清理后应进行质量检验。通过眼睛观察找出铸件的表面缺陷，如气孔、砂眼、粘砂、缩孔、浇不足、冷隔。铸件内部缺陷可进行耐压试验、超声波探伤等。,铸件成形工艺基础,铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力；用充型能力、收缩性等来衡量。,充型能力：液态金属或合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。,1. 流动性,螺旋形标准试样,流动性是熔融金属的流动能力，合金的流动性用浇注流动性试样的方法来衡量，流动距离越长，表明流动性越好。,1）合金的熔点。熔点高，热量散失快，流动性差。,2）结晶区间。纯金属
9、和共晶合金在恒温下结晶，为逐层凝固方式，阻力小，熔点最低，流动性好。液固两相区越宽，枝晶越发达，流动阻力越大，流动性差。,铅锡合金的流动性与相图的关系,影响合金流动性的因素,3）杂质和含气量。夹杂物使粘度增加，流动性下降；含气量越少，流动性越好。,凝固方式对流动性的影响,2. 浇注条件,1）浇注温度 浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好。温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。故提高浇注温度能有效提高充型能力；但过高吸气量和总收缩大，易产生铸造缺陷。故在保证充型能力的前提下温度应尽量低。生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温度。,2）充型压力 浇注速度快、压力头高，能
10、加快合金液体的流动速度，有利于提高流动性，充型能力越强。,3. 铸件结构,1）铸件结构 壁厚过小或壁厚变化剧烈、结构复杂、大平面都影响充型。 2）铸件尺寸 大时不易浇满，出现冷隔及浇不足。,4. 铸型条件,1）造型材料 导热能力及蓄热能力越强，金属液散热越快，充型能力越差； 2）浇注系统的设置 直浇道高度小、浇口截面积小或分布不合理，降低金属液静压力及充型能力； 3）气体阻力 浇注后，型砂发气量过多或透气性不良，阻碍充型。,铸件的收缩,收缩 铸造合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。收缩是铸件产生缩孔、缩松和变形等缺陷的主要原因。通常用体收缩率或线收缩率来表示：,体收缩率,线收缩
11、率,合金的收缩过程可分为三个阶段：,1）液态收缩 从浇注温度冷却到液相线温度的收缩。,3）固态收缩 从固相线温度冷却到室温时的收缩。用线收缩率表示。它对铸件形状和尺寸精度影响大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。,2）凝固收缩 在液相线和固相线之间凝固阶段的收缩。结晶温度范围宽，收缩率大。,影响收缩的因素,1）合金化学成分 铸钢的收缩最大，灰铸铁收缩最小。灰铸铁中增加碳、硅含量和减少含硫量使收缩减小； 2）浇注温度 合金的浇注温度越高，过热度越大，液态收缩量也越大，体收缩越大; 3）铸型结构 铸件结构造成各部分冷却速度不同，产生内部应力阻碍收缩；铸型和型芯对收缩产生机械阻力。铸件的实
12、际线收缩率比其自由线收缩率小。,收缩是造成缩孔、缩松、应力、变形和裂纹的基本原因;充型能力不好，铸件易产生浇不到、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷。,铸造性能对铸件质量的影响,缩孔和缩松,凝固结束后在铸件某些部位出现的孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称缩松。缩孔缩松可使铸件力学性能大大降低，以致成为废品。,缩孔产生的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域，此区域也称热节。,（1）缩孔的形成 金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。,缩孔形成过程示意图,缩松形成过程示意图,（2）缩松的形成 基本原因也
13、是液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。主要出现在糊状凝固的合金中，或断面较大的铸件壁中。一般在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近，也常分布在集中缩孔的下方。,（3）缩孔缩松的形成规律,1）合金的液态收缩和凝固收缩越大（如铸钢、白口铁等），铸件越易形成缩孔。 2）合金的浇注温度高，液态收缩大，易形成缩孔。 3）结晶温度范围宽的合金，倾向于糊状凝固，易形成缩松。纯金属和共晶成分合金倾向于逐层凝固，易形成缩孔。,一定成分的合金，缩孔、缩松的数量可以相互转化，但其总容积基本一定。,铁碳合金成分与体积收缩率的关系,防止缩孔和缩松的基本原则是：采用合理的工艺条件，使缩松转化为缩孔，并使缩孔移至冒口
14、中。,（1）按照顺序凝固原则进行凝固 采用各种工艺措施，使铸件上从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现向冒口的方向顺序地凝固， 使缩孔转移到冒口中。适用于收缩大或壁厚差别大，易产生缩孔的合金铸件，如铸钢、高强度灰铸铁、可锻铸铁等。,（2）合理确定内浇道位置及浇注工艺 内浇道的引入位置应按照顺序凝固原则确定；浇注温度和浇注速度应根据铸件结构、浇注系统类型确定，慢浇有利于顺序凝固和补缩，消除缩孔。,顺序凝固原则示意图,（3）合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施冒口 在铸件厚壁处和热节部位设置冒口。冷铁 用铸铁、钢、铜等材料制成的激冷物。加大冷却速度，调节凝固顺序。,补贴 在铸件壁
15、上部靠近冒口处增加一个楔型厚度，使铸件壁厚变成朝冒口逐渐增厚的形状。三者综合应用是消除缩孔缩松的有效措施。,冒口冷铁的作用,铸造应力、铸件变形和裂纹,铸造应力:铸件的固态收缩受到阻碍而引起的内应力。分为热应力、相变应力和收缩应力。 热应力：铸件各部分由于冷却速度不同，收缩量不同而引起的阻碍,由其引起的应力称热应力。 相变应力：铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变化而引起的应力。 收缩应力：铸件在固态收缩时，因受到铸型、砂芯、浇冒口、箱挡等外力的阻碍而引起的应力称收缩应力（机械应力）。,第一阶段，两者都塑性变形，无热应力； 第二阶段，一塑性，一弹性，仍无热应力； 第三阶段，两者均弹性变形，冷
16、却慢的受拉，快的受压。热应力和合金的弹性模量、线收缩系数、铸件各部分壁厚差别及温度差成正比。,热应力的形成,由热阻碍引起，落砂后热应力仍存在于铸件内，是一种残留铸造应力，以框架铸件为例，说明残留热应力的形成过程，其热应力形成过程分三阶段。,由机械阻碍产生，一般都是拉应力，在形成应力的原因消除时，应力也随之消除。但如果临时拉应力和残留热应力同时作用在某瞬间超过铸件的强度极限时，铸件将产生裂纹。,减小和消除铸造应力的措施 1）合理设计铸件结构。尽量避免牵制收缩的结构，如壁厚均匀，壁之间连接均匀等。 2）尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金。 3）采用同时凝固的工艺。各部分温差小，不易产生热应力。用
17、于收缩较小的普通灰铸铁、结晶范围大，不易实现冒口补缩，对气密性要求不高的锡青铜铸件等。,4）设法改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇冒口。 5）对铸件进行时效处理。自然时效、热时效（去应力退火）和共振时效。,铸件的变形与裂纹,铸件的变形 残留铸造应力超过材料的屈服极限时产生翘曲变形。,防止铸造应力的方法也是防止变形的根本方法；同时在工艺上还可以采用反变形法，提早落砂、去应力退火消除机械应力。,铸件的裂纹：当铸造应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。可分为热裂和冷裂。,1）热裂 在凝固末期高温下形成的裂纹。裂纹表面被氧化而呈氧化色，裂纹沿晶粒边界产生和发展，外形曲折而不规则；裂纹短，缝隙宽。产
18、生原因：凝固末期，合金绝大部分已成固体，但强度和塑性很低，当铸件受到机械阻碍产生很小的铸造应力就能引起热裂。分布在应力集中处或热节处。,防止热裂的措施：,2）冷裂 是铸件处于弹性状态即在低温时形成的裂纹。其表面光滑，具有金属光泽或呈微氧化色，裂纹穿过晶粒而发生，外形规则，常是圆滑曲线或直线。防止方法是尽量减少铸造应力。,铸件结构的铸造工艺性,铸件的结构是指铸件的外形、内腔、壁厚及壁之间的连接形式，加强肋板及凸台等。 铸件结构的铸造工艺性是指所设计的零件采用铸造方法生产时，其结构设计的科学性和合理性，在具体生产条件下能否用最经济的方法制造出既符合设计要求又便于加工、检验、装配和维修的铸件。 铸件
19、结构工艺性是否合理，对提高铸件质量、节省原材料、降低成本、提高生产率都有很大的影响。,铸造工艺对铸件结构的要求,铸件的外形设计 设计凸台、筋条及法兰时，应便于起模，避免不必要的型芯，尽量少用活块。,铸造的外形设计,应利于尽量减少和简化铸型的分型面。尽可能避免三箱造型，增设外型芯或修改结构。,铸造的外形设计,合理设置结构斜度。结构斜度是零件结构所具有的斜度。与分型面垂直的非加工面应设计结构斜度，可使起模方便，起模时型腔表面不易损坏，模样松动量少，提高了铸件的尺寸精度和模样寿命。,铸件的内腔设计,铸件的内腔结构应利于少用或不用型芯。简单的内腔形状，可简化芯盒结构、便于制芯。,铸件的内腔设计,铸件结
20、构应有利于型芯的固定、排气和清理。型芯在铸型中应能可靠地固定和便于排气，以避免偏芯、气孔等缺陷。 大件和形状复杂件可采用组合结构。分为若干件分别铸造，通过焊接或机械连接等方法组合为一体。,合金铸造性能对铸件结构的要求,铸件的壁厚 铸件应有合理的壁厚。壁太薄，产生浇不足、冷隔、白口等缺陷；过厚，晶粒粗大，易产生缩孔和缩松。,满足承载能力的前提下，可选择合理的截面代替厚壁结构（如工字形、槽形和箱形）。,铸件的壁厚,铸件壁厚应均匀。壁厚相差太大，铸造时金属液在肥厚处聚集太多，容易形成缩孔、缩松等缺陷。,内壁厚应小于外壁厚。铸件内部的筋、壁等，散热条件差，冷却速度慢。内壁厚度小，使整体均匀冷却，减少压
21、力和防止裂纹。,铸件壁的连接,壁间的连接应采用圆角过渡。铸件壁的转角处应采用圆角过渡，以利于造型和提高铸型强度，防止形成应力集中和结晶脆弱面，避免裂纹、缩孔、缩松等。,铸件壁的连接,应避免壁的交叉和锐角连接。铸件壁的连接应避免交叉和锐角，以减小热应力，避免产生裂纹、缩孔、缩松等缺陷。交错接头适用于中小型铸件；环形接头适用于大型铸件。锐角连接采用过渡形式。,浇注位置与分型面的确定,铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件，确定铸造方案和工艺参数，绘制工艺图，编制工艺卡和工艺规范。 铸造工艺包括：铸件的浇注位置和分型面位置，加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数，型芯和芯头结构，
22、浇注系统、冒口和冷铁的布置等 。,铸件的浇注位置是指浇注时铸件所处的位置，分为水平浇注、垂直浇注和倾斜浇注。 分型面是铸型砂箱间的结合面，其影响铸件的质量。,铸造工艺分析与设计,浇注位置的确定,铸件的主要加工面、主要工作面和受力面应尽量放在底部或侧面。 铸件的大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注。,浇注位置的确定,尽量将铸件大面积的薄壁部分放在铸型的下部或垂直、倾斜，将厚壁部分朝上。,浇注位置的确定,热节处应位于分型面附近的上部或侧面。 便于型芯的固定和排气，减少型芯的数量,分型面的选择,分型面一般应取在铸件的最大截面上。 铸件的加工面及加工基准面尽量放在同一砂型中，以保证铸件的加工精度。,分型面的
23、选择,应使铸件有最少的分型面，尽量只有一个分型面。 分型面最好是一个简单而平直的平面。 尽量减少型芯、活块的数量,主要工艺参数的确定,机械加工余量 收缩率 铸造圆角 起模斜度 最小铸出孔、槽尺寸 型芯头,收缩余量：为补偿收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值。其大小与铸件尺寸大小、结构、壁厚、铸造合金的线收缩率及收缩时受阻碍情况有关。常以铸件线收缩率表示。,加工余量：指在铸件表面上留出的准备切削去的金属层厚度。影响加工余量的因素有合金种类、铸造方法、铸件结构、尺寸及加工面在型内的位置等。,起模斜度：为便于取模，在平行于起模方向的模样表面上所增加的斜度称起模斜度。一般用角度或宽度表示。起模斜度应根据
24、模样高度及造型方法来确定。对有加工余量的侧面应加上加工余量再给起模斜度，一般按增加厚度法或加减厚度法。非加工面用减小厚度法。,芯头：芯头起定位和支撑型芯、排除型芯内气体的作用，不形成铸件轮廓。有垂直和水平两种形式。,1）分析铸件质量要求、结构特点和生产批量； 2）选择造型方法；,3）选择浇注位置和分型面； 4）确定工艺参数。如加工余量、起模斜度、不铸孔、铸造收缩率； 5）设计型芯； 6）设计浇冒口系统； 7）绘制铸造工艺图。,金属型铸造,金属型的材料一般采用铸铁，铸件内腔可用金属型芯或砂芯得到。结构有整体式，水平分型、垂直分型及复合分型式等。,金属型铸造是在重力作用下将金属液体浇入金属铸型以获
25、得铸件的方法。铸型用金属制成，可反复使用，故又称永久型铸造。,2）刷涂料：金属型表面应喷刷一层耐火涂料，以保护型壁表面，免受直接冲蚀和热击。还可改变冷却速度、蓄气和排气。不同合金采用不同涂料，铝合金常用含氧化锌粉、滑石粉和水玻璃的涂料；灰铸铁用石墨、滑石粉、耐火粘土、桃胶和水。,3）浇注温度：浇注温度应比砂型铸造高20300C。,4）开型时间:铸件在型内停留时间越长，温度越低，收缩量越大，取出铸件越困难，产生内应力和裂纹的倾向越大；同时金属型的温度越高，冷却时间越长，生产率下降。合适的开型时间十分重要。,金属型铸造的工艺特点,1）金属型预热：未预热的金属型导热性好，使金属液冷却过快，铸件易出现
26、冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷；铸型受强烈热冲击，应力倍增，极易损坏。预热温度应根据合金种类和铸件结构而定。,金属型铸造的特点及应用范围,1）简化了造型等工序，使生产率提高，改善了劳动条件。便于实现机械化、自动化生产。 2)有较高的尺寸精度和较低表面粗糙度，机加工余量少。 3）由于冷却快，晶粒细小，铸件力学性能好。 4）金属型制造成本高，周期长，不适合单件小批量生产。 5）铸件的外形尤其是内腔不能太复杂。 6）铸件不宜过薄，以防浇不足等缺陷。 7）用于高熔点合金时，金属型的寿命低。 主要用于有色金属铸件的大批量生产。如内燃机活塞、缸体、油泵壳体、轴瓦等铸件。,熔模铸造,在易熔模样表面包覆若干层
27、耐火涂料，待其硬化干燥后，将模样熔去后而制成型壳，经浇注而获得铸件的一种方法。模样材料多为蜡质，故又称失蜡铸造。,熔模铸造的工艺过程 1）制母模 2）制压型 3）制蜡模 4）组合蜡模 5）蜡模结壳 6）失蜡 7）焙烧、浇注,特点和适用范围,熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件的生产。,1）铸件的精度和表面质量高； 2）可制造形状较复杂的铸件； 3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4）工艺过程较复杂，生产周期长，使用费和消耗的材料费较贵
28、，多用于小型零件。,压力铸造,压力铸造：将熔融金属在压铸机中以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的铸造方法。,压铸设备和压铸工艺过程,压铸过程主要由压铸机来实现。常用压铸机分为热压室和冷压室两大类。,压室与坩埚相连的为热压室，适于低熔点合金； 压室与熔化设备分开的为冷压室，用于压铸铝、镁、铜等合金。如卧式冷压室压铸机，其包括合型、浇注，压射、开型、顶出铸件几个过程。,压力铸造的特点和应用范围,缺点： 1）压铸时，高速液流会包住大量空气，凝固后在铸件表皮下形成许多气孔，故不能太多加工和热处理。,优点： 1）铸件的尺寸精度高，表面粗糙度小； 2）可压铸形状复杂的薄壁精密铸件，如直接铸出螺纹、齿形
29、； 3）压铸件在高压下结晶，组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高25%40%； 4）生产率很高，生产过程易于机械化和自动化。,2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。,压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件，如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。,低压铸造的工艺过程 ：,1）准备合金液和铸型。合金液倒入保温坩埚中，装上密封盖，升液管及铸型。 2）升液、浇注。,低压铸造,低压铸造：用较低压力将金属液由铸型底部注入型腔，并在压力下凝固以获得铸件的方法。,3）增压凝固。 4）减压、降液。 5）开型取出铸件。,低压铸造的特点和应用范围,1）充型平稳且易控制，减少了冲击、飞溅现象，不易产
30、生夹渣、砂眼、气孔等缺陷，提高了产品合格率。 2）金属液上升速度和结晶压力可调整，低压铸造适用于各种铸型、各种合金和各种大小的铸件。 3）浇注系统简单，金属利用率高。 4）与重力铸造比较，铸件的轮廓清晰，力学性能较高，劳动条件改善，易于机械化和自动化。,低压铸造主要用于质量要求高的铝、镁合金铸件，如气缸体、气缸盖、铝活塞等。,离心铸造,离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下成形并凝固的铸造方法。可用金属型也可用砂型。,离心铸造的类型,根据铸型旋转轴的位置，可分为立式和卧式两大类。,1）立式离心铸造：铸型绕垂直轴旋转。离心力和重力共同作用，用于高度小于直径的圆环类或成形铸件。
31、,2）卧式离心铸造：铸型绕水平轴旋转，适于长度较大的管、套类零件。,离心铸造的特点和应用范围,1）组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好 。 2）铸造中空铸件时，可不用型芯和浇注系统，大大简化了生产过程，节约金属。 3）便于制造双金属铸件，如钢套镶铜轴承 。 4）离心力作用下，金属液的充型能力得到提高，可浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等。,优点：,离心铸造主要用于管、套类零件。如铸铁管、铜套、气缸套等。,缺点：铸件易偏析，内孔不准确，内表面较粗糙。,挤压铸造,挤压铸造：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在压力作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法；又称液态模锻
32、。,挤压铸造的原理及工艺过程,铸型中浇入金属液，上型向下运动挤压金属液而成形。挤压铸造的压力和速度较低，无涡流飞溅现象，成形时伴有局部塑性变形，铸件致密无气孔。,挤压铸造多采用金属型，挤压的工艺过程包括铸型准备、浇注、合型加压、完成等过程。,挤压铸造的特点及应用范围,挤压铸造与压力铸造、低压铸造都是利用压力作用使铸件成形而获得致密铸件。其特点如下： 1）挤压铸件的尺寸精度和表面质量高； 2）无需开设浇冒口，金属利用率高； 3）适应性强，大多数合金都可采用挤压铸造； 4）工艺简单、节省能源和劳力，易于实现机械化和自动化，生产率比金属型高1倍。,挤压铸造主要用于生产强度较高、气密性好的铸件及薄板类
33、铸件，如阀体、活塞、机架、铸铁锅等。,实型铸造,实型铸造又称气化模铸造和消失模铸造，它是采用泡沫塑料代替木模或金属模进行造型。造型后模样不取出，浇入金属液后，模样燃烧气化消失，金属液填充模样的位置，冷却凝固成铸件的生产方法。,工艺过程,实型铸造的工艺包括模样制造、造型、浇注、清理等过程。,实型铸造的特点和适用范围 1）工序简单、生产周期短、效率高，劳动强度低； 2）铸件尺寸精度高； 3）可采用无粘结剂型砂，铸件清理方便； 4）零件设计自由度大，即结构工艺性好。,实型铸造适用范围较广，几乎不受铸件结构、尺寸、重量、材料和批量的限制，特别适于生产形状复杂的铸件。,铸造方法的比较,1、铸件内部质量
34、2、铸件外观质量Ra值m熔模铸造 晶粒粗大 12.51.6 金属型铸造 晶粒细小 12.53.2 压力铸造 晶粒细小，有气孔 12.50.8 离心铸造 决定于铸型材料 决定于铸型材料 低压铸造 组织致密，气密性好 12.53.2 砂型铸造 晶粒粗大 5012.5,3、适用于合金种类 4、铸件的复杂程度,熔模铸造 不受限制性 复杂的铸件 金属型铸造 非铁合金 不宜太复杂 压力铸造 非铁合金 可复杂 离心铸造 不适合比重差别大和密度小的合金 回转体为主 低压铸造 不受限制性 可复杂 砂型铸造 不受限制性 可复杂,5、生产率 6、设备投资 7、生产批量,熔模铸造 低、中 中等 大、中、小 金属型铸造 中、高 中等 大、中 压力铸造 最高 昂贵 大批 离心铸造 中、高 中等 大、中、小 低压铸造 中 中等 大、中、小 砂型铸造 低、中 中、少 不限,造型技术的新发展,1.气体冲压造型； 2.静压造型； 3.真空密封造型； 4.冷冻造型。,计算机技术推动铸造的新发展,1.铸造过程的数值模拟； 2.铸造工艺CAD； 3.铸造过程的计算机控制。,铸造成形新工艺,1.连续铸造； 2.悬浮铸造； 3.半固态金属铸造； 4.近终形状铸造。,谢谢！,03:57,
