金属工艺学教材(共46页).ppt

第三节 工艺参数的选择铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些工艺数据1收缩余量为了补偿件收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值通常灰口铸铁的收缩率为0.7%1.0%；铸钢为3%2.0%；铝硅合金为0.8%1.2%2 加工余量为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度 零件上需要加工的外表，应需有适当的加工余量铸件加工余量的大小取决于铸件的材料、铸造方法、铸件尺寸与复杂程度、生产批量、加工面与基准面的距离及加工面在铸型中的位置、加工精度要求等o灰铸铁件较铸钢件线收缩率小、熔点低，铸件外表较光洁、平整，故其加工余量小；o 非铁合金铸件外表光洁、且材料昂贵、加工余量应比铸铁件小；o 铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，铁件的尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大；o 大量生产时，因采用机器造型，铸件精度高，故余量可减小；反之，手工造型误差大，余量应加大；o 浇注时朝上的外表，因产生缺陷的机率大，其加工余量应比底 面和侧面大o 加工余量的具体数值应根据加工余量国家标准和铸件尺寸公差标准配套使用选取加工余量的大小3起模斜度拔模斜度为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度称为起模斜度。

凡垂直于分型面分盒面的没有结构斜度的壁均应设起模斜度起模斜度的大小，应根据模壁测量面高度、模样材料及造型方法确定一般拔模斜度在0.25-5之间.4最小铸出孔及槽零件上的孔、槽、台阶等应从铸件质量及经济方面考虑较大的孔、槽等应铸出来，以便节约金属和机构加工工时，同时还防止铸件局部过厚所造成的热节，提高铸件的质量；较小的孔槽，那么不宜铸出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且无法实行机加工的孔如弯曲孔，那么一定要铸出5型芯头型芯头是指伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯局部，其功用是定位、支撑和排气 为了承受砂芯本身重力及浇注时液体金属对砂芯的浮力，芯头的尺寸应足够大才不致破坏；浇注后，砂芯所产生的气体，应能通过芯头排至铸型以外，在设计芯头时，处理要满足上面的要求，还应做到下芯、合型方便，应留有适当斜度，芯头与芯座之间要留有间隙. 支座是一个普通的支撑件，没有特殊的质量要求的外表，它的材料为HT150综合分析见书p.65自学第四章 特种铸造特种铸造，是指有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺特种铸造一般能至少实现以下一种性能：提高铸件的尺寸精度和外表质量提高铸件的物理及力学性能提高金属的利用率(工艺出品率)减少原砂消耗量适宜高熔点、低流动性、易氧化合金铸造改善劳动条件，便于实现机械化和自动化26特种铸造方法特种铸造金属型铸造离心铸造压力铸造熔模铸造低压铸造挤压铸造陶瓷型铸造第一节 熔模铸造o 熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化之后，再将模型熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型。

o 由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又常把它称为“失蜡铸造由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和外表光洁度，故又称“熔模精密铸造熔模铸造工艺过程：母模压型熔蜡充满压型一个蜡模蜡模组结壳、倒出熔蜡填砂浇注熔模铸造熔模精密铸造的特点：1. 铸件尺寸精度高IT11IT13，外表粗糙度值低12.51.6um减少切削加工量，甚至无须切削加工涡轮发动机的叶片2.可以铸造薄壁件及重量很小的铸件3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂、不便分型的零件如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件 4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复杂铸件的生产 金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方法 铸型是用金属制成，可以反复使用屡次第二节 金属型铸造1.导热性好；2.透气性差；3.没有退让性 金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律金属型和砂型比较，在性能上有显著的区别：组合金属型结构 为保证使用寿命，制造金属型的材料具备如下的性能： 高的耐热性和导热性，反复受热不变形，不破坏； 一定的强度、韧性及耐磨性； 良好的切削加工性能。

金属型材料一般选用铸铁或铸钢一、金属型构造二、金属型铸造工艺v金属型的预热预热温度一般不低于150C)v金属型导热性好液体金属冷却快，铸件易出现冷隔、浇缺乏、气孔等缺陷同时保护铸型v 涂料耐火涂料的厚度为0.30.4mm)v 利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度；v 保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击；v 利用涂料层蓄气排气v浇注浇注温度比砂型铸造时高由根据合金种类、铸件大小和壁厚决定v开型、取出铸件、清理金属型铸造三、金属型铸造的特点和适用范围v可承受屡次浇注反复使用屡次，几百次到几千次 ，便于实现机械化生产；v铸件精度和外表质量高铝合金铸件的尺寸公差等级可达IT7IT9，外表粗糙度可达Ra3.212.5um)；v铸件的结晶组织致密，机械性能高；v金属型本钱高，生产周期长；v铸造工艺严格；v易出现浇缺乏、冷隔、裂纹；v铸件的形状和尺寸受一定的限制 主要用于熔点较低的有色金属或合金铸件的大批量生产黑色金属类铸件只限于形状简单的中小零件 压力铸造简称压铸在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法 常用压射压力为51500MPa，充填速度约55m/s，充填时间很短，约0.010.2s。

第三节 压力铸造冷压室卧式压铸目前应用最多)冷压室卧式压铸原理压铸的工艺过程1预热金属铸型，喷涂料；2合型、注入金属液；3压射冲头在高压下推动金属液充满型腔并凝固；4冷却后翻开铸型，用顶杆顶出铸件压力铸造优点:v 铸件的精度和表面质量都较其他铸造方法高（尺寸公差等级可达CT4CT7，表面粗糙度一般可达Ra1.612.5um)v 可压铸出形状复杂的薄壁件、和镶嵌件（铸件最小壁厚为：锌合金为0.3mm,铝合金为0.5mm)v 铸件强度和硬度高（抗拉强度可比砂型铸件提高25%30%，但伸长率有所降低）v 生产率高(一般冷压式压铸机平均每小时压铸600-700次）压力铸造的特点和适用范围缺点: v 投资大，生产周期长v 压铸合金的种类受限制，压铸高熔点合金（铸铁、铸钢）时，压型寿命低v 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工v压铸件不能用热处理的方法提高性能压力铸造的特点和适用范围适用范围: 主要用于有色合金如铝合金、锌合金的中、小铸件的大量生产第四节 离心铸造o 将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型并凝固的铸造方法o 铸型绕垂直轴旋转铸件内外表呈抛物线形。

用来铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件立式离心铸造卧式离心铸造p 铸型绕水平轴旋转铸件壁厚均匀，应用广泛，主要用来生产圆环类铸件，也用于浇注成形铸件离心式实型铸造离心铸造的生产过程1将金属型型腔清理干净，喷涂料2旋转铸型，浇入定量金属液3凝固后，停止旋转，取出铸件利用回转外表生产圆筒形铸件，省去型芯和浇注系统，大大简化了生产过程，节约了金属；离心力的作用，铸件由外向内的顺序凝固，而气体和熔渣因比重轻向内腔移动而排除，铸件组织致密，极少有缩孔、气孔、夹渣等缺陷；合金的充型能力强，便于流动性差的合金及薄件的生产；便于制造双金属铸件优点铸件易产生偏析，铸件内外表较粗糙内外表尺寸不易控制缺点第五节 消失模铸造o 也称气化模铸造，国际上称EPC工艺o 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，造型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样气化消失而得到铸件泡沫塑料模型预发泡模型成型模型簇组合浸涂浇注消失模铸造的工艺过程1制造泡沫塑料模 a.制备消失模材料将珠粒密度大1.05g/cm3)的原材料及发泡剂，经过蒸汽加热、抽真空，获得符合要求的低密度珠粒消失模主要材料有： 可发性聚苯乙烯EPS，适用于灰铸铁、球墨铸铁和有色合金铸件等； 可发性聚甲基丙烯甲酯EPMMA，适用于球墨铸铁和铸钢件等。

这类泡沫塑料的特点：发气量小、导热系数小、密度小0.0150.025g/cm3)，产生气体及残留物少、资源丰富、价格不高 b.制造单个泡沫塑料模 C.组装模样束2上涂料泡沫塑料模样束外表应上两层涂料第一层是用来提高外表光洁度的涂料第二层是耐火涂料3填砂、紧实、浇注4落料、清理消失模铸造特点1、铸件尺寸精度高(可达5-7级2、铸件外表光洁Ra6.3-12.5um)3、铸件加工量小4、铸件无飞边毛刺，落砂清理容易，清理工时少，劳动环境好5、消失模铸造不用下芯子，没有分型面，可以采用灵活的设计，生产出各种形状复杂、薄壁、多孔槽的铸件6、环境污染少， “绿色铸造工程可用于生产铸铁、碳钢、工具钢、不锈钢、铝、镁及铜合金等铸件一般情况下，铸件最小壁厚为4.06mm，最小铸出孔直径可达1.52mm，质量从1KG-50t其他铸造方法o 低压铸造方法o 陶瓷型铸造o 连续铸造o V法铸造。