鑄造基礎(chǔ)知識(shí)第5節(jié)特種鑄造

1、特種鑄造特種鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造離心鑄造離心鑄造半固態(tài)鑄造半固態(tài)鑄造v法鑄造法鑄造連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造低壓鑄造低壓鑄造熔模鑄造熔模鑄造消失模鑄造消失模鑄造壓力鑄造壓力鑄造 為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們?cè)跒楂@得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們?cè)谏靶丸T造的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；通常把砂型鑄造的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造方法通稱為特種鑄造。這些有別于砂型鑄造的其他鑄造方法通稱為特種鑄造。 1.金屬型鑄造：金屬型鑄造： 金屬型鑄造是指利用金屬材料制成鑄型，在重力金屬型鑄造是指利用金屬材料制成鑄型，在重力作用下將熔融金屬澆注到鑄

2、型中制造鑄件的一種鑄造方法，作用下將熔融金屬澆注到鑄型中制造鑄件的一種鑄造方法，也稱永久型鑄造。也稱永久型鑄造。 a)金屬型金屬型 為保證使用壽命，制造金屬型的材料具備如下的性能：高的耐熱性和導(dǎo)熱性，反復(fù)受熱不變形，不破壞；一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性；好的切削加工性能。金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。3.3.澆注澆注 由于金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此澆注溫度應(yīng)由于金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此澆注溫度應(yīng)比砂型鑄造高比砂型鑄造高20203030。鋁合金為。鋁合金為680-740680-740，鑄鐵為鑄鐵為1300130013701370，錫青銅為，錫青銅為1100-11501100-1150，對(duì)薄

3、壁小件取上限，對(duì)厚壁大件取下限對(duì)薄壁小件取上限，對(duì)厚壁大件取下限。 b）金屬型鑄造的工藝特點(diǎn)）金屬型鑄造的工藝特點(diǎn)1. 金屬型預(yù)熱 金屬型預(yù)熱溫度主要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，一般不低于150。2. 刷涂料 金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料（厚度為0.3mm0.4mm），以保護(hù)型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。c c）金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍）金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1.1.可重復(fù)使用，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，但成本高；可重復(fù)使用，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，但成本高； 2.2.鑄件精度高，表面粗糙度較低；鑄件精度高，表面粗糙度較低； 3.3.金屬散熱性能好，晶粒細(xì)化，機(jī)械性能好；金屬散熱性能好，晶粒

4、細(xì)化，機(jī)械性能好； 4.4.不透氣且無(wú)退讓性，易造成鑄件澆不足或開(kāi)裂。不透氣且無(wú)退讓性，易造成鑄件澆不足或開(kāi)裂。 5.5.適于生產(chǎn)大批量有色金屬鑄件。適于生產(chǎn)大批量有色金屬鑄件。2.熔模鑄造：熔模鑄造： 熔熔模模鑄鑄造造工工藝藝過(guò)過(guò)程程 1. 工人在攪拌蠟原料 2. 融化的蠟注入金屬模具 3等到初步凝固后，從模具中取出蠟?zāi)Ｐ?4. 蠟?zāi)Ｐ头湃肜渌?，冷卻固化 5. 將同樣的模型黏合一起形成一個(gè)模型樹(shù)。6. 這步是形成陶模,侵涂料、撒砂、硬化 7脫蠟焙燒脫蠟焙燒8陶模被牢固地固定陶模被牢固地固定 9.澆注澆注10移去陶瓷外殼移去陶瓷外殼 1 1、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、鑄件尺寸精度高，表面光

5、潔； 2 2、可鑄造形狀復(fù)雜零件；、可鑄造形狀復(fù)雜零件； 3 3、工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高；、工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高； 4 4、適于鑄造小尺寸的各類合金鑄件，特別是少切削或、適于鑄造小尺寸的各類合金鑄件，特別是少切削或 無(wú)切削精密鑄件。無(wú)切削精密鑄件。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片早期采用變形高溫合金材料，隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片早期采用變形高溫合金材料，隨著合金材料強(qiáng)度要求的提高，人們采用合金化的方法來(lái)提合金材料強(qiáng)度要求的提高，人們采用合金化的方法來(lái)提高強(qiáng)度，效果明顯，但同時(shí)也增加了材料的加工難度。高強(qiáng)度，效果明顯，但同時(shí)也增加了材料的加工難度。 目前，世界各國(guó)等軸晶葉片的生產(chǎn)通常利用真空環(huán)境

6、目前，世界各國(guó)等軸晶葉片的生產(chǎn)通常利用真空環(huán)境下的熔模鑄造來(lái)解決這一技術(shù)難題。下的熔模鑄造來(lái)解決這一技術(shù)難題。q 3 .壓力鑄造：壓力鑄造： 常用壓射壓力為常用壓射壓力為570mpa，0.55m/s，充填時(shí)間很短，約，充填時(shí)間很短，約0.0102s。 冷壓室式壓鑄機(jī)冷壓室式壓鑄機(jī) 壓鑄過(guò)程主要由壓鑄機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓鑄過(guò)程主要由壓鑄機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn).壓壓鑄機(jī)分熱壓室式和冷壓室式兩類。鑄機(jī)分熱壓室式和冷壓室式兩類。 1 1、澆注時(shí)間短，易于機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)；、澆注時(shí)間短，易于機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)； 2 2、鑄型散熱快，晶粒細(xì)化，耐磨、耐蝕性好；、鑄型散熱快，晶粒細(xì)化，耐磨、耐蝕性好； 3 3、鑄件尺寸精度高，表

7、面光潔；、鑄件尺寸精度高，表面光潔； 4 4、凝固速度快，排氣困難，易形成疏松和縮孔；、凝固速度快，排氣困難，易形成疏松和縮孔； 5 5、模具成本高，鑄件尺寸受限；、模具成本高，鑄件尺寸受限； 6 6、適于有色金屬薄壁復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)適于有色金屬薄壁復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)。filter housingmultilinktransmission housingengine blockcross memberal wheel rimq 4.低壓鑄造：低壓鑄造： 低壓鑄造火車車輪示意圖低壓鑄造火車車輪示意圖 1 1、充型壓力和充型速度易于控制，氣孔、夾渣較少；、充型壓力和充型速度易于控制，氣孔、夾

8、渣較少； 2 2、鑄型散熱快，組織致密，機(jī)械性能好；、鑄型散熱快，組織致密，機(jī)械性能好； 3 3、無(wú)需冒口設(shè)置，金屬利用率高、無(wú)需冒口設(shè)置，金屬利用率高90%90%； 4 4、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、鑄件尺寸精度高，表面光潔； 5 5、適于生產(chǎn)質(zhì)量要求高的鋁鎂等有色金屬鑄件。、適于生產(chǎn)質(zhì)量要求高的鋁鎂等有色金屬鑄件。(a)立式離心鑄造機(jī)主要立式離心鑄造機(jī)主要應(yīng)用于生產(chǎn)高度小于直徑應(yīng)用于生產(chǎn)高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件。的圓環(huán)類鑄件。(b)臥式離心鑄造機(jī)主要臥式離心鑄造機(jī)主要應(yīng)用于生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑應(yīng)用于生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑的管、套類鑄件。的管、套類鑄件。(c)上述兩種離心鑄造機(jī)都上述兩種離心鑄造機(jī)都

9、能生產(chǎn)成形類鑄件能生產(chǎn)成形類鑄件q 5. 離心鑄造：離心鑄造： 2 2、改善金屬的流動(dòng)性，提高了充型能力；、改善金屬的流動(dòng)性，提高了充型能力； 3 3、簡(jiǎn)化了中空?qǐng)A柱形鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；、簡(jiǎn)化了中空?qǐng)A柱形鑄件的生產(chǎn)過(guò)程； 4 4、成分偏析嚴(yán)重，尺寸難以控制；、成分偏析嚴(yán)重，尺寸難以控制； 5 5、特別適于橫截面呈圓柱的鑄件生產(chǎn)。、特別適于橫截面呈圓柱的鑄件生產(chǎn)。 1 1、離心力改善了補(bǔ)縮條件，縮孔等缺陷減少；、離心力改善了補(bǔ)縮條件，縮孔等缺陷減少； 如右圖所示。如右圖所示。 1 1、冷卻速度快，組織致密，、冷卻速度快，組織致密， 機(jī)械性能好；機(jī)械性能好； 2 2、工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；、工藝簡(jiǎn)單

10、，生產(chǎn)效率高； 3 3、適于橫截面一定的鋼材、適于橫截面一定的鋼材、 鋁材和鑄鐵管等鑄件的生產(chǎn)。鋁材和鑄鐵管等鑄件的生產(chǎn)。q 6. 連續(xù)鑄造：連續(xù)鑄造： 鑄鐵型材水平連鑄原理示意圖鑄鐵型材水平連鑄原理示意圖q 7. 消失模鑄造：消失模鑄造： 消失模鑄造（epc）為美國(guó)1958年專利，又稱實(shí)型鑄造和氣化模鑄造。原理：原理：用泡沫聚苯乙烯塑料模樣用泡沫聚苯乙烯塑料模樣（包括澆冒口）代替普通模樣，（包括澆冒口）代替普通模樣，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，在灼熱液態(tài)金屬的熱作用下，泡沫塑料氣化、燃燒而消失，金在灼熱液態(tài)金屬的熱作用下，泡沫塑料氣化、燃燒而消失，金屬液取

11、代了原來(lái)泡沫塑料模所占的空間位置，冷卻凝固后即可屬液取代了原來(lái)泡沫塑料模所占的空間位置，冷卻凝固后即可獲得所需要的鑄件。獲得所需要的鑄件。 1 1、不分型，不起模，工藝簡(jiǎn)化，精度提高；、不分型，不起模，工藝簡(jiǎn)化，精度提高； 2 2、能制造形狀復(fù)雜的鑄件和工藝品；、能制造形狀復(fù)雜的鑄件和工藝品； 3 3、冒口設(shè)置可自由設(shè)置，不易產(chǎn)生縮孔、疏松等；、冒口設(shè)置可自由設(shè)置，不易產(chǎn)生縮孔、疏松等； 4 4、易產(chǎn)生有害氣體，鑄件易滲碳，降低鑄件表面質(zhì)量；、易產(chǎn)生有害氣體，鑄件易滲碳，降低鑄件表面質(zhì)量； 5 5、適于生產(chǎn)起模困難，形狀復(fù)雜的鑄件。、適于生產(chǎn)起模困難，形狀復(fù)雜的鑄件。礦用耐磨件礦用耐磨件負(fù)壓造

12、型負(fù)壓造型真空密封造型真空密封造型v法工藝（真空英文法工藝（真空英文 vacuum） 采用負(fù)壓造型法生產(chǎn)采用負(fù)壓造型法生產(chǎn)鑄件鑄件的一種的一種鑄造鑄造方法。負(fù)壓造方法。負(fù)壓造型又稱真空密封造型。這一方法使用的砂箱裝有能通型又稱真空密封造型。這一方法使用的砂箱裝有能通氣的濾網(wǎng)或蛇形管，通過(guò)抽氣管與氣的濾網(wǎng)或蛇形管，通過(guò)抽氣管與真空泵真空泵相連接；使相連接；使用的造型材料為不含水分和粘結(jié)劑的干砂。造型時(shí)，用的造型材料為不含水分和粘結(jié)劑的干砂。造型時(shí)，先在模板上覆蓋一層塑料薄膜，用真空泵抽氣，使薄先在模板上覆蓋一層塑料薄膜，用真空泵抽氣，使薄膜緊貼在模板上，然后套上砂箱，再往砂箱中充填造膜緊貼在模板

13、上，然后套上砂箱，再往砂箱中充填造型材料，經(jīng)震實(shí)刮平之后，用塑料薄膜覆蓋砂箱頂面，型材料，經(jīng)震實(shí)刮平之后，用塑料薄膜覆蓋砂箱頂面，接通真空泵吸出砂粒間的空氣，使砂型內(nèi)形成負(fù)壓，接通真空泵吸出砂粒間的空氣，使砂型內(nèi)形成負(fù)壓，同時(shí)撤除模板真空，讓塑料薄膜轉(zhuǎn)而吸附在鑄型內(nèi)腔同時(shí)撤除模板真空，讓塑料薄膜轉(zhuǎn)而吸附在鑄型內(nèi)腔面上，砂型靠壓力差的作用具有一定的面上，砂型靠壓力差的作用具有一定的強(qiáng)度強(qiáng)度和和硬度硬度。經(jīng)起模、合箱、澆注、凝固冷卻后撤除負(fù)壓，即可得經(jīng)起模、合箱、澆注、凝固冷卻后撤除負(fù)壓，即可得到所需鑄件。到所需鑄件。q 8. 負(fù)壓造型鑄造負(fù)壓造型鑄造4747 優(yōu)點(diǎn)： (1) 鑄件尺寸精確 能澆出23 mm的薄壁部分。 (2) 鑄件缺陷少，廢品率可控制到1.5%以下。 (3) 砂型成本低，損耗少，回用率在95%以上。 (4) 工作環(huán)境比較好，噪聲小、粉塵少，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 缺點(diǎn)： (1) 對(duì)形狀復(fù)雜、較高的鑄件覆膜成形困難。 (2)工藝裝備復(fù)雜，造型生產(chǎn)率比較低。q 9. 半固態(tài)鑄造：半固態(tài)鑄造：幾種鑄造方法鑄件性能比較幾種鑄造方法鑄件性能比較汽車零件汽車零件（二）殼體及框架探傷檢查和金相組織觀察表明，鑄件的內(nèi)部顯微組織結(jié)構(gòu)均勻致密、各向同性，沒(méi)有氣孔、縮松等缺陷。