特种铸造1.ppt
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1、特种铸造特种铸造1 特种铸造特种铸造同砂铸相比:铸件精度高,表面质量好;合金性能改善,劳动生产率高;劳动条件大大改善;成本高。特种铸造包括:熔熔模模铸铸造造、金金属属型型铸铸造造、压压力力铸铸造造、低低压压铸铸造造、离离心心铸铸造造、壳壳形形铸铸造造、陶陶瓷瓷型型铸铸造造、磁磁型型铸铸造造、挤挤压压铸铸造造、石石膏膏型型铸铸造造、真真空空吸吸铸铸、连连续续铸铸造造。石石墨墨型型铸铸造造、实实型型铸铸造造等以及最近新发展起来的消失模铸造。概述概述第一节熔模铸造熔模铸造又称失蜡铸造,通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的蜡模熔去而制成型壳,再经过焙烧,然后进行浇注,而获得铸件的
2、一种方法,由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度,故又称熔模精密铸造熔模精密铸造在我国有悠久的历史,早在春秋时期我们的祖先就采用熔模铸造的方法生产各种青铜器皿。现代熔模铸造工艺是在20世纪初期开始形成。第二次世界大战期间,由于国防、航空发展的需要,美、英等国首先采用熔模铸造的方法生产喷气涡轮发动机叶片。进入80年代以来,世界各地熔模铸造的产量、产值、质量,都有很大的增长和提高,当前熔模铸造正向精密、大型、复杂、部件整铸的方向发展。我国的熔模铸造是在50年代开始应用于工业生产,首先在航天、航空部门逐步发展到所有的工业部门中,得到广泛的应用。汽车传动轴万向节、凸缘叉、套管叉系列机箱体和曲轴制
3、造蜡模型壳制造焙烧和浇注后处理一、熔模铸造的工艺过程1.制造压型 压型是用来压制模样(即熔模)的模具,一般用钢、青铜或铝合金经切削加工制成。2.制造熔模 熔模相当于砂型铸造中的模样,常用蜡基模料(50%石蜡加50%硬脂酸组成)或树脂基(松香)模料制成,造型后,可在热水中或蒸汽中熔化,故称熔模。3.制造型壳 4.脱蜡和造型 5.焙烧和浇注熔模铸造示意图熔模铸造时常用的浇注方法1)热型重力浇注方法有以下几种。这是用得最广泛的一种浇注形式,即型壳从焙烧炉中取出后,在高温下进行由浇注。此时金属在型壳中冷却较慢,能在流动性较高的情况下充填铸型,故铸件能很好复制型腔的形状,提高了铸件的精度。但铸件在热型中
4、的缓慢冷却会使晶粒粗大,这就降低了铸件的机械性能。在浇注碳钢铸件时,冷却较慢的铸件表面还易氧化和脱碳,从而降低了铸件的表面硬度、光洁度和尺寸精度。2)真空吸气浇注真空吸气浇注将型壳如图所示放在真空浇注将型壳如图所示放在真空浇注箱中,通过型壳中的微小孔隙吸箱中,通过型壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体,使液态金属能走型腔中的气体,使液态金属能更好地充填型腔,复制型腔的形更好地充填型腔,复制型腔的形状,提高铸件精度,防止气孔、状,提高铸件精度,防止气孔、浇不足的缺陷。该法已在国外应浇不足的缺陷。该法已在国外应用。用。真空吸气浇注装置示意图3)压力下结晶将型壳放在压力罐内进行浇注,结束后,立即封闭压力罐
5、,向罐内通入高压空气或惰性气体,使铸件在压力下凝固,以增大铸件的致密度。在国外最大压力已达150atm。4)定向结晶(定向凝固)一些熔模铸件如涡轮机叶片、磁钢等,如果它们的结晶组织是按一定方向排列的柱状晶,它们的工作性能便可提高很多,所以熔模铸造定向结晶技术正迅速地得到发展。Investment casting,or the lost wax process,offers a high degree of precision in regard to dimensions as well as excellent surface finishes.The steps include:produ
6、cing heat-disposable wax or plastic patterns and assembling them onto a gating system,or tree(a);covering the pattern assembly with ceramic to produce a monolithic mold(b);melting the assembly to leave a precise mold cavity;firing the mold to remove any traces of the pattern material while developin
7、g the bond and preheating the mold ready for casting;pouring(c);and knockout,cutoff and finishingBy utilizing Flow 3D casting process modeling software,Amcan Castings was able to design tooling for an impeller for an automobile transmission on the computer screen,savings thousands in tooling rework
8、costs.二熔模铸造的特点及应用熔模铸造具有以下特点:1、熔模铸造没有分型面,型壳内表面光洁、耐火度高,可以生产尺寸精度高和表面质量好的铸件。2、能铸出各种合金铸件,尤其适合于铸造高熔点难切削加工和用别的加工方法难以成型的合金。3、可生产形状复杂的薄壁铸件,最小壁厚0。3mm最小铸出孔直径0。5mm。4、生产批量不受限制,可实现机械化流水作业。缺点:工艺过程复杂,工序多,生产周期长,生产成本高。熔模铸造件的质量一般限制在25Kg以内。熔模铸造主要用于生产形状复杂、熔点高、难以切削加工的小型零件。如:汽轮机叶片、成型刀具、汽车、拖拉机、机床上的小型零件。涡轮发动机的叶片涡轮发动机的叶片The
9、three-stage table of the Serf casting finishing system allows DuPage Diecasting to produce finished aluminum transmission die castings every 7.5 sec.The inset shows castings before(l)and after finishing.第二节金属型铸造金属型铸造又称硬模铸造,它是将液体金属浇入金属铸型,以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成,可以反复使用多次(几百次到几千次)。一、金属型构造二、金属型铸造工艺1、喷刷涂料作
10、用:减缓冷却速度;防止高温金属对型壁的撞击;利用涂料有一定的蓄气、排气能力,防止气孔。2、金属型预热减缓激冷作用3、浇注金属型的浇注温度,一般比砂型铸造时高。可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚,通过试验确定。由于金属型的激冷和不透气,浇注速度应做到先慢,后快,再慢。在浇注过程中应尽量保证液流平稳。4、铸件的出型和抽芯时间铸件的出型和抽芯时间如果金属型芯在铸件中停留的时间愈长,由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大,因此需要的抽芯力也愈大。金属型芯在镜件中最适宜的停留时间,是当铸件冷却到塑性变形温度范围,并有足够的强度时,这时是抽芯最好的时机。铸件在金属型中停留的时间过长,型壁温度升高,需
11、要更多的冷却时间,也会降低金属型的生产率。最合适的拔芯与铸件出型时间,一般用试验方法确定。三、金属型铸造特点及应用金属到铸造与砂型铸造比较:在技术上与经济上有许多优点。(1)金属型生产的铸件,其机械性能比砂型铸件高。同样合金,其抗拉强度平均可提高约25,屈服强度平均提高约20,其抗蚀性能和硬度亦显著提高;(2)铸件的精度和表面粗糙度比砂型铸件高,IT1216,Ra256.3m,而且质量和尺寸稳定;(3)铸件的工艺收得率高,液体金属耗量减少,一般可节约1530;(4)不用砂或者少用砂,一般可节约造型材料80100;此外,金属型铸造的生产效率高;使铸件产生缺陷的原因减少;工序简单,易实现机械化和自
12、动化。金属型铸造虽有很多优点,但也有不足之处。如:(1)金属型制造成本高;(2)金属型不透气,而且无退让性,易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷;(3)金属型铸造时,铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度,铸件在铸型中停留的时间,以及所用的涂料等,对铸件的质量的影响甚为敏感,需要严格控制。金属型铸造目前所能生产的铸件,在重量和形状方面还有一定的限制,如对黑色金属只能是形状简单的铸件;铸件的重量不可太大;壁厚也有限制,较小的铸件壁厚无法铸出。因此,在决定采用金属型铸造时,必须综合考虑下列各因素:铸件形状和重量大小必须合适;要有足够的批量;完成生产任务的期限许可。J316金属型铸造机金属型铸
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