特种铸造实用.pptx
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1、特种铸造特种铸造第1页/共64页 特种铸造特种铸造 概述 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:熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、壳形铸造、陶瓷型铸造、磁型铸造、挤压铸造、石膏型铸造、真空吸铸、连续铸造。石磨型铸造、实型铸造等第2页/共64页第一节第一节 熔模铸造熔模铸造 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”进入80年代以来,世界
2、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。第3页/共64页熔模铸造示意图教学演示第4页/共64页二 熔模铸造的特点及应用熔模铸造的特点及应用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
3、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。第5页/共64页第二节第二节 金属型铸造金属型铸造 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 第6页/共64页三、金属型铸造特点及应用三、金属型铸造特点及应用 与砂型铸造比较:(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
4、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,易实现机械化和自动化。第7页/共64页缺点:(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
5、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。第8页/共64页压力铸造 压力铸造(简称压铸)的实质是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几千至几万kPa,甚至高达2105kPa。充填速度约在1050ms,有些时候甚至可达100ms以上。充填时
6、间很短,一般在0.0010.2s范围内。一、压力铸造的工艺过程第9页/共64页卧压铸机第10页/共64页卧式压铸机的工作过程第11页/共64页二、二、压铸工艺压铸工艺 在压铸生产中,压铸机、压铸合金和压铸型是三大要素。1、压力和速度的选择对充填速度的选择,一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件,应选择较低的充填速度和高的增压压力;对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件,应选择较高的比历和高的充填速度。2、浇注温度浇注温度一般用保温炉内的温度表示。浇注温度过高,收缩大,使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型;浇注源度过低,易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。3、压铸型的温度压铸型在使用前
7、要预热到一定温度,一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。在连续生产中,压铸型温度往往升高,尤其是压铸高熔点合金,升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外,铸件冷却缓慢,使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时,应采期冷却措施。第12页/共64页4、充填、持压和开型时间 1)充填时间 自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止,所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件,充填时间要相对长些,对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。2)持压和开型时间 从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时,继续在压射冲头作用下的持续时间,称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。5、
8、压铸用涂料 压铸过程中,为了避免铸件与压铸型焊合,减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热而采用涂料。第13页/共64页6、铸件清理铸件的清理是很繁重的工作,其工作量往往是压铸工作量的1015倍。因此随压铸机生产率的提高,产量的增加,铸件清理工作实现机械化和自动化是非常重要的。1)切除浇口及飞边2)表面清理及抛光清理后的铸件按照使用要求,还可进行表面处理和浸渍,以增加光泽,防止腐蚀,提高气密性。第14页/共64页三、压力铸造特点和适应范围三、压力铸造特点和适应范围优点:1.产品质量好铸件尺寸精度高,IT1113,Ra6.31.6m;强度和硬度较高(压力下结晶),强度一般比砂型铸造提高2530
9、,但延伸率降低约70;尺寸稳定,互换性好;可压铸薄壁复杂的铸件。例如,当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm;铝合金铸件可达0.5mm;最小铸出孔径为0.7mm;最小螺距为0.75mm。2.生产效率高机器生产率高,例如国产J3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600700次,小型热室压铸机平均每八小时可压铸30007000次;压铸型寿命长,一付压铸型,压铸钟合金,寿命可达几十万次,甚至上百万次;易实现机械化和自动化。第15页/共64页三、压力铸造特点和适应范围三、压力铸造特点和适应范围3.经济效果优良由于压铸件尺寸精确,表面光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用,或加工量很小,所以既提高了金
10、属利用率,又减少了大量的加工设备和工时;铸件价格便易;可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。第16页/共64页三、压力铸造特点和适应范围三、压力铸造特点和适应范围缺点:1.压铸时由于液态金属充填型腔速度高,流态不稳定,故采用一般压铸法,铸件易产生气孔,不能进行热处理;2.对内凹复杂的铸件,压铸较为困难;3.高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸型寿命较低;4.不宜小批量生产,其主要原因是压铸型制造成本高,压铸机生产效率高,小批量生产不经济。第17页/共64页铍铜合金压力铸造模具 第18页/共64页各种压铸零件第19页/共64页各种压铸零件第20页/共64页各种压铸零件第
11、21页/共64页各种压铸零件第22页/共64页热压铸AVI第23页/共64页 低压铸造 低压铸造是使液体金属在压力(2070kPa)作用下充填型腔,并在压力下结晶,以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低,所以叫做低压铸造。一、基本原理 其工艺过程(见图1)是:在密封的坩埚(或密封罐)中,通入干燥的压缩空气,金属液2在气体压力的作用下,沿升液管4上升,通过浇口5平稳地进入型腔8,并保持坩埚内液面上的气体压力,一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力,使开液管中未凝固的金属液流坩埚,再由气缸12开型并推出铸件。第24页/共64页 低压铸造的工艺示意图1一保温炉2一液体金属3一坩埚4一升液
12、管5一浇口6一密封盖7一下型8一型腔9一上型10一顶杆11一项杆板12一气缸13一石棉密封垫第25页/共64页二、低压铸造的特点和应用二、低压铸造的特点和应用低压铸造独特的优点表现在以下几个方面:1液体金属充型比较平稳。可适应于各种铸型。2铸件成形性好,有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件,对于大型薄壁铸件的成形更为有利;3铸件组织致密,机械性能高;4提高了金属液的工艺收得率,一般情况下不需要冒口,使金属液的收得率大大提高,收得率一般可达90。此外,劳动条件好;设备简单,易实现机械化和自动化,也是低压铸造的突出优点。特别适合于铝、镁合金的铸造。第26页/共64页特殊低压铸造工艺差压铸造特殊低压铸
13、造工艺差压铸造 差压铸造又称反压铸造、压差铸造。它是在低压铸造的基础上,铸型外罩个密封罩,同时向坩埚和罩内通入压缩空气,但坩埚内的压力略高,使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型,并在压力下结晶。它是低压铸造与压力下结晶两种铸造方法的结合。第27页/共64页1 基本原理与工艺过程基本原理与工艺过程 形成金属液充型时的压力差面P有两种方式:一种是增压法,即增加下压力筒压力,使P2P1;形成P 进行充型;另一种是减压法,即减少上压力筒压力,使P1P2而形成P。(1)增压法:升液管中金属液靠自重回流。因而差压铸造具有比低压铸造更理想的结晶、凝固条件。(2)减压法减压充型可避免上筒内铸型由于
14、金属液充填升温,产生蒸汽和气体膨胀而影响尺寸变化。减压法充型时可按浇注工艺控制放气速度。第28页/共64页差压铸造基本原理与工艺过程 第29页/共64页铸造工艺特点铸造工艺特点 因差压铸造金属液是在一定压力下充型,故带来一系列有利于获得优质铸件的因素。1)可获得最佳的充型速度;2)可获得最优质的充型金属液,可避免外来夹杂物进入型内。3)可获得致密的铸件;4)同获得无针孔、少针孔的铸件;5)铸件尺寸精度与表面质量改善,不会引起铸型的变形或使铸件表面机械粘砂;6)可提高铸件力学性能,与低压铸造相比,差压铸造的铸件材料的抗拉强度可提高1050,伸长率可提高2550;7)能用气体作为合金元素,高压下能
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