金属材料与金属工艺学（6）特种铸造

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1、金属工艺学第六节特种铸造6学习要求了解常见的特种铸造方法的铸造工艺和应用范围；了解特种铸造方法的特点，并与砂型铸造进行综合比较；了解特种铸造对铸件结构工艺性的要求。重点和难点着重了解熔模铸造、金属型铸造、离心铸造和压力铸造（包括低压铸造）等方法特有的应用范围。并把它们与砂型铸造综合比较，以便对各种铸造方法的应用范围、铸造质量和生产率等有较全面的知识。砂型铸造在生产中有着广泛的应用，但存在一些缺点：1.一个砂型只能使用一次；2.生产率低；3.铸件表面粗糙，精度低；4.加工余量大；5.铸件的晶粒粗大，内部缺陷多，机械性能不高；

2、6.工艺过程复杂，难以实现自动化，劳动强度高。在大批的生产中，上述缺点表现明显，因此，必须采用改革砂型铸造的途径，以提高生产率。一.改革砂型铸造的途径（一）寻找新型的模型材料砂型铸造通常使用木材、铝合金制造模具，为了起模方便，模型上要做拔模斜度，起模前还要松动模型；合箱容易错箱，因此在铸件上产生“飞边”和毛刺等，造成铸件的尺寸和形状的误差。如果采用其他模型材料，并改变起模方法，就有可能提高精度。例：使用腊质模型，腊料熔化后型腔中流出，即可起模；采用泡沫聚苯乙稀塑料制成“气化模”，造型后不必取出，浇注时模型因高温而气化，已达

3、到起模的目的。二.改变铸型材料及造型方法砂型铸造采用以砂为主的造型材料，每个砂型只能使用一次，如大量生产，生产成千上万个相同的铸件，就得做成千上万个砂型，这样，带来一系列的问题：造型材料消耗大，运输量大；型砂（芯）会产生粉尘，污染环境，恶化劳动条件；浇注后容易产生粘砂缺陷，影响铸件表面光洁度。所以，改革的考虑：●不用型砂或少用型砂，以改变铸型的铸造方法；●对现时的造型材料，使用多次；●用钢铁等合金材料制造铸型（金属型），可以进一步延长铸型的使用年限。（三）在铸件浇注合凝固时借助于重力以外的其他力量砂型置于铸造通常靠金属液

4、的重力作用充填铸型，充型能力受到限制，也不利于铸件收缩，容易产生冷隔、浇不足、缩孔、缩松等缺陷，为了减少缺陷，采用其他浇注方法，例：把铸件真空中，依靠大气压力使型腔吸入金属液，或在金属液上施加压力、惯性离心力等。但是，改革砂型铸造的途径是多种多样的，特种铸造是在克服砂型铸造特点的基础上产生和不断完善的。特种铸造示意图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一.金属型铸造金属型制造是指所用的铸型是用金属材料制成，这种铸型可以使用多次，铸件的浇注和凝固通常在重力作用下进行。a)水平分型式b)垂直分型

5、式c)复合分型式1.金属型的构造及工艺结构如P116图7－79所示；型腔可以使用灰口铸铁，型芯使用合金钢。金属型铸造克服了砂型只用一次的缺点，且比砂型铸造散热快，对铸件有激冷作用，但也带来了一系列的新问题：1.金属无透气；2.金属导热快，无退让性，容易浇不足，出现冷隔、裂纹等。3.金属耐热性不如砂型好，在高温下反复地浇注下，型腔也易损坏；4.金属型铸造的铸件尺寸精度为IT12～14，表面粗糙度Re12.3～6.3，可以少切削。由于金属型铸造有着其特点，但也存在一系列的缺点，因此，金属型铸造也要采取一定的工艺措施，才能保证铸

6、造的顺利进行。1.要加强排气－－在分型面上开通气槽；在型腔难以排气的地方开出气口；内浇口的位置和方向应保持液态金属平稳地充满型腔；2.浇注时，使金属型保持一定的温度，这样的目的是减慢铸型的冷却速度，有利于液态金属充满型腔，并延长铸型寿命。金属型的工作温度随铸件的材料、形状等因素而定，有色合金铸件为100～250℃，铸铁铸件为250～350℃，对于形状复杂的铸件取上限，反之取下限。因此，工作前，金属型必须预热，工作过程，金属型因吸热而超过工作强度，应进行强制冷却（如用冷却冷水等）。3.金属型的型腔要喷涂涂料，目的是防止金属与

7、型壁直接接触，以降低金属型的传热速度合减少高温时对型壁的影响。在铝合金铸型中，涂料由氧化锌、石棉粉、水玻璃和水组成；在黑色金属合金铸造中，应采用双层涂料，第一层由石英粉、水玻璃和水组成的涂料，主要起保护型壁的作用，第二层常用乙炔烟、重油等涂料，主要作用使铸件光滑。4.铸造中，当铸件凝固到有足够的强度时，应尽快把铸件从金属型中取出，主要是金属型无退让性，不取出铸件会产生较大的内应力，甚至开裂。金属型的应用范围1.金属型成本较高，不宜小批量生产；2.金属型导热快，金属流动较慢，不宜铸造大型的薄壁铸件；3.金属型由于表面冷却快，

8、会形成表面白口层，难以切削，对机加工量大的铸件不适合；4.适用于大批量的、形状简单的有色金属（铝活塞、水泵叶轮等）。二.熔模铸造又称失蜡铸造，能使铸件获得高精度的表面质量，故又称“精密铸造”。与砂型铸造的区别是用蜡模代替木模，因此在制造模型、铸型合浇注等方面都有不同。工艺过程制造蜡模制造型壳浇注金属a）