熔模铸造绪论ppt课件

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精密铸造§1绪论

1思考题精密铸造工艺的本质与特色？精密铸造工业发展的关键问题？

2铸件尺寸精度是指铸件尺寸的精确程度，即误差大小。铸件尺寸与图纸要求尺寸的误差越大，则精度越差。现国家标准将铸件尺寸精度分为十六级。

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4铸件尺寸公差与铸件基本尺寸有关。此外，还和合金种类、铸造方法种类有关。黑色金属铜合金轻金属合金砂型手工造型11~1510~159~13砂型机器造型及壳型8~108~107~9金属型铸造7~97~96~8压力铸造6~85~7熔模铸造4~64~64~6

5制模制壳脱蜡焙烧浇注清理↓↓↓↓↓熔模精密铸造工艺流程

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8熔模铸件应用于各行各业，从航空、航天、军工到一般机器零件、医疗体育用品、艺术品等。

9但熔模铸造工艺流程繁琐，生产周期长；铸件尺寸不能太大；铸件冷却速度较慢等也使该工艺有一定局限性。

10产品更“精密”、“大型”、“薄壁”、“高强”，生产更“快速”

11对熔模铸造发展有较大影响的新材料、新工艺、新技术和新设备很多。

12（1）产品更精密

13铸件尺寸公差数值(GB/T64414-86)铸件基本尺寸公差等级CT大于至3456789－3360.140.160.200.240.280.320.400.480.560.640.800.901.21.361010160.180.200.260.280.360.380.520.540.740.781.01.11.51.61625402540630.220.240.260.300.320.360.420.460.500.580.640.700.820.901.01.21.31.41.71.82.0631001601001602500.280.300.340.400.440.500.560.620.700.780.881.01.11.21.41.61.82.02.22.52.825040063040063010000.40－－0.560.64－0.780.901.01.11.21.41.61.82.02.22.62.83.23.64.0(单位:mm)

14铸件形位公差(ISO/CD8062-2)(单位:mm)项目铸件名义尺寸铸件形位公差等级(CTG)大于至23456直线度－1030100300103010030010000.080.120.180.270.400.120.180.270.400.600.180.270.400.600.900.270.400.600.901.400.400.600.901.402.00圆度－1030100300103010030010000.120.180.270.400.600.180.270.400.600.900.270.400.600.901.400.400.600.901.402.000.600.901.402.003.00平行度垂直度对称度－1030100300103010030010000.180.270.400.600.900.270.400.600.901.400.400.600.901.402.000.600.901.402.003.000.901.402.003.004.60同轴度－1030100300103010030010000.270.400.600.901.400.400.600.901.402.000.600.901.402.003.000.901.402.003.004.601.402.003.004.606.80

15铸件尺寸精度铸件结构、形状、大小压型生产工艺制模制壳浇注清理

16（2）更大、更薄的产品最大轮廓尺寸可达1.8m最小壁厚不到2mm铸件的重量接近1000Kg

17前机匣

18基体座框架

19大型薄壁熔模铸件生产技术是建立在制模、制壳、熔炼等工艺技术水平高度发展，以及材料优质，设备先进的基础上的。

20优质蜡料提供，如性能优良的填充模料、水溶性模料、水溶芯

21只控制压力↓同时控制压力和流速但没有压力补偿↓控制压力和流速，并有压力补偿↓计算机控制全自动压蜡机压蜡设备改进

22压蜡设备从小型发展到最大合型力300KN，如美国TEMPCRAFT的V-3002型压蜡机

23粘结剂、耐火材料等原材料改进为制更大、更强型壳做好了准备

24涂料、制壳工艺及最佳型壳系统的研究也取得很大进展

25确认大型型壳应有较大的断裂模数MOE，从结构上不应是整体的而以分层结构为佳

26从型壳粘结剂看，其SiO2含量30％，胶粒直径14nm，高聚物5％为宜

27涂料粉液比应高些，粘度应大些，制壳干燥时间需长些

28陶瓷型芯

29随着熔模铸造的发展，为生产更复杂，更精确的铸件，陶瓷型芯的技术一直在发展着

30在制壳机械手人，提举力也从小到大，出现了提重超过1T的大型制壳机械手

31同时，兴起了许多新工艺以生产更大的精密铸件

32如石膏型熔模铸造法

33例如美国TEC-Cast公司用石膏熔模铸造生产了900kg重的大铝精密铸件。其最小壁厚仅0.8～1.5mm，尺寸精度CT4～6级表面粗糙度Ra0.8～3.2m

34又如RelicastCS法：制泡沫塑料模↓制壳脱出塑料模焙烧干砂振动造型熔炼浇注清理↓↓↓↓↓→

35大型熔模铸件精度高，它代替组装件，大大减少加工，缩短了生产周期，并降低了零部件重量

36（3）产品更强

37材质进步耐热合金已形成钴基、镍基、铁－镍等完整的超耐热合金系列材料

38材质进步钛合金比强度高，其精铸件已广泛用于飞行器、飞机、导弹、化工设备等零件上

39如飞机中间机匣、压气机机匣、化工泵阀、医疗移入物等

40前机匣

41钛合金在高温下有很高的活性，精铸钛合金技术关键：面层型壳材料、熔炼炉

42真空自耗电极凝壳炉

43凝固技术应用

44从疲劳损坏的叶片看，裂纹都是沿着垂直于叶片主应力方向(纵向轴)晶粒边界发生和发展的

45定向凝固示意图

46在定向凝固技术的基础上，出现了单晶技术

47定向凝固叶片和单晶叶片

481960年以来涡轮叶片材料及工艺发展

49热等静压(HIP)技术

50热等静压处理前后铸件断面照片

51热等静压处理可使镍基高温合金、钛合金和铝合金的高温低周波疲劳性能提高3～10倍，使铸件性能变化和分散程度降低到原来的1/6。

52总之，材质的改变，一些新技术应用，大大提高了熔模铸件的力学性能

53(4)生产铸件“更快”

54熔模铸造与快速成形技术结合，大大缩短了生产周期

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56机械化、自动化的进展，打破了“熔模铸造工艺不可能实现机械化”的旧观念

57“精密”、“大型”、“薄壁”、“高强”

58熔模铸造又在生产低成本和快速生产中有了新的突破

59扩大的熔模铸造应用面

60总结：熔模铸造是一种先进的金属零件生产工艺，国内外发展迅速。现代熔模铸造的特点是更“精”、更“大”、更“薄”、更“强”。

61精密铸造发展动态

621精密铸造市场信息1.1全球精密铸造企业地域分布

63210北美有精密铸造厂约210家，占21%

64210北美有精密铸造厂约210家，占21%15045欧洲有精密铸造厂近200家，占17%，主要分布在英、法、德、意、西

65210北美有精密铸造厂约210家，占21%15045欧洲有精密铸造厂近200家，占17%，主要分布在英、法、德、意、西705045040东亚约600家，其中我国大陆占全球厂家数的41%

6615045561200152103010407050250450+东欧，捷克、斯洛伐克、波兰等印度及东南亚国家巴西等南美洲国家

671.2全球精密铸造产量、产值情况

68据不完全统计，2005年全世界的精密铸件销售产值为68.5亿美元，比2004年增长5.3%。其他2%亚洲12%中国13%欧洲25%北美48%精密铸造产值地域分布

69北美的精密铸造2004增长2.3%，2005年则比上一年增长达6.5%，2006年预期增长6~8%。欧洲在2004年达到8.5%的增长率，2005年比2004年增长6%。05001000150020002500300035004000北美欧洲中国亚洲其他百万美元2002200320042005

70欧洲精密铸造产值的50%来自英国，而加上德国和法国，三个国家的精密铸造产值占据了欧洲全部的87%英国49%法国19%德国19%意大利4%其他9%

71在亚洲，中国大陆、中国台湾、日本和韩国是主要的精密铸件生产地。日本的精密铸造产值从2004年开始增长，当年增长率超过10%，2005年的增长率接近6%；韩国的精密铸造也从2003年的1.03亿美元增长到2005年1.35亿美元；台湾地区2005年的精密铸造产值也增长了5%左右。

72航空、汽车、能源等工业发展对精密铸件的需求材料、能源价格上涨对精密铸件造成的成本压力

731.3全球精密铸造产品分布

74在北美，约75%的铸件属于高附加值，汽车件占7%左右。050010001500200025003000350040002002200320042005百万美元其他汽车件高附加值

752005年英国的高附加值产品占88.5%。德国高附加值产品略低，也占43.3%。汽车件的生产在德国所占比例比较高，达27%。02004006008001000英国法国德国其他其他汽车件高附加值

76日本2005年的精密铸造产值中，11.3%为航空零件，29.8%为工业汽轮机零件，29.4%为汽车件，18.7%为一般机械零件。2005年全年精密铸件产量仅7421吨，产值却达466亿日元，约合人民币32.6亿人民币。（44万/吨）

772我国精密铸造发展情况2.1飞速发展时期我国精铸业（熔模）铸造业从20世纪50年代末开始逐渐形成，经过近三十年的发展才达到1988年年产5万吨精铸件，年产值3.3亿元人民币的水平。

78随着改革开放的深入发展，近十年来中国精铸业得到了飞速的发展。据分析统计2005年年产量达66.5万吨，为1988年年产量的13.3倍；年产值的增长更是惊人，2005年达129亿，是1988年产值的39倍，见图。

79566.501020304050607019982005年产量（万吨）3.3129010203040506070809010011012019982005年产值（亿元）图精铸业产量、产值发展

802004年以来，由于原辅材料价格上涨，特别是不锈钢等金属材料价格飚升，精铸件的产量增长开始缓慢。但可以讲近十多年是中国精铸业形势最好的时期。

812.2初具规模当前，（或）按上世纪末的统计，世界熔模铸造业（不包括前苏联）年产值约为76亿美元。其中北美占43%、欧洲占22%、中国大陆占22%、亚洲其他地区占11%。

82在亚洲，长期以来从产值上看，日本为第一、中国台湾第二。1988年时中国大陆仅3.3亿年产值，合4000万美元，而且其中大多数为水玻璃型壳生产的铸件，这部分铸件质量达不到国际熔模铸造件标准，也没有铸件出口。因此，在国际熔模铸造市场上占有额很小。

83经过十几年飞跃发展，从2001年开始，大陆精铸的年产值已超过日本，为亚洲第一大精密铸造生产国。

84我国现有精铸业大体上可分为两类工艺三种企业。第一类是采用国际通用熔模铸造工艺的，即采用中温模料、硅溶胶或硅酸乙酯制壳工艺的企业。按产品用途和质量水平又可将这类企业分为两种：生产航空航天及军工高水平精铸件和生产出口商用精铸件的企业。第二类工艺是采用低温模料、水玻璃型壳的企业，见表。

85表2005年两类工艺三种企业的数量、产量及产值按工艺分按产品分内容数量百分数（%）第一类工艺1高水平精铸件厂点数（个）603.5%产量（万吨）-产值（亿元）9.57%2出口商用精铸件厂点数（个）42025%产量（万吨）10.415%产值（亿元）63.547%第二类工艺3水玻璃型壳精铸件厂点数（个）120071%产量（万吨）5683%产值（亿元）6145%