铸造成形技术-铸造方法.ppt

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1、铸造方法砂型铸造砂型铸造特种铸件特种铸件一、一、砂型铸造砂型铸造 是应用是应用最广泛最广泛的铸造方法。的铸造方法。掌握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确掌握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确设计铸件的基础。设计铸件的基础。1 1、砂型铸造的、砂型铸造的生产流程生产流程：【：【流程图例流程图例 】2 2、分类分类：根据完成造型工序的方法不同，：根据完成造型工序的方法不同，砂型铸造分为以下二种：砂型铸造分为以下二种：【手工造型手工造型】紧砂紧砂与与起模起模由手工完成由手工完成 【机器造型机器造型】紧砂与起模由机器完成。】紧砂与起模由机器完成。流程图例流程图例手工造型手工造型手工造型操作灵活，工艺装备简

2、单，生手工造型操作灵活，工艺装备简单，生产准备时间短，适应强。可用于各种大小产准备时间短，适应强。可用于各种大小形状的铸件。形状的铸件。但是，手工造型对工人的技术水平要求但是，手工造型对工人的技术水平要求较高。生产率低，劳动强度大，铸件质量较高。生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定，主要用于不稳定，主要用于单件、小批量单件、小批量的生产。的生产。左图左图为手工紧砂，为手工紧砂，右图右图为手工起模。为手工起模。常用手工造型方法的特点和应用范围常用手工造型方法的特点和应用范围 造型方法造型方法 主要特点主要特点 适用范围适用范围 按按砂砂箱箱特特征征区区分分铸型由上型和下型组成，铸型由上型和下型组

3、成，造型、起模、修型等操造型、起模、修型等操作方便作方便 适用于各种适用于各种生产批量，生产批量，各种大、中、各种大、中、小铸件小铸件 铸型由上、中、下三部分组铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免三箱造型费工，应尽量避免使用使用 主要用于单件、主要用于单件、小批量生产具有小批量生产具有两个分型面的铸两个分型面的铸件件 在车间地坑内造型，用地坑在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂代替下砂箱，只要一个上砂箱，可减少砂箱的投资。箱，可减少砂箱的投资。但造型费工，而且要求操作但造型费工，

4、而且要求操作者的技术水平较高者的技术水平较高 常用于砂箱数量常用于砂箱数量不足，制造批量不足，制造批量不大的大、中型不大的大、中型铸件铸件 造型方法造型方法 主要特点主要特点 适用范围适用范围 按按模模样样特特征征区区分分 模样是整体的，多数情模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错型简单，铸件不会产生错型缺陷缺陷 适用于一端适用于一端为最大截面，为最大截面，且为平面的铸且为平面的铸件件 模样是整体的，但铸件模样是整体的，但铸件的分型面是曲面。为了起的分型面是曲面。为了起模方便，造型时用手工挖模方便，造型时

5、用手工挖去阻碍起模的型砂。每造去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、一件，就挖砂一次，费工、生产率低生产率低 用于单件或用于单件或小批量生产分小批量生产分型面不是平面型面不是平面的铸件的铸件 为了克服挖砂造型的缺点，为了克服挖砂造型的缺点，先将模样放在一个预先作好先将模样放在一个预先作好的假箱上，然后放在假箱上的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。操造下型，省去挖砂操作。操作简便，分型面整齐作简便，分型面整齐 用于成批用于成批生产分型面不生产分型面不是平面的铸件是平面的铸件 造型方法造型方法 主要特点主要特点 适用范围适用范围 按按模模样样特特征征区区分分 将模样沿最大截面处分

6、将模样沿最大截面处分为两半，型腔分别位于上、为两半，型腔分别位于上、下两个半型内。下两个半型内。造型简单，节省工时造型简单，节省工时 常用于最大常用于最大截面在中部的截面在中部的铸件铸件 铸件上有妨碍起模的小铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。制模时将凸台、肋条等。制模时将此部分作成活块，在主体此部分作成活块，在主体模样起出后，从侧面取出模样起出后，从侧面取出活块。活块。造型费工，要求操作者的造型费工，要求操作者的技术水平较高技术水平较高 主要用于单主要用于单件、小批量生件、小批量生产带有突出部产带有突出部分、难以起模分、难以起模的铸件的铸件 用刮板代替模样造型。用刮板代替模样造型。可大大降低模

7、样成本，节可大大降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者但生产率低，要求操作者的技术水平较高的技术水平较高 主要用于有等主要用于有等截面的或回转截面的或回转体的大、中型体的大、中型铸件的单件或铸件的单件或小批量生产小批量生产 机器造型机器造型用机器全部完成用机器全部完成或或至少完成至少完成紧砂操作紧砂操作的造型工序称的造型工序称机器造型机器造型。生产效率高，改善劳动条件，对环境污生产效率高，改善劳动条件，对环境污染小。铸件的尺寸精度和表面质量高，加染小。铸件的尺寸精度和表面质量高，加工余量小。工余量小。但设备和工艺装备费用高，生产准备时但设备和工艺装备

8、费用高，生产准备时间较长，适用于间较长，适用于中、小型铸件中、小型铸件成批或大批成批或大批量量生产。生产。1 1、紧砂方法、紧砂方法震压紧砂震压紧砂紧砂原理：多次使充满型砂的砂箱、紧砂原理：多次使充满型砂的砂箱、震击活塞、气缸等抬起几十毫米后自由下落，震击活塞、气缸等抬起几十毫米后自由下落，撞击压实气缸，多次震击后砂箱下部型砂由于撞击压实气缸，多次震击后砂箱下部型砂由于惯性力的作用而紧实。上部较松散的型砂再用惯性力的作用而紧实。上部较松散的型砂再用压头压实。压头压实。这种方法所用机械结构简单，价格低廉，应这种方法所用机械结构简单，价格低廉，应用较普通。但是噪声大，砂型紧实度不高，铸用较普通。但

9、是噪声大，砂型紧实度不高，铸件质量和生产率还不能生产上的要求。件质量和生产率还不能生产上的要求。观看影像观看影像震压紧砂震压紧砂抛抛 砂砂抛砂机头的抛砂机头的电动机电动机驱动高速叶片，驱动高速叶片，连续地将连续地将传送带传送带运来的型砂在机头内初运来的型砂在机头内初步紧实，并在离心力的作用下，型砂呈步紧实，并在离心力的作用下，型砂呈团状被高速（团状被高速（303060m60ms s）抛到砂箱中，）抛到砂箱中，使型砂逐层地紧实。使型砂逐层地紧实。抛砂紧实抛砂紧实同时完成同时完成震砂与紧实震砂与紧实两个工两个工序，生产效率高、型砂紧实密度均匀。序，生产效率高、型砂紧实密度均匀。抛砂机适应性强，可用

10、于抛砂机适应性强，可用于任何批量任何批量的大、的大、中型铸型或中型铸型或大型芯大型芯的生产。的生产。观看影像观看影像抛砂2 2、起模方法、起模方法型砂紧实以后，就要从型砂中正确型砂紧实以后，就要从型砂中正确地把模样起出，使砂箱内留下完整的型地把模样起出，使砂箱内留下完整的型腔。腔。造型机大都装有起模机构，其动力造型机大都装有起模机构，其动力也多半是应用也多半是应用压缩空气压缩空气。目前应用广泛的起模机构有目前应用广泛的起模机构有顶箱、漏顶箱、漏模模和和翻转翻转三种。三种。顶箱顶箱漏模漏模翻转翻转顶箱起模 型砂紧实后，开动顶箱机构，使四根顶杆型砂紧实后，开动顶箱机构，使四根顶杆自模板四角的孔（或

11、缺口）中上升，而把砂箱自模板四角的孔（或缺口）中上升，而把砂箱顶起，此时固定模型的模板仍留在工作台上，顶起，此时固定模型的模板仍留在工作台上，这样就完成这样就完成起模工序。起模工序。顶箱起模的造型机构顶箱起模的造型机构比较简单比较简单，但起模时，但起模时易漏砂，因此只适用于易漏砂，因此只适用于型腔简单型腔简单且且高度较小高度较小的的铸型，多用于铸型，多用于制造上箱制造上箱，以省去翻箱工序。，以省去翻箱工序。观看影像观看影像漏模起模漏模起模为了避免起模时为了避免起模时掉砂掉砂，将模型上难，将模型上难以起模部分做成可以从漏板的孔中漏下以起模部分做成可以从漏板的孔中漏下，即将模型分成两部分，模型本身

12、的平，即将模型分成两部分，模型本身的平面部分固定在模板上，模型上的各凸起面部分固定在模板上，模型上的各凸起部分可向下抽出，在起模过程中由于模部分可向下抽出，在起模过程中由于模板托住型砂，因而可以避免掉砂，漏模板托住型砂，因而可以避免掉砂，漏模起模机构一般用于起模机构一般用于形状复杂或高度较大形状复杂或高度较大的铸型。的铸型。观看影像翻转起模 型砂紧实后，砂箱夹持器将砂箱夹持在型砂紧实后，砂箱夹持器将砂箱夹持在造型机转板上，在翻转气缸推动下，砂箱造型机转板上，在翻转气缸推动下，砂箱随同模板、模型一起翻转随同模板、模型一起翻转180180度度，然后承受，然后承受台上升，接住砂箱后，夹持器打开，砂箱

13、台上升，接住砂箱后，夹持器打开，砂箱随承受台下降，与模板脱离而起模。随承受台下降，与模板脱离而起模。这种起模方法这种起模方法不易掉砂不易掉砂。适用于型腔较。适用于型腔较深，形状复杂的铸型。由于下箱通常比较深，形状复杂的铸型。由于下箱通常比较复杂些，且本身为了合箱的需要，也需翻复杂些，且本身为了合箱的需要，也需翻转转180180度，因此翻转起模多用来制造下箱。度，因此翻转起模多用来制造下箱。观看影像观看影像特种铸造特种铸造除砂型铸造以外的铸造方法。除砂型铸造以外的铸造方法。从铸造工艺角度来看，铸件的从铸造工艺角度来看，铸件的尺寸尺寸精度精度及及表面粗糙度表面粗糙度主要取决于铸型主要取决于铸型的质

14、量。的质量。为了克服砂型铸造的为了克服砂型铸造的缺点缺点，人们，人们在生产实践中，不断探求新的铸造在生产实践中，不断探求新的铸造方法。方法。一、金属型铸造一、金属型铸造将熔融金属浇入将熔融金属浇入金属铸型金属铸型而获得而获得铸件的方法称为金属型铸造。铸件的方法称为金属型铸造。与砂型不同的是，金属型可以反与砂型不同的是，金属型可以反复使用，故铸造又称复使用，故铸造又称 永久型铸造永久型铸造。金属型的结构类型金属型的结构类型 其中的其中的垂直分型式垂直分型式由于便于开设内浇道、取出铸件和由于便于开设内浇道、取出铸件和易实现机械化而应用较多。易实现机械化而应用较多。金属型一般用金属型一般用铸铁铸铁或

15、或铸钢铸钢制造，型腔采用机加工的制造，型腔采用机加工的方法制成，不妨碍抽芯的铸件内腔可用金属芯获得，方法制成，不妨碍抽芯的铸件内腔可用金属芯获得，复杂的内腔复杂的内腔多采用多采用砂芯砂芯金属型的铸造工艺生产过程金属型的铸造工艺生产过程观看影像观看影像金属型铸造的应用金属型铸造的应用 观看影像观看影像金属型铸造的特点金属型铸造的特点 金属型金属型复用性好复用性好，实现了，实现了 一型多铸一型多铸，可节，可节省大量造型材料和工时，提高了劳动生产率。省大量造型材料和工时，提高了劳动生产率。铸件铸件力学性能高力学性能高，由于金属导热性能好，散，由于金属导热性能好，散热快，使铸件热快，使铸件结晶致密结晶

16、致密，提高了力学性能。，提高了力学性能。铸件铸件尺寸精确尺寸精确，表面粗糙度可达到，表面粗糙度可达到Ral2Ral25 56 63 3微米，切削加工余量小，节约原材料和微米，切削加工余量小，节约原材料和加工费用。加工费用。金属型金属型生产成本高，周期长生产成本高，周期长，铸造工艺要求，铸造工艺要求严格，不适于严格，不适于单件、小批量单件、小批量生产。生产。由于金属型的冷却速度快，不宜由于金属型的冷却速度快，不宜铸造形状复杂和大型薄壁件。铸造形状复杂和大型薄壁件。金属型铸造主要用于金属型铸造主要用于大批量大批量生产的、生产的、形状简单的形状简单的有色金属件有色金属件，如飞机、汽，如飞机、汽车、拖

17、拉机、内燃机的车、拖拉机、内燃机的铝活塞铝活塞、气缸气缸体、体、缸盖缸盖、油泵壳体油泵壳体以及以及铜合金轴瓦铜合金轴瓦、轴套轴套等。等。金属型铸造的三大工艺要点金属型铸造的三大工艺要点金属型预热金属型预热：浇注前要对金属型进行：浇注前要对金属型进行预热，铸铁件预热，铸铁件250250300300，非铁合金，非铁合金铸件铸件100100250250。而在使用过程中，为防止铸型吸热而在使用过程中，为防止铸型吸热升温，还必须用散热装置来散热。升温，还必须用散热装置来散热。o喷刷涂料：喷刷涂料：防止高温的熔融金属对型壁直防止高温的熔融金属对型壁直接进行冲击，保护型腔。利用涂层厚薄，可接进行冲击，保护型

18、腔。利用涂层厚薄，可调整和减缓铸件各部分冷却速度，提高铸件调整和减缓铸件各部分冷却速度，提高铸件的表面质量，涂料一般由的表面质量，涂料一般由耐火材料耐火材料（石墨粉、（石墨粉、氧化锌、石英粉等）、氧化锌、石英粉等）、水玻璃粘结剂水玻璃粘结剂和和水制水制成成。涂料层厚度约为。涂料层厚度约为0 0l l0 05mm5mm。o 掌握好开型时间：掌握好开型时间：为防产生裂纹和白口组为防产生裂纹和白口组织，通常铸铁件出型温度为织，通常铸铁件出型温度为780780950950左右，左右，开型时间为开型时间为101020S20S。二、压力铸造二、压力铸造 熔融金属在熔融金属在高压高压下下高速高速充型，并在压

19、充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称压铸压铸。压铸时所用的压力高达压铸时所用的压力高达数十数十兆帕（甚兆帕（甚至超过至超过200MPa200MPa），其速度约为），其速度约为5 540m40ms s，熔融金属充满铸型的时间为，熔融金属充满铸型的时间为S S，高压高压和和高速高速是压铸区别于一般金属型铸造的重是压铸区别于一般金属型铸造的重要特征。要特征。压力铸造是在压力铸造是在专用的压铸机专用的压铸机上进行的。上进行的。下图为压力铸造的原理图下图为压力铸造的原理图观看影像（1 1）卧式冷压室压铸机的工作过程）卧式冷压室压铸机的工作过程观看影像观看影

20、像（2 2）立式冷压室压铸机的生产过程）立式冷压室压铸机的生产过程 观看影像观看影像（4 4）压铸生产的特点）压铸生产的特点 观看影像观看影像（3 3）热压室压铸机的工作原理与生产过程）热压室压铸机的工作原理与生产过程 （下图工作原理图）（下图工作原理图）观看影像观看影像三、熔模铸造三、熔模铸造用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆多层耐火涂料，将模样熔去制成无分型面的型壳，经高温焙烧、浇注而获得铸件的铸造方法称熔模铸造。熔模铸造不一定用蜡基模料，也可用松香基模料、塑料和盐基模料等，如塑料聚苯乙烯模、尿素模，是一种精密铸造方法。熔模铸造熔模铸造熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程熔模铸造的应用

21、熔模铸造的应用 观看影像观看影像熔模铸造的特点：熔模铸造的特点：没有分型面没有分型面，型壳内表面光洁，耐火度高，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，可以生产尺寸精度高和表面质量好的铸件，可实现少切削或无切削加工，尺寸精度可实现少切削或无切削加工，尺寸精度IT4IT47 7，表面粗糙精度，表面粗糙精度一一。能铸出各种合金铸件，尤其适合铸造能铸出各种合金铸件，尤其适合铸造高熔高熔点、难切削点、难切削加工和用别的加工方法难以成加工和用别的加工方法难以成形的合金，如形的合金，如耐热合金、磁钢、不锈钢耐热合金、磁钢、不锈钢等。等。可生产形状复杂的薄壁铸件，最小壁厚可达07mm

22、，最小铸孔直径达15mm。熔模铸造工艺熔模铸造工艺过程复杂，工序多过程复杂，工序多，生产周期长，生产周期长（4 41515天天），生产成本高。而且由于熔模易），生产成本高。而且由于熔模易变形，型壳强度不高等原因，熔模铸件的质量变形，型壳强度不高等原因，熔模铸件的质量一般在一般在25kg25kg以内以内。熔模铸造用来生产那些熔模铸造用来生产那些形状复杂、熔点高形状复杂、熔点高、难于切削加工难于切削加工的小型零件，如汽轮机叶片。的小型零件，如汽轮机叶片。四、低压铸造四、低压铸造介于介于金属型铸造金属型铸造和和压力铸造压力铸造之间的一种铸之间的一种铸造方法。造方法。低压铸造低压铸造的的基本原理：基本

23、原理：在盛有液态金属的在盛有液态金属的密封坩埚密封坩埚中，由进气管中，由进气管通入干燥的通入干燥的压缩空气压缩空气或或惰性气体惰性气体，由于金属，由于金属液面受到气体压力的作用，金属液则液面受到气体压力的作用，金属液则自下而自下而上上地沿地沿升液导管升液导管和和浇口浇口充满铸型的型腔，保充满铸型的型腔，保持压力直至铸件完全凝固。消除金属液面上持压力直至铸件完全凝固。消除金属液面上压力后，这时升液导管及浇口中尚未凝固的压力后，这时升液导管及浇口中尚未凝固的金属因重力作用而回流坩埚中。然后打开铸金属因重力作用而回流坩埚中。然后打开铸型取出铸件。型取出铸件。低压铸造低压铸造低压铸造设备与生产过程：低

24、压铸造设备与生产过程：观看影像观看影像 低压铸造的特点：低压铸造的特点：观看影像观看影像低压铸造所用低压铸造所用压力较低压力较低（一般低于）（一般低于），设备简单充型平稳，对铸型的冲刷设备简单充型平稳，对铸型的冲刷力小，铸型可用力小，铸型可用金属型金属型也可用也可用砂型砂型。铸。铸件在压力下结晶，组织致密，质量较高。件在压力下结晶，组织致密，质量较高。广泛应用于广泛应用于铝合金、铜合金铝合金、铜合金及及镁合镁合金金铸件。如发动机的气缸盖、曲轴、叶铸件。如发动机的气缸盖、曲轴、叶轮、轮、活塞等。活塞等。五、离心铸造五、离心铸造将熔融金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋转将熔融金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋

25、转的铸型，在的铸型，在离心力离心力作用下，凝固成形的铸件作用下，凝固成形的铸件的轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。的轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。铸件多是简单的圆筒形，不用芯子即可形铸件多是简单的圆筒形，不用芯子即可形成圆筒内孔。成圆筒内孔。离心铸造必须在离心铸造必须在离心铸造机离心铸造机上进行。离心上进行。离心铸造可分铸造可分立式立式和和卧式卧式两类两类立式离心铸造机立式离心铸造机卧式离心铸造机卧式离心铸造机观看影像观看影像离心铸造的特点和应用离心铸造的特点和应用不需要型芯不需要型芯就可直接生产就可直接生产筒、套筒、套类铸类铸件，使铸造工艺大大简化，生产率高、件，使铸造工艺大大简化，生产

26、率高、成本低。成本低。在离心力作用下，金属从外向内在离心力作用下，金属从外向内定向定向凝固凝固，铸件，铸件组织致密组织致密，无缩孔、缩松、，无缩孔、缩松、气孔、夹杂等缺陷，气孔、夹杂等缺陷，力学性能好力学性能好。不需要不需要浇口、冒口浇口、冒口，金属利用率高。，金属利用率高。便于生产便于生产双金属铸件双金属铸件，例如钢套镶铜轴承等，例如钢套镶铜轴承等，其结合面牢固，又节省铜料，降低成本。其结合面牢固，又节省铜料，降低成本。离心铸造的铸件离心铸造的铸件易产生偏析易产生偏析，不宜铸造密度偏，不宜铸造密度偏析倾向大的合金；而且内孔尺寸不精确，内析倾向大的合金；而且内孔尺寸不精确，内表面粗糙，加工余量

27、大；不适于表面粗糙，加工余量大；不适于单件、小批单件、小批量生产量生产。目前，离心铸造已目前，离心铸造已广泛用于广泛用于制造铸铁管、制造铸铁管、气缸套铜套、双金属轴承、特殊的无缝管坯、气缸套铜套、双金属轴承、特殊的无缝管坯、造纸机滚筒等。造纸机滚筒等。六、实型铸造六、实型铸造又称又称气化模气化模铸造或铸造或消失模消失模铸造铸造o用用聚苯乙烯发泡聚苯乙烯发泡的的气化模气化模代替木模，代替木模，用用干砂干砂（树脂砂、水玻璃）代替（树脂砂、水玻璃）代替普普通型砂通型砂造型，浇注造型，浇注气化模燃烧、气化模燃烧、气化、消失而形成铸件气化、消失而形成铸件七、挤压铸造（挤铸）七、挤压铸造（挤铸）o能铸造大型薄壁件，铸型大多为金属型能铸造大型薄壁件，铸型大多为金属型特点特点:1 1、压力（、压力（2-10MPa2-10MPa）速度（）较低，无涡）速度（）较低，无涡流、无飞溅现象。补缩好，结晶组织细流、无飞溅现象。补缩好，结晶组织细化。化。2 2、不需开设浇冒口，金属利用率高、不需开设浇冒口，金属利用率高。