[精选]02 金属材料液态成形工艺技术bms.pptx
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1、2 金属材料液态成形工艺技术1 1 定义定义 所谓金属材料的液态成型，即铸造，所谓金属材料的液态成型，即铸造，是将液态金属是将液态金属借助外力借助外力充填到型腔中，充填到型腔中，使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。毛坯或零件的工艺。2.1 概述铸造工艺异径管铸造工艺2 2 铸造工艺特点铸造工艺特点n n适适适适应应应应性性性性广广广广:适适适适应应应应铸铸铸铸铁铁铁铁，碳碳碳碳钢钢钢钢，有有有有色色色色金金金金属属属属等等等等材材材材料料料料；铸铸铸铸件件件件大大大大小小小小，形形形形状状状状和和和和重重重重量量量量几几几几乎乎乎乎不不不不受受
2、受受限限限限制制制制；壁壁壁壁厚厚厚厚1 1 1 1mmmmmmmm到到到到1 1 1 1m m m m。n n可可可可成成成成形形形形复复复复杂杂杂杂零零零零件件件件：适适适适合合合合形形形形状状状状复复复复杂杂杂杂，尤尤尤尤其其其其是是是是有有有有复复复复杂内腔的毛坯或零件。杂内腔的毛坯或零件。杂内腔的毛坯或零件。杂内腔的毛坯或零件。n n成本低成本低成本低成本低n n缺缺缺缺点点点点：组组组组织织织织缺缺缺缺陷陷陷陷，力力力力学学学学性性性性能能能能低低低低，质质质质量量量量不不不不稳稳稳稳定定定定，工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。工作环境
3、较差。因此，铸件多数做为毛坯用。工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。3 3 分类分类按造型分按造型分:砂型铸造与特种铸造。砂型铸造与特种铸造。砂型铸造是基础，特种铸造是在砂砂型铸造是基础，特种铸造是在砂型铸造基础上革新发展起来的。型铸造基础上革新发展起来的。型砂配制型砂配制造型造型造型造型砂型干燥砂型干燥工装准备工装准备炉料准备炉料准备合金冶炼合金冶炼芯砂配制芯砂配制造芯造芯造芯造芯型芯干燥型芯干燥工艺三大块：冶炼，造型工艺三大块：冶炼，造型(芯芯)和浇注和浇注落砂清理落砂清理铸件检验铸件检验入库入库4 4 砂型铸造工艺流程图砂型铸造工艺流程图合型浇注合型浇注合型浇注合型浇注凝固冷却凝固冷
4、却砂型铸造两箱砂型铸造 收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹，象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹，对铸造工艺影响很大。对铸造工艺影响很大。n n缩孔与缩松缩孔与缩松缩孔与缩松缩孔与缩松 n n铸造应力铸造应力铸造应力铸造应力 n n铸件变形铸件变形铸件变形铸件变形 n n铸件裂纹铸件裂纹铸件裂纹铸件裂纹 铸件的缩孔定向凝固图解定向凝固图解浇注系统浇注系统型腔型腔冒口冒口温度温度距离距离1 12 23 3缩孔缩孔冷铁的使用图解冷铁的使用图解1 12 23 3冷铁冷铁三杆热应力分析模型三杆热应力分析模型+-+-+典型
5、结构变形举例典型结构变形举例+框架结构框架结构+-T型梁结构型梁结构内应力薄压厚拉内应力薄压厚拉 变形方向恰相反变形方向恰相反2.3 特种铸造n n金属型铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造n n陶瓷型铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造n n磁型铸造磁型铸造磁型铸造磁型铸造n n熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造n n消失模铸造消失模铸造消失模铸造消失模铸造n n压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造n n低压铸造低压铸造低压铸造低压铸造n n挤压铸造挤压铸造挤压铸造挤压铸造n n离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造特点：特点：1 充型力变更；充型力变更；2 型模革新型模革新 特种铸造属先进铸造，是铸造技术
6、特种铸造属先进铸造，是铸造技术沿沿精密精密、洁净洁净和和高效高效方向的发展。方向的发展。其中最主要的发展是铸造过程数控其中最主要的发展是铸造过程数控自动化与铸造工艺的绿色化。自动化与铸造工艺的绿色化。1 1 压力铸造压力铸造压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸件的特种铸造工艺。件的特
7、种铸造工艺。件的特种铸造工艺。件的特种铸造工艺。特点特点特点特点高压：比压高压：比压高压：比压高压：比压30-7030-7030-7030-70MPaMPaMPaMPa高速：充型时间高速：充型时间高速：充型时间高速：充型时间0.01-0.20.01-0.20.01-0.20.01-0.2秒秒秒秒压铸特点压铸特点n n精度高精度高精度高精度高(IT11-14(IT11-14(IT11-14(IT11-14级；级；级；级；3.2-0.83.2-0.83.2-0.83.2-0.8 m)m)m)m)、组织致密；组织致密；组织致密；组织致密；n n适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可适应形状复杂、轮
8、廓清晰、薄壁深腔铸件；可适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可组合压铸或镶嵌压铸；组合压铸或镶嵌压铸；组合压铸或镶嵌压铸；组合压铸或镶嵌压铸；n n生产率高、材料利用率提高生产率高、材料利用率提高生产率高、材料利用率提高生产率高、材料利用率提高60-70%60-70%60-70%60-70%、实现少切、实现少切、实现少切、实现少切削和零切削，经济效益好。削和零切削，经济效益好。削和零切削，经济效益好。削和零切削，经济效益好。n n缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件缺点
9、：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件存在气孔。存在气孔。存在气孔。存在气孔。工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。汽车工业压铸应用分量例：汽车工业压铸应用分量例：汽车
10、工业压铸应用分量例：汽车工业压铸应用分量例：镁合金镁合金镁合金镁合金70-80%70-80%70-80%70-80%铝合金铝合金铝合金铝合金60%60%60%60%锌合金锌合金锌合金锌合金50%50%50%50%压铸机压铸机按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金属中，分属中，分属中，分属中，分n n冷室压铸机冷室压铸机冷室压铸机冷室压铸机n n热室压铸机热室压铸机热室压铸机热室压铸机按压室位置，分按压室位置，分按压室位置，分按压室位置，分n n卧式压铸机卧式压铸机卧式压铸机卧式压铸机n n立式压铸机立式压铸机立式压铸机立式压铸机主要构成：合型机构、压射
11、机主要构成：合型机构、压射机构、机座、液压传动系统、控制构、机座、液压传动系统、控制系统、润滑冷却系统等。系统、润滑冷却系统等。卧式压铸机卧式压铸机立式压铸机立式压铸机大型压铸机大型压铸机离心铸造热压铸压铸工艺设计内容压铸工艺设计内容n n压力参数：压射压力、压射力和比压压力参数：压射压力、压射力和比压n n运动参数：冲头速度运动参数：冲头速度n n充型条件：充型时间充型条件：充型时间n n时间参数：建压与持压时间时间参数：建压与持压时间n n温度参数：浇注温度、铸型温度温度参数：浇注温度、铸型温度n n压铸涂料：种类与施涂方法压铸涂料：种类与施涂方法2 2 低压铸造低压铸造n n低压铸造是液
12、体金属在压力作用下，自下而低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而上充填型腔以形成铸件的成形工艺上充填型腔以形成铸件的成形工艺上充填型腔以形成铸件的成形工艺上充填型腔以形成铸件的成形工艺。压力：压力：0.02-0.06 0.02-0.06 MPaMPa。案例介绍案例介绍 地处杏林的厦门路达有限公司为台资地处杏林的厦门路达有限公司为台资企业，产品为高档水龙头。国际市场售价企业，产品为高档水龙头。国际市场售价在在$几十到几十到$几百不等。几百不等。该水龙头基体为黄铜铸件，采用该水龙头基体为黄铜铸件，采用数控数控低压铸造低压铸
13、造，生产过程瑞士远端实时故障监，生产过程瑞士远端实时故障监控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需要进行磁控溅射特殊涂层。要进行磁控溅射特殊涂层。低压铸造装备外型低压铸造装备外型压缩气压缩气坩埚炉坩埚炉铸型铸型熔化黄铜水熔化黄铜水低压铸造工艺原理低压铸造工艺原理主要步骤主要步骤通气充型通气充型加压凝固加压凝固放气开模放气开模低压铸造特点低压铸造特点n n浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和铸件大小；铸件大小；铸件大小；铸件大小；n n底注式
14、平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷等弊病，铸件合格率提高；刷等弊病，铸件合格率提高；刷等弊病，铸件合格率提高；刷等弊病，铸件合格率提高；n n压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造少切削或零切削，机械性能高，对薄壁件铸造尤其有利
15、；尤其有利；尤其有利；尤其有利；n n节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%90-98%90-98%90-98%；n n劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化。3 3 熔模铸造熔模铸造零件零件木模木模 1.1.制蜡模制蜡模石蜡石蜡+硬脂酸硬脂酸(1:1)(1:1)在压型中铸造成形。在压型中铸造成形。2.2.制型壳制型壳 水玻璃、石英粉固化层水玻璃、石英粉固化层。3.3.脱蜡脱蜡蜡料熔化流出型
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