(31)--近净成形精密铸造金属工艺学.ppt

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1、近净成形精密铸造近净成形精密铸造CONTENTS01熔模铸造熔模铸造02金属型铸造金属型铸造03压力铸造压力铸造04低压铸造低压铸造05离心铸造离心铸造06其他特种方法铸造其他特种方法铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造11.1关于熔模铸造关于熔模铸造熔模铸造熔模铸造又称又称 失蜡铸造失蜡铸造，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，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尺高尺寸精

2、度和表面光洁，故又称寸精度和表面光洁，故又称 熔模精密铸造熔模精密铸造。它是一种近净成形工。它是一种近净成形工艺，其铸件精密、复杂，接近零件最后形状，可不经加工直接艺，其铸件精密、复杂，接近零件最后形状，可不经加工直接使或使或经很少加工后使用。经很少加工后使用。1.2熔模铸造工艺过程（1）制作熔模：熔模材料一般用蜡料、制作熔模：熔模材料一般用蜡料、天然树脂和塑料配置。天然树脂和塑料配置。（2）制造型壳：在熔模组表面一般浸涂制造型壳：在熔模组表面一般浸涂一层石英粉水玻璃涂料，一层石英粉水玻璃涂料，然后撒一层细石英砂并进入氯化铵溶液然后撒一层细石英砂并进入氯化铵溶液中硬化。中硬化。（3）脱模、焙烧

3、：通常脱模是把型壳浇脱模、焙烧：通常脱模是把型壳浇口向上浸在口向上浸在8090的热水中，模料熔的热水中，模料熔化后从浇注系统溢出。焙烧是把脱模后化后从浇注系统溢出。焙烧是把脱模后的型壳在的型壳在800900，保温，保温0.52h，以，以去除型壳内的残蜡和水分，并使型壳强去除型壳内的残蜡和水分，并使型壳强度提高。度提高。（4）浇注、清理：型壳焙烧后趁热浇注。浇注、清理：型壳焙烧后趁热浇注。1.2.1、压型-制作蜡模蜡料蜡料蜡基模料：石蜡蜡基模料：石蜡+硬脂酸硬脂酸树脂基蜡料树脂基蜡料A A、常用蜡、常用蜡、常用蜡、常用蜡料料料料压压型主要有自由浇注和型主要有自由浇注和压注两压注两种。种。压压制前

4、在压型表面涂薄层分型剂：压制蜡基模料时，制前在压型表面涂薄层分型剂：压制蜡基模料时，分型剂为机油、松节油等；压制树脂基模料时，蓖麻分型剂为机油、松节油等；压制树脂基模料时，蓖麻油和酒精混合液或硅油。油和酒精混合液或硅油。压压制熔模的方法有三种：制熔模的方法有三种：气压法气压法 活塞加压法活塞加压法 柱塞法柱塞法 2、熔模的组装、熔模的组装焊接法焊接法用薄片状的烙铁，将熔模的连接部位熔化，使熔模焊在一起。此用薄片状的烙铁，将熔模的连接部位熔化，使熔模焊在一起。此法较普遍。法较普遍。粘结法粘结法机械组装法机械组装法3、制模机械化、制模机械化（1）压蜡机）压蜡机（2）压铸生产线）压铸生产线1.2.2

5、 制壳制壳A A、制壳材料制壳材料制壳材料制壳材料粘结剂粘结剂耐火材料耐火材料与粘结剂对应工艺与粘结剂对应工艺水玻璃硅砂刚玉莫来石高岭石锆砂水玻璃工艺硅酸乙酯硅酸乙酯工艺硅溶胶硅溶胶工艺 型型型型壳的制造工艺壳的制造工艺壳的制造工艺壳的制造工艺 一、型壳的制备一、型壳的制备一、型壳的制备一、型壳的制备 1 1、涂挂和撒砂、涂挂和撒砂、涂挂和撒砂、涂挂和撒砂 2 2、型壳的干燥和硬化、型壳的干燥和硬化、型壳的干燥和硬化、型壳的干燥和硬化(1)(1)硅溶胶粘结剂型壳的干燥硅溶胶粘结剂型壳的干燥硅溶胶粘结剂型壳的干燥硅溶胶粘结剂型壳的干燥主主要任务是排除型壳中的水分。要任务是排除型壳中的水分。(2)

6、(2)水玻璃粘结剂型壳的干燥及硬化水玻璃粘结剂型壳的干燥及硬化水玻璃粘结剂型壳的干燥及硬化水玻璃粘结剂型壳的干燥及硬化1）型壳的干燥）型壳的干燥 2）化学硬化的实质及作用）化学硬化的实质及作用(3)硅酸乙酯粘结剂型壳的干燥 溶剂的蒸发过程溶剂的蒸发过程 硅酸乙酯继续水解和缩聚硅酸乙酯继续水解和缩聚1.2.3 脱蜡与焙烧脱蜡与焙烧脱蜡时注意事项：脱蜡时注意事项：脱蜡时注意事项：脱蜡时注意事项：A、脱蜡是模型蜡从模壳中脱出形成型腔的过程，脱蜡脱蜡是模型蜡从模壳中脱出形成型腔的过程，脱蜡前模壳存在时间不低于前模壳存在时间不低于24h；B、脱蜡方法：热水法和高压蒸气法脱蜡方法：热水法和高压蒸气法 清理

7、浇口杯顶残砂：防止浮砂落入型腔；清理浇口杯顶残砂：防止浮砂落入型腔；加入补充硬化剂：热水脱蜡时加入加入补充硬化剂：热水脱蜡时加入1%盐酸，型壳得到盐酸，型壳得到补充硬化，并可防止蜡料皂化；补充硬化，并可防止蜡料皂化；脱蜡水严禁沸腾：防止将槽底的砂粒翻起进入型腔；脱蜡水严禁沸腾：防止将槽底的砂粒翻起进入型腔；脱蜡后的型壳禁止杯口向上放置：防止脏物落入型腔脱蜡后的型壳禁止杯口向上放置：防止脏物落入型腔。型壳焙烧型壳焙烧l目的：去除型壳中的水分、残余蜡料、皂化物等，使之具有低目的：去除型壳中的水分、残余蜡料、皂化物等，使之具有低发气量和良好透气性，同时减少液态合金与型壳的温差，提高发气量和良好透气性

8、，同时减少液态合金与型壳的温差，提高充型能力。充型能力。l焙烧炉类型：型壳焙烧宜采用油炉、煤气炉或电阻炉。而燃煤焙烧炉类型：型壳焙烧宜采用油炉、煤气炉或电阻炉。而燃煤反射炉由于温度分布不均匀，灰尘较多反射炉由于温度分布不均匀，灰尘较多,而且污染环境故不宜采而且污染环境故不宜采用。用。l型壳焙烧温度：型壳适宜的焙烧温度应为型壳焙烧温度：型壳适宜的焙烧温度应为850-980，保温，保温时间时间0.5-2h。1.2.4 浇注与清理浇注与清理 为了提高合金的充型能力，防止浇不足和冷隔缺为了提高合金的充型能力，防止浇不足和冷隔缺陷，要在型壳从焙烧炉中取出后，在高温陷，要在型壳从焙烧炉中取出后，在高温（6

9、00700）下进行浇注，此时金属在型壳冲冷）下进行浇注，此时金属在型壳冲冷却较慢，能在流动性较高的情况下填充铸型，故铸却较慢，能在流动性较高的情况下填充铸型，故铸件能很好复制型腔的形状，提高了铸件的精度。件能很好复制型腔的形状，提高了铸件的精度。浇注方式：浇注方式：重重力力浇浇注注真真空空吸吸注注离离心心浇浇注注铸件表面的清理铸件表面的清理（1）碱溶液清洗法）碱溶液清洗法(2)碱爆清理碱爆清理（3）电）电化学清理化学清理 1.3熔模铸造的特点熔模铸造的特点（1 1）由于助兴精密又无分型面，铸件精度高，表面质量好，尺）由于助兴精密又无分型面，铸件精度高，表面质量好，尺寸公差等级为寸公差等级为CT

10、4CT7CT4CT7，表面粗糙度值可达，表面粗糙度值可达RA12.5RA12.5-1.6.1.6.（2 2）可制造形状复杂的铸件，最小壁厚可达）可制造形状复杂的铸件，最小壁厚可达0.70.7MM，最小孔径可最小孔径可达达1.5MM1.5MM。（3 3）能适应各种铸造金属，尤其适于生产高熔点和难以加工的）能适应各种铸造金属，尤其适于生产高熔点和难以加工的合金铸件。合金铸件。（4 4）工序复杂，生产周期较长铸件成本高，铸件尺寸和质量）工序复杂，生产周期较长铸件成本高，铸件尺寸和质量受受到限制，到限制，一般不超过一般不超过25KG25KG。1.4熔模铸造的应用范围熔模铸造的应用范围 从产品类别来看，

11、熔模精密铸件主要分为两大从产品类别来看，熔模精密铸件主要分为两大类：军工、航空类产品与商品类产品。前者质量类：军工、航空类产品与商品类产品。前者质量要求高，后者质量不如前者。随着冷战时代的结要求高，后者质量不如前者。随着冷战时代的结束，各国军工产品大幅度减少，但民航、大型电束，各国军工产品大幅度减少，但民航、大型电站及工业涡轮发动机的发展，使得军工、航空类站及工业涡轮发动机的发展，使得军工、航空类产品所占比例变化不大。现在熔模铸造除用于航产品所占比例变化不大。现在熔模铸造除用于航空、军工部门外，几乎应用于所有工业部门，如空、军工部门外，几乎应用于所有工业部门，如电子、石油、化工、能源、交通运输

12、、电子、石油、化工、能源、交通运输、轻工、轻工、纺纺织、制药、医疗器械等领域。织、制药、医疗器械等领域。金属型铸造2 战国时已用此方法生产铜钱，到汉代发展为由中央制造铁范,发给地方作坊，用以生产统一规格的货币。汉代以后，随着叠铸方法进一步发展，开始大量使用铁范来生产车马器件等。1.1概述定义：金属型铸造(GRAVITY DIE CASTING)是指液态金属在重力作用下充填金属铸型并在型中冷却凝固而获得铸件的一种成形方法。如图如图1-1所示。由于金属铸型可以重复使用，寿命所示。由于金属铸型可以重复使用，寿命（指浇注次数）可达数万次，所以金属型铸造又称（指浇注次数）可达数万次，所以金属型铸造又称永

13、久型铸造（永久型铸造（Permanent mold）。）。图图1-1（B）倾转浇注）倾转浇注 优点：（与砂型铸造相比）（1）金属型的热导率和热容量大，金属液的冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件高。如铝合金铸件的抗拉强度可增加1020，伸长率约提高1倍。（2）能获得较高尺寸精度和表面光洁度好的铸件，减少了加工余量。尺寸精度CT7-9级，表面粗糙度RA6.3-12.5（3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15%-30%。（4）不用砂或少用砂，节约造型材料80%-100%，减少环境污染。缺点:(1)金属型制造成本高。(2)金属型急冷、不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、

14、冷隔、开裂或铸铁件白口等缺陷。(3)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，对铸件质量的影响敏感，控制难度大。1.2 金属型铸造成形过程的特点1.2.1 金属型导热性对铸件成型的影响比热流（单位时间面积比热流（单位时间面积通过热量）通过热量）q=3（T1-T2）/x3t 传热时间传热时间 3-中间层中间层导热系数（远小于铸型）导热系数（远小于铸型）各因素的影响（时间各因素的影响（时间t确定）：确定）：3：取决于材料的成分：取决于材料的成分厚度可控厚度可控T1：金属液温度，一般固定：金属液温度，一般固定T2：外界温度，可控：外界温度，可控导导热热性性导导致

15、致的的特特点点导热性导热性退让性退让性透气性透气性若在交换中，通过各系统的比热流相同若在交换中，通过各系统的比热流相同q=1（T0-T1）/x1q=3（T1-T2）/x3q=2（T2-T3）/x2q=（T0-T3）/（x1/+x2/+x3/）由传热学可知由传热学可知x/为热阻为热阻q越大，铸件冷却强度越大越大，铸件冷却强度越大2.金属型的散热：金属型的散热：A 自然散热自然散热 决定于自身的导热能力，通过其外决定于自身的导热能力，通过其外表面向外界散失热量。表面向外界散失热量。B 强制散热强制散热 通过自身的导热能力，采取强制手通过自身的导热能力，采取强制手段冷却铸型，达到冷却的目的。段冷却铸

16、型，达到冷却的目的。例如：风冷，水冷等。例如：风冷，水冷等。综上所述，金属型铸造时，铸型材料的导综上所述，金属型铸造时，铸型材料的导热性能对铸件的凝固起主导作用。热性能对铸件的凝固起主导作用。导导热热性性导导致致的的特特点点金属型工作温度调节的方式有以下几种：（1）风冷）风冷（2）间接水冷（3）直接水冷1.2.2 金属型无透气性对铸件成型的影响金属型无透气性对铸件成型的影响P=GRT/VG型腔内气体的质量 R气体常数若排气不良，瞬间压力可达若排气不良，瞬间压力可达400500kN/m2，金属液通过内浇口向外溢出，金属液通过内浇口向外溢出易造成的缺陷：易造成的缺陷：1.气体阻力大造成浇不足、冷隔

17、。气体阻力大造成浇不足、冷隔。2.排不出的气体造成铸件侵入性气孔的排不出的气体造成铸件侵入性气孔的产生。产生。透透气气性性导导致致的的特特点点需采取的措施：需采取的措施：1.金属型上设置排气装置，如排气槽、排金属型上设置排气装置，如排气槽、排气塞，局部死角处要加强排气气塞，局部死角处要加强排气 2.尽可能的清除产气根源。尽可能的清除产气根源。气体的来源气体的来源：高高温下涂料发气温下涂料发气 ；型腔内原有气体，潮气，油污型腔内原有气体，潮气，油污 ；型腔烧伤面产生的裂纹沉积的铁锈，与型腔烧伤面产生的裂纹沉积的铁锈，与高温铁水接触，铁锈水解并与液体金属高温铁水接触，铁锈水解并与液体金属反应，将会

18、产生氢气，一氧化碳，水蒸反应，将会产生氢气，一氧化碳，水蒸气。气。透透气气性性导导致致的的特特点点1.2.3金属型无退让性对铸件成型的影响室温：应力集中室温：应力集中阻碍取件和取芯、导致裂纹阻碍取件和取芯、导致裂纹为了防止裂纹，应采取的措施：为了防止裂纹，应采取的措施：1.1.在一定温度下取出型芯或使铸件脱出铸型。在一定温度下取出型芯或使铸件脱出铸型。2.2.设置专门的抽芯机构和铸件顶出机构。设置专门的抽芯机构和铸件顶出机构。3.3.必要时修改型芯为砂芯。必要时修改型芯为砂芯。4.4.增大金属型斜度和涂料层厚度。增大金属型斜度和涂料层厚度。冷却过程中：收缩受阻冷却过程中：收缩受阻拉拉应力应力拉

19、伸变形拉伸变形热裂纹热裂纹冷裂纹冷裂纹退退让让性性导导致致的的特特点点3压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造3.1压力铸造的实质压力铸造的实质压力铸造（简称压铸）的实质，是在高压作用下，使液态或半固态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。即压力下浇注和压力下凝固。这也是压铸区别于其它铸造方法的最基本特征这也是压铸区别于其它铸造方法的最基本特征。两大特征：高压：30-70MPa高速：0.5120m/s 3.2压力铸造特点压力铸造特点（1 1）产品质量好。）产品质量好。尺寸精度高尺寸精度高，表面粗糙度低表面粗糙度低，强度和硬度高强度和硬度高，比砂型高，比砂型高25%40%

20、25%40%，但延伸率低，但延伸率低70%70%。可以制得薄壁复杂且轮廓清晰的铸件。可以制得薄壁复杂且轮廓清晰的铸件。（2 2）生产效率高。）生产效率高。压力铸造的生产周期短压力铸造的生产周期短，一次操作的循环时间约为，一次操作的循环时间约为5S5S3MIN3MIN，且，且易实现机械化和自动化。这种方法适于大批量的生产。易实现机械化和自动化。这种方法适于大批量的生产。（3 3）经济效果优良）经济效果优良 由于由于铸件精度高铸件精度高，尺寸稳定尺寸稳定，加工余量少加工余量少，表面光洁表面光洁。压铸件的。压铸件的加工余量一般在加工余量一般在0.20.20.5MM0.5MM范围，表面粗糙度在范围，表

21、面粗糙度在RA3.2MRA3.2M以下。以下。3.33.3压力铸造存在的问题：压力铸造存在的问题：由于液体金属充型速度极快，型腔中的气体很难排除，便以气孔形式存留于铸由于液体金属充型速度极快，型腔中的气体很难排除，便以气孔形式存留于铸件中，因此普通压铸法压铸的铸件件中，因此普通压铸法压铸的铸件不能进行热处理或焊接不能进行热处理或焊接（加热时气体膨胀将导（加热时气体膨胀将导致铸件鼓泡而报废），也不适于比较深的机加工，以免铸件表面显出致铸件鼓泡而报废），也不适于比较深的机加工，以免铸件表面显出气孔气孔。现有模具材料主要现有模具材料主要适应于低熔点的合金适应于低熔点的合金，如锌、铝、镁等合金。生产铜

22、合金、，如锌、铝、镁等合金。生产铜合金、黑色金属等高熔点合金，其模具材料存在着较大的问题，主要是黑色金属等高熔点合金，其模具材料存在着较大的问题，主要是模具的寿命非常模具的寿命非常短短。压铸设备投资高，压铸模制造复杂，周期较长，费用较高，一般压铸设备投资高，压铸模制造复杂，周期较长，费用较高，一般不适用于小批不适用于小批量量生产。生产。由于充填型腔时金属液的冲击力大，一般压铸由于充填型腔时金属液的冲击力大，一般压铸不能使用砂芯不能使用砂芯，因此，因此不能压铸具不能压铸具有复杂内腔（内凹）结构的铸件有复杂内腔（内凹）结构的铸件，如闭舵结构的铝合金发动机缸体。，如闭舵结构的铝合金发动机缸体。3.4

23、 3.4 压铸机压铸机压铸机是压铸生产的最基本设备，压铸过程是通过它来实现的。压铸机热压室压铸机冷压室压铸机卧式压铸机立式压铸机（按压室结构及布置方式）全立式压铸机3.4.1热压室压铸机：结构结构 压室浸在保温坩埚的液体金属中，压射部件装在坩埚上面。工艺过程工艺过程 当压射冲头3上升时，液体金属1通过进口5进入压室4内，合型后，在压射冲头下压时，液体金属沿着通道6经喷嘴充填压铸型8，冷却凝固成型，然后开型取件，完成一个压铸循环。热压室压铸机压铸过程示意图1一液态金属 2一坩埚 3一压射冲头4一压室 5一进口 6一通道7一喷嘴 8一压铸型特点：特点：优点：a.工序简单，效率高，易实现机械化 b.

24、金属消耗少，工艺稳定 c.压入型腔的金属干净,铸件质量好 缺点：压室，压射冲头长期浸在液体金属中，影响使用寿命。应用应用 锌合金等低熔点合金、小型镁合金铸件3.4.2冷压室压铸机 冷压室压铸机的压室与保温炉是分开的，压铸时从保温坩埚中舀出液体金属倒入压铸机压室然后压射。特点：特点：A 压室简单，维护方便。B 金属进入型腔，流程短，压力损失小，有利于传递最终压力，便于提高比压，故使用较广 C 可压有色件，黑色金属压铸也可采用压力铸造实例：铝铜外壳4低压铸造低压铸造低压铸造低压铸造4.1基本原理在密闭的保温炉的熔汤表面上施加比大气压大0.010.05MPA的空气压力或惰性气体压力，熔汤通过浸放在熔

25、汤里的给汤管(升液管)上升，被压进与炉子连接着的上方的模具内。熔汤是从型腔的下部慢慢开始充填，保持一段时间的压力后凝固。通常低压铸造的工艺流程为：准备合金液、模具等密封坩埚、扒渣装配、固定模具通气升液平稳冲型增压凝固卸压卸模取出铸件。4.2低压铸造自身特点（1）浇注时压力和速度可调节，故可适用于各种不同铸型（金属型、砂型等），铸造各种合金及各种大小的铸件。（2）采用底注式充型，金属液充型平稳，无飞溅现象，可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷，提高了铸件合格率。（3）铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁，力学性能较高，对于大薄壁件的铸造尤为有利。（4）省去补缩冒口，金属利用率提高到9

26、098%。（5）劳动强度低，劳动条件好，设备简易，易实现机械化和自动化。4.3与压力铸造相比具有特点（1）铸型种类多，要求低。（2）铸件能根据需要进行热处理。（3）不仅适于薄壁铸件，同样适用厚壁铸件。（4）铸件不易产生气孔。（5）合金种类多。（6）铸件重量范围大。（7）铸件机械性能好。（8）铸件精度、表面粗 糙度稍低。（9）一般设备，成本较低。5离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型，在离心力作用下离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型，在离心力作用下凝固成形的铸造方法。离心铸造适合生产中空的回转体铸件，凝固成形的铸造方法。离心铸造适合生产中空的

27、回转体铸件，并省去型芯。并省去型芯。离心铸造的类型，根据铸型旋转轴空间位置不同离心铸造可分为立式和卧式离心力和液态金属本身重力的共同作用铸件内表面为一回旋抛物面，铸件上薄下厚，铸件越高，厚壁差越大，主要生产 高度小于直径的圆环类铸件，也能浇筑成型。铸件各部分冷却条件相近，故铸件壁厚均匀。适合生产长度较大的管、套类铸件。离心铸造的特点离心铸造的特点铸件在离心力的作用下结晶，组织致密，无缩铸件在离心力的作用下结晶，组织致密，无缩孔、松孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。孔、松孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系统，铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系统，简化了工

28、艺，节约了金属简化了工艺，节约了金属便于铸造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬，不仅便于铸造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬，不仅表面强度高，内部耐磨性好，还可以节约贵重表面强度高，内部耐磨性好，还可以节约贵重金属。金属。内表面粗糙，尺寸不易控制，需增大加工余量内表面粗糙，尺寸不易控制，需增大加工余量来保证铸件质量，且不适宜铸造易产生偏析的来保证铸件质量，且不适宜铸造易产生偏析的合金。合金。其他特种铸造方法挤压铸造：直接挤压金属液，使金属在压力作用下成型，凝固和获挤压铸造：直接挤压金属液，使金属在压力作用下成型，凝固和获得零件或者毛坯的方法得零件或者毛坯的方法过程：过程：特点：精度和表面质量高，金属利用率高

29、，适用性强，工艺简单特点：精度和表面质量高，金属利用率高，适用性强，工艺简单在挤压铸造中由于高压凝固和塑性变形同时存在，制件无缩孔、缩在挤压铸造中由于高压凝固和塑性变形同时存在，制件无缩孔、缩松等缺陷，组织细密，力学性能高于铸造方法，接近或相当锻造方松等缺陷，组织细密，力学性能高于铸造方法，接近或相当锻造方法法;无需冒口补缩和最后清理，因而液态金属或合金利用率高，工无需冒口补缩和最后清理，因而液态金属或合金利用率高，工序简化。或半固态浇合金、序简化。或半固态浇合金、其他特种铸造方法挤压铸造：直接挤压金属液，使金属在压力作用下成型，凝固和获挤压铸造：直接挤压金属液，使金属在压力作用下成型，凝固和

30、获得零件或者毛坯的方法得零件或者毛坯的方法过程：过程：特点：精度和表面质量高，金属利用率高，适用性强，工艺简单特点：精度和表面质量高，金属利用率高，适用性强，工艺简单在挤压铸造中由于高压凝固和塑性变形同时存在，制件无缩孔、缩在挤压铸造中由于高压凝固和塑性变形同时存在，制件无缩孔、缩松等缺陷，组织细密，松等缺陷，组织细密，力学性能高于铸造方法，接近或相当锻造方力学性能高于铸造方法，接近或相当锻造方法法;无需冒口补缩和最后清理，因而液态金属或合金利用率高，工无需冒口补缩和最后清理，因而液态金属或合金利用率高，工序简化。或半固态浇合金、序简化。或半固态浇合金、快速铸造基于离散/堆积原理的新的加工工艺

31、，在铸造领域有着比较活跃的应用。在典型铸造中（如砂型铸造、熔模铸造、消失模铸造等）为单件或小批量铸造产生的制造带来了显著的经济效益。对于一些形状复杂的薄壁铸件，如飞机发动机的叶片、船用螺旋桨、发动机的缸体和缸盖。其他铸造方法5陶瓷型铸造简介：简介：用用陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法。陶瓷浆料由硅酸陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法。陶瓷浆料由硅酸乙酯水解液和质地较纯、热稳定性较高的细耐火砂如电熔石英、乙酯水解液和质地较纯、热稳定性较高的细耐火砂如电熔石英、锆英石、刚玉等混合而成。为使陶瓷浆料在短时间内结胶，常加锆英石、刚玉等混合而成。为使陶瓷浆料在短时间内结胶，常加入氢氧化钙或氧化镁作为催

32、化剂。由于使用的耐火材料成分及其入氢氧化钙或氧化镁作为催化剂。由于使用的耐火材料成分及其外观都与陶瓷相似，故称为陶瓷型。陶瓷型铸造是在普通砂型铸外观都与陶瓷相似，故称为陶瓷型。陶瓷型铸造是在普通砂型铸造基础上发展起来的一种新工艺造基础上发展起来的一种新工艺。分类：分类：陶瓷陶瓷型有两种类型：型有两种类型：陶瓷型全由陶瓷浆料浇灌而成。其制陶瓷型全由陶瓷浆料浇灌而成。其制作过程是先将模样固定于型板上，外套砂箱，再将调好的陶瓷浆作过程是先将模样固定于型板上，外套砂箱，再将调好的陶瓷浆料倒入砂箱，待结胶硬化后起模料倒入砂箱，待结胶硬化后起模,经高温焙烧即成为铸型。经高温焙烧即成为铸型。采用采用衬套衬套

33、,在衬套和模样之间的空隙浇灌陶瓷浆料制造铸型。衬套可用在衬套和模样之间的空隙浇灌陶瓷浆料制造铸型。衬套可用砂型，也可用金属型。用衬套浇灌陶瓷壳层可以节省大量陶瓷浆砂型，也可用金属型。用衬套浇灌陶瓷壳层可以节省大量陶瓷浆料，在生产中应用较多。料，在生产中应用较多。特点特点：陶瓷陶瓷型铸件表面粗糙度可达型铸件表面粗糙度可达RA101.25微米微米,尺寸精度尺寸精度高达高达35级级,能达到少无切削加工的目的。陶瓷型铸造生产能达到少无切削加工的目的。陶瓷型铸造生产周期短，金属利用率高。最大铸件可达十几吨，主要用于周期短，金属利用率高。最大铸件可达十几吨，主要用于铸造大型厚壁精密铸件和铸造单件小批量的冲

34、模、锻模、铸造大型厚壁精密铸件和铸造单件小批量的冲模、锻模、塑料模、金属模、压铸模、玻璃模等各种模具。陶瓷型铸塑料模、金属模、压铸模、玻璃模等各种模具。陶瓷型铸造模具的使用寿命可与用机械加工方法制成的模具相媲美，造模具的使用寿命可与用机械加工方法制成的模具相媲美，而制造成本则比用机械加工方法制成的模具低。而制造成本则比用机械加工方法制成的模具低。工艺过程：工艺过程：（一）、陶瓷型所用的造型材料包括耐火材料、粘结剂、（一）、陶瓷型所用的造型材料包括耐火材料、粘结剂、催化剂、脱模剂、透气剂等。催化剂、脱模剂、透气剂等。1耐火材料，陶瓷型所用的耐火材料要求杂质少，熔点高耐火材料，陶瓷型所用的耐火材料

35、要求杂质少，熔点高和高温热膨胀系数小。可作陶瓷型的耐火材料有刚玉粉、和高温热膨胀系数小。可作陶瓷型的耐火材料有刚玉粉、铝矾土、碳化硅及锆砂粉等。铝矾土、碳化硅及锆砂粉等。2粘结剂，陶瓷型常用的粘结剂是硅酸乙酯水解液。粘结剂，陶瓷型常用的粘结剂是硅酸乙酯水解液。3催化剂，陶瓷浆料所用的催化剂有氢氧化钙、氧化镁、催化剂，陶瓷浆料所用的催化剂有氢氧化钙、氧化镁、氢氧化钠以及氧化钙等。氢氧化钠以及氧化钙等。4脱膜剂，常用的脱模剂有上光腊，变压器油，机油、有脱膜剂，常用的脱模剂有上光腊，变压器油，机油、有机硅油及凡士林等。机硅油及凡士林等。5透气剂，在陶瓷浆料中加入透气剂以改善陶瓷型的透气透气剂，在陶瓷

36、浆料中加入透气剂以改善陶瓷型的透气性。常用的透气剂是双氧水，其加入量为耐火粉料重量的性。常用的透气剂是双氧水，其加入量为耐火粉料重量的0203%。（二）陶瓷浆料的配制及灌浆（二）陶瓷浆料的配制及灌浆1耐火材料的选择耐火材料的选择在铸造尺寸和光洁度要求高的合金钢锻模、压铸型、玻璃器皿模具在铸造尺寸和光洁度要求高的合金钢锻模、压铸型、玻璃器皿模具时，应采用耐高温的、热稳定性好的刚玉粉、钻砂粉或碳化硅作为时，应采用耐高温的、热稳定性好的刚玉粉、钻砂粉或碳化硅作为陶瓷型浆料的耐火材料。对于铸铁件或铝铸件可采用价格较便宜的陶瓷型浆料的耐火材料。对于铸铁件或铝铸件可采用价格较便宜的铝矾土或石英粉作为耐火材

37、料，并正确选择耐火材料的粒度组成。铝矾土或石英粉作为耐火材料，并正确选择耐火材料的粒度组成。2浆料的配制与灌浆浆料的配制与灌浆耐火材料与硅酸乙醇水解液的配比要适当，不同耐火材料所需水解耐火材料与硅酸乙醇水解液的配比要适当，不同耐火材料所需水解液的比例也不同。开始结胶的时间与灌浆的时间对陶瓷型质量有很液的比例也不同。开始结胶的时间与灌浆的时间对陶瓷型质量有很大的影响。催化剂含量和室温对结胶时间也有影响。灌浆过迟过早大的影响。催化剂含量和室温对结胶时间也有影响。灌浆过迟过早都不好。开始结胶的时间可通过预配小样测定。都不好。开始结胶的时间可通过预配小样测定。灌浆时，浆料倒入速度不应过快，以防卷入空气

38、，最好边灌浆边振灌浆时，浆料倒入速度不应过快，以防卷入空气，最好边灌浆边振动，以排除浆料中的气体。动，以排除浆料中的气体。（三）起模三）起模 灌浆灌浆后的陶瓷型经结胶，固化等阶段。但在结胶开始后尚不能立即起模，后的陶瓷型经结胶，固化等阶段。但在结胶开始后尚不能立即起模，一般在结胶后一般在结胶后515MIN，待陶瓷层消有弹性时，起模效果最好。起模时先将浇，待陶瓷层消有弹性时，起模效果最好。起模时先将浇注系统、通气棒取出，然后垂直取出母模（不可敲动），起模后应立即进行点注系统、通气棒取出，然后垂直取出母模（不可敲动），起模后应立即进行点火喷烧，否则易产生裂纹。火喷烧，否则易产生裂纹。（四）喷烧（四

39、）喷烧 起起模后应立刻点火并吹压缩空气进行喷烧，而使陶瓷型的表面有一定的强模后应立刻点火并吹压缩空气进行喷烧，而使陶瓷型的表面有一定的强度和硬度。度和硬度。（五）焙烧（五）焙烧 焙烧焙烧的目的是使陶瓷型内残存的乙醇、水分和少量的有机物烧去，并使陶的目的是使陶瓷型内残存的乙醇、水分和少量的有机物烧去，并使陶瓷层的强度增加瓷层的强度增加。全部。全部由陶瓷浆料灌制的陶瓷型，焙烧温度可高达由陶瓷浆料灌制的陶瓷型，焙烧温度可高达800，焙烧，焙烧时间时间23H，出炉温度应在，出炉温度应在250以下，以防止产生裂纹以下，以防止产生裂纹。带有。带有水玻璃套的陶瓷水玻璃套的陶瓷型，焙烧温度（烘干）在型，焙烧温

40、度（烘干）在350550。（六）浇注与清理（六）浇注与清理 陶瓷陶瓷型浇注时一定要注意挡渣。浇注温度与浇注速度可比同类型的砂型铸型浇注时一定要注意挡渣。浇注温度与浇注速度可比同类型的砂型铸件稍高。陶瓷型铸件最好待冷却至室温时再打箱，这样可防止铸件裂纹与变形。件稍高。陶瓷型铸件最好待冷却至室温时再打箱，这样可防止铸件裂纹与变形。陶瓷型铸造动画负压铸造简介：采用负压造型法生产铸件的一种铸造方法。负压造型又称真空密封造型。这一方法使用的砂箱装有能通气的滤网或蛇形管，通过抽气管与真空泵相连接；使用的造型材料为不含水分和粘结剂的干砂。工艺过程：造型时，先在模板上覆盖一层塑料薄膜，用真空泵抽气，使薄膜紧贴

41、在模板上，然后套上砂箱，再往砂箱中充填造型材料，经震实刮平之后，用塑料薄膜覆盖砂箱顶面，接通真空泵吸出砂粒间的空气，使砂型内形成负压，同时撤除模板真空，让塑料薄膜转而吸附在铸型内腔面上，砂型靠压力差的作用具有一定的强度和硬度。经起模、合箱、浇注、凝固冷却后撤除负压，即可得到所需铸件。特点：负压铸造能应用于各种合金的铸造，用这种方法制造出的铸件轮廓清晰，表面光洁，尺寸精确，既适于浇注厚壁铸件，更适于浇注薄壁铸件，有些小直径的孔眼，也能直接铸出。由于造型材料中不含水分和粘结剂，铸件不易产生气孔等缺陷，内在质量较好，砂处理简化，铸件落砂方便，但操作较复杂，生产率低。连续铸造简介：简介：连续连续铸造利

42、用贯通的结晶器在一端连续地浇入液态金属，从另一端铸造利用贯通的结晶器在一端连续地浇入液态金属，从另一端连续地拔出成型材料的铸造方法。结晶器一般用导热性较好，具有一定强连续地拔出成型材料的铸造方法。结晶器一般用导热性较好，具有一定强度的材料，如铜、铸铁、石墨等制成，壁中空，空隙中间通冷却水以增强度的材料，如铜、铸铁、石墨等制成，壁中空，空隙中间通冷却水以增强其冷却作用。铸出的成型材料有方形、长方形、圆形、平板型、管形或各其冷却作用。铸出的成型材料有方形、长方形、圆形、平板型、管形或各种异形截面种异形截面。工艺过程工艺过程：结晶器结晶器在钢水包下部，钢水通过结晶器被连续地拉出成锭，表面固在钢水包下

43、部，钢水通过结晶器被连续地拉出成锭，表面固化的锭材在结晶器下面受到喷射水的二次冷却而完全凝固。当锭料被拉至化的锭材在结晶器下面受到喷射水的二次冷却而完全凝固。当锭料被拉至一定长度时，由切割机切断成段料，供进一步加工使用。铸造机上安有内、一定长度时，由切割机切断成段料，供进一步加工使用。铸造机上安有内、外结晶器。自结晶器拉出的铁管利用本身高温可自行退火，消除白口，铁外结晶器。自结晶器拉出的铁管利用本身高温可自行退火，消除白口，铁管达规定长度后即可从机器上取下。如果用两个圆辊组成结晶器则可用于管达规定长度后即可从机器上取下。如果用两个圆辊组成结晶器则可用于薄板连续铸造。还有用运动钢带或链板组成结晶

44、器的板材连续铸造；也有薄板连续铸造。还有用运动钢带或链板组成结晶器的板材连续铸造；也有在旋转轮槽中成形的线材连续铸造。在旋转轮槽中成形的线材连续铸造。特点：连续铸造适用于铁、钢、铜、铅、镁等合金的断面特点：连续铸造适用于铁、钢、铜、铅、镁等合金的断面形状不变和长度较大的铸件生产。连续铸造使用的设备和形状不变和长度较大的铸件生产。连续铸造使用的设备和工艺过程都很简单，生产效率和金属利用率高，用以和轧工艺过程都很简单，生产效率和金属利用率高，用以和轧机组成生产线时，还可大量节省能源。机组成生产线时，还可大量节省能源。壳型铸造工艺过程：工艺过程：用用一种遇热硬化的型砂（酚醛树脂覆膜砂）覆盖在加热到一

45、种遇热硬化的型砂（酚醛树脂覆膜砂）覆盖在加热到180280的金属模板上，使其硬化为薄壳（薄壳厚度一般为的金属模板上，使其硬化为薄壳（薄壳厚度一般为612毫米），再加温固化薄壳，使达到足够的强度和刚度，因此毫米），再加温固化薄壳，使达到足够的强度和刚度，因此将上下两片型壳用夹具卡紧或用树脂粘牢后，不用砂箱即可构成将上下两片型壳用夹具卡紧或用树脂粘牢后，不用砂箱即可构成铸型，浇注铸件金属模板的加热温度一般为铸型，浇注铸件金属模板的加热温度一般为300左右，使用的左右，使用的型砂为树脂砂，即以酚醛树脂为粘结剂的树脂砂。同样也可用上型砂为树脂砂，即以酚醛树脂为粘结剂的树脂砂。同样也可用上述方法将型芯制

46、成薄壳芯制造薄壳铸型常用翻斗法。制造薄壳芯述方法将型芯制成薄壳芯制造薄壳铸型常用翻斗法。制造薄壳芯常用吹制法常用吹制法。特点：特点：用用树脂砂制造薄壳铸型或壳芯可显著减少使用的型砂数量，树脂砂制造薄壳铸型或壳芯可显著减少使用的型砂数量，获得的铸件轮廓清晰，表面光洁，尺寸精确，可以不用机械加工获得的铸件轮廓清晰，表面光洁，尺寸精确，可以不用机械加工或仅少量加工。因此壳型铸造特别适用于生产批量较大、尺寸精或仅少量加工。因此壳型铸造特别适用于生产批量较大、尺寸精度要求高、壁薄而形状复杂的各种合金的铸件。但壳型铸造使用度要求高、壁薄而形状复杂的各种合金的铸件。但壳型铸造使用的树脂价格昂贵，模板必须精密

47、加工，成本较高，在浇注时还会的树脂价格昂贵，模板必须精密加工，成本较高，在浇注时还会产生有刺激性的气味，这在某种程度上限制了这种方法的广泛应产生有刺激性的气味，这在某种程度上限制了这种方法的广泛应用。树脂砂薄壳芯可与普通砂型或金属型相互配合制造各种铸件。用。树脂砂薄壳芯可与普通砂型或金属型相互配合制造各种铸件。壳型铸件浇注系统的设计原则壳型铸件浇注系统的设计原则1.壳型表面致密而光滑，对金属液的流动阻力小，透气性好，冷却散热慢等，所壳型表面致密而光滑，对金属液的流动阻力小，透气性好，冷却散热慢等，所以在确定浇注系统时，可按普通砂型的浇注系统减少以在确定浇注系统时，可按普通砂型的浇注系统减少20

48、%30%设计，并考虑加设计，并考虑加强浇注系统的撇渣设施。强浇注系统的撇渣设施。2.除了特殊的薄壁铸件外，一般应采用顺序凝固原则，以达到补缩的效果。除了特殊的薄壁铸件外，一般应采用顺序凝固原则，以达到补缩的效果。3.应使合金平稳地流入铸型，不直接冲击型壁及型芯，避免产生涡流、飞溅。应使合金平稳地流入铸型，不直接冲击型壁及型芯，避免产生涡流、飞溅。4.浇注系统的设置，应使壳型结构简单，开型取件方便。浇注系统的设置，应使壳型结构简单，开型取件方便。选择模板与芯盒材料的原选择模板与芯盒材料的原则则1.因为模板与芯盒需要加热工作，故应选择热膨胀系数小的材料来制造。同时模因为模板与芯盒需要加热工作，故应

49、选择热膨胀系数小的材料来制造。同时模板底、模型、芯盒等，除凸出物外，应尽量使用同一种金属材料，以避免不同材板底、模型、芯盒等，除凸出物外，应尽量使用同一种金属材料，以避免不同材料的热膨胀系数不同，加热后发生紧固状态松动，使模板（芯盒）失去原有精度，料的热膨胀系数不同，加热后发生紧固状态松动，使模板（芯盒）失去原有精度，从而降低铸件精度。从而降低铸件精度。2.壳型（芯）制造工艺常利用模具所贮藏的热量制壳，故选用热容量大的材料模壳型（芯）制造工艺常利用模具所贮藏的热量制壳，故选用热容量大的材料模具较好。热容量大可以提高制壳速度及改善壳型质量，特别对于翻斗制壳工艺，具较好。热容量大可以提高制壳速度及

50、改善壳型质量，特别对于翻斗制壳工艺，采用热容量大的材料制得的型（芯）各处断面厚度差别就不严重。采用热容量大的材料制得的型（芯）各处断面厚度差别就不严重。3.应选用廉价材料。应选用廉价材料。泥型铸造 以以粘土为主要材料制成铸型来生产铸件的一种铸造方法。粘土为主要材料制成铸型来生产铸件的一种铸造方法。粘土加入适量水分后有很强的粘结力，再加入一些稻壳、稻芒、粘土加入适量水分后有很强的粘结力，再加入一些稻壳、稻芒、马粪、糠灰等，经过荫干或烘干，即成为有出气孔隙且硬度极马粪、糠灰等，经过荫干或烘干，即成为有出气孔隙且硬度极高的铸型。泥型表面的粘土细而匀，中间质地较粗，有的还加高的铸型。泥型表面的粘土细而