金属型铸造工艺详解

第一节金属模铸造一、铸造原理金属型铸造俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸型，并在重力下将熔融金属浇入铸型获得铸件的工艺方法。

由于一副金属型可以浇注几百次及至数万次，故金属型铸造又称为永久型铸造。

金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。

由于金属型铸造具有很多优点，故广泛地应用于发动机、仪表、农机等工业部门。

古代金属型称铁范。

近代的压力铸造、低压铸造、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、真空吸铸等，虽然也应用金属型，但由于金属液不是在重力下充型，故各自形成了单独门类的特种铸造方法。

二、工艺过程金属型铸造工艺流程图如图所示。

三、铸造工艺特点（一）优点（1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸高15%左右。

（2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好，废品率低，工艺出品率高。

（3）因不用或很少用型砂，节省了型砂运输和型砂处理所需的费用和大量劳动力，减少了粉尘和有害气体的污染，改善了劳动环境。

（4）易于实现机械化、自动化、生产效率高，技术容易掌握，便于生产管理。

（二）缺点(1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。

(2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹和变形，不适用于热裂倾向大的合金。

（3）金属型制造周长较大，成本较高。

因此只有在大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。

表8-8-1 表8-8-5 给出了几种材料金属型铸造和砂型铸造件力学性能的比较。

四、铸造工艺应用范围（1）合金种类：除某些热裂倾向大的合金不宜采用金属型铸造外，所有的常用铸造合金都以用金属型铸造，特别是铝、镁合金应用最广。

(2）铸件形装和大小：金属型铸造一般适用于铸造不太复杂的零件。

铸造非铁合金可以铸造复杂的零件，如气冷式发动机的气缸盖、液压泵壳体、各种机匣等，钢铁金属只能铸造简单零件。

铝、镁合金铸件重量一般从几十克到几十千克，钢铁金属铸件由几千克到几百千克。

金属型铸造将金属液浇注到金属铸型中，待其冷却后获得铸件的方法叫金属型铸造。

由于金属型能反复使用很多次，又叫永久型铸造。

一、金属型的结构一般的，金属型用铸铁和铸钢制成。

铸件的内腔既可用金属芯、也可用砂芯。

金属型的结构有多种，如水平分型、重直分型及复合分型。

如图2.2所示。

其中垂直分型便于开设内浇口和取出铸件；水平分型多用来生产薄壁轮状铸件；复合分型的上半型是由垂直分型的两半型采用铰链连结而成，下半型为固定不动的水平底板，主要应用于较复杂铸件的铸造。

二、金属型铸造型的工艺特点金属型的导热速度快和无退让性，使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。

此外，金属型反复经受灼热金属液的冲刷，会降低使用寿命，为此应采用以下辅助工艺措施。

1．预热金属型浇注前预热金属型，可减缓铸型的冷却能力，有利于金属液的充型及铸铁的石墨化过程。

生产铸铁件，金属型预热至250～350℃；生产有色金属件预热至100～250℃。

2．刷涂料为保护金属型和方便排气，通常在金属型表面喷刷耐火涂料层，以免金属型直接受金属液冲蚀和热作用。

因为调整涂料层厚度可以改变铸件各部分的冷却速度，并有利于金属型中的气体排出。

浇注不同的合金，应喷刷不同的涂料。

如铸造铝合金件，应喷刷由氧化锌粉、滑石粉和水玻璃制成的涂料；对灰铸铁件则应采用由石墨粉、滑石粉、耐火粘土粉及桃胶和水组成的涂料。

3．浇注金属型的导热性强，因此采用金属铸型时，合金的浇注温度应比采用砂型高出20～30℃。

一般的，铝合金为680℃～740℃；铸铁为1300℃～1370℃；锡青铜为1100～1150℃。

薄壁件取上限，厚壁件取下限。

铸铁件的壁厚不小于15mm，以防白口组织。

4．开型开型愈晚，铸件在金属型内收缩量愈大，取出采用困难，而且铸件易产生大的内应力和裂纹。

通常铸铁件的出型温度700～950℃，开型时间为浇注后10～60秒。

三、金属型铸造的特点和应用范围与砂型铸造相比，金属型铸造有如下优点：1、复用性好，可“一型多铸”，节省了造型材料和造型工时。

金属型铸造工艺1、概述1.1铸造原理金属铸造俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸件，并在重力下将熔融金属浇入铸型获得铸件的工艺方法。

由于一副金属型可以浇注几百次至几万次，故金属型铸造又称为永久型铸造。

金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。

1.3工艺特点（1）优点1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件高15%左右。

2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好。

3）因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。

（2）缺点1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。

2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹3）金属型制造周期较长，成本较高。

因此只有在大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。

1.4金属型铸件的一般要求金属型铸件最小壁厚（单位：mm）2.铸件工艺设计2.1基准面的选择基准面决定铸件各部分相对的尺寸位置。

所以选择铸造基面时，必须和铸件机械加工的加工基准面统一，其选择原则为：1)非全部加工的铸件，应尽量取非加工面作为基面。

因为加工面在加工过程中，尺寸会因加工而变动，所以可能将造成相对尺寸位置的变动。

而且铸件经过加工后，去掉的加工余面也不便检查。

2)采用非加工面作基面时，应该选尺寸变动最小、最可靠的面作基面。

用活块形成的铸件表面最好不选为基面。

3)基面应尽可能平整和光洁，不应当有残余浇冒口、毛刺、飞翅等。

4)全部加工的零件，应取加工余量最小的面作为基面，以保证机械加工时不至因加工余量不够而造成废品。

5)为了检验尺寸方便，最好是选择较大的平面作为基面，尽量避免选取弯曲的面，或是有铸造斜度的面为基面。

2.2铸件在金属型中的位置原则：①便于安放浇注系统，保证合金液平稳充满铸型②便于合金顺序凝固，保证补缩。

③使型芯(或活块)数量最少、安装方便、稳固、取出容易。

金属型铸造工艺流程金属型铸造是一种常见的铸造工艺，它采用金属型作为铸造模具，将熔化的金属注入模具中进行成形。

这种工艺具有成形精度高、表面质量好、生产效率高等优点，因此被广泛应用于汽车、航空、机械等领域。

一、模具制作金属型铸造的第一步是制作模具。

模具通常由铸铁、钢等金属制成，根据不同的铸造要求，可以采用单个模具或多个模具组合而成。

在制作模具的过程中，需要考虑到产品的设计要求、工艺要求、模具材料、尺寸精度等因素，以确保最终产品的质量。

二、熔炼金属熔炼金属是金属型铸造的第二步。

在熔炼过程中，需要选择合适的金属材料，并按照一定的比例加入合金元素、脱气剂等辅助材料，以提高金属的流动性、凝固性和耐热性等性能。

同时，还需要控制熔炼温度、保持一定的熔炼时间，以确保金属熔体的质量。

三、浇注成型在模具制作和金属熔炼完成后，就可以进行浇注成型了。

首先需要将模具加热至一定温度，以防止金属液在注入模具时迅速凝固。

然后将熔化的金属液倒入模具中，待金属液凝固后，即可将模具拆卸，取出成品。

四、清理和加工铸造完成后，还需要进行清理和加工。

清理工作主要包括切割、抛光、喷砂等，以去除模具留下的余料和浇注产生的毛刺等杂质。

加工工作则主要包括铣削、钻孔、车削等，以达到最终产品的尺寸精度和外观质量要求。

五、质量检验最后一步是对产品进行质量检验。

质量检验主要包括外观检查、尺寸测量、物理性能测试等，以确保产品符合设计要求和客户要求。

如果发现质量问题，需要及时进行调整和改进，以提高生产效率和产品质量。

金属型铸造工艺是一种精密的制造工艺，需要在每个环节上严格控制，以确保最终产品的质量。

在实际应用中，还需要不断改进和创新，以满足客户日益增长的需求和市场竞争的挑战。

金属铸造工艺详解液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。

工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件工艺特点：1、可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。

2、适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。

3、材料来源广，废品可重熔，设备投资低。

4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。

铸造分类：(1)砂型铸造（sand casting）砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。

钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

工艺流程：砂型铸造工艺流程技术特点：1、适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；2、适应性广，成本低；3、对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。

应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件(2)熔模铸造(investmentcasting)熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。

常称为“失蜡铸造”。

工艺流程：熔模铸造工艺流程工艺特点优点：1、尺寸精度和几何精度高；2、表面粗糙度高；3、能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。

缺点：工序繁杂，费用较高应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。

(3)压力铸造(die casting)压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。

工艺流程：工艺特点优点：1、压铸时金属液体承受压力高，流速快2、产品质量好，尺寸稳定，互换性好；3、生产效率高，压铸模使用次数多；4、适合大批大量生产，经济效益好。

缺点：1、铸件容易产生细小的气孔和缩松。

2、压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；3、高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。

金属型铸造1. 引言金属型铸造是一种常见的工艺方法，用于制造金属零件和构件。

它涉及到将熔融金属倒入预先制备好的金属模具中，然后让其冷却和凝固。

金属型铸造可以提供各种形状和尺寸的金属零件，用于不同的工业领域。

在本文中，将对金属型铸造的过程和应用进行详细介绍。

2. 金属型铸造的过程金属型铸造的过程主要包括以下几个步骤：2.1 模具制备在金属型铸造中，模具是非常重要的。

模具可以根据所需的零件形状和尺寸，制备出适当的模具。

通常情况下，模具由耐高温材料制成，以便能够承受熔融金属的高温和压力。

2.2 熔炼金属金属型铸造的下一步是熔炼金属。

通常情况下，所用的金属是先通过高温加热熔化，然后加入合适的合金元素来改变其特性。

熔炼后的金属成为熔融金属，准备好注入模具。

2.3 注入模具一旦熔融金属准备好，它会被小心地倾倒到预先准备好的模具中。

倾倒过程需要小心操作，以确保熔融金属充满整个模具，同时避免产生气泡或其他缺陷。

2.4 冷却和凝固倾倒完熔融金属后，需要等待一段时间，让金属冷却和凝固。

这个过程很关键，因为它决定了最终金属零件的质量和特性。

冷却时间可以根据金属的类型和大小来确定。

2.5 模具分离一旦金属零件完全冷却和凝固，模具可以被分离。

通常情况下，模具被轻轻敲击或使用工具来分离。

这样就可以得到金属零件的最终形态。

3. 金属型铸造的应用金属型铸造在各个行业都有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：3.1 汽车工业金属型铸造是汽车工业中最常见的工艺方法之一。

它可以用于制造发动机零件、车架和其他重要组件。

金属型铸造可以提供高强度和精度的零件，以满足汽车工业的要求。

3.2 航空航天工业在航空航天工业中，金属型铸造被广泛应用于制造航空发动机零件和飞行器构件。

这些零件需要具备高强度和耐高温性能，金属型铸造可以满足这些要求。

3.3 医疗器械金属型铸造在医疗器械制造中也扮演着重要角色。

例如，人工关节和牙科种植物等零件通常使用金属型铸造来制造。