特种铸造简介Word版

特种成型技术课程报告院系：材料科学与工程学院专业：金属材料成型加工学号：************名：***指导老师：***时间：2014年5月1日特种铸造技术简介铸造(Foundry）：是一种液态金属成形的方法，即将金属加热到液态，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中，液态金属在重力场或外力场（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。

特种铸造泛指除传统砂型铸造以外的铸造方法，金属型铸造、压力铸造、离心铸造、挤压铸造、熔模铸造、消失模铸造、真空密封造型、负压造型、陶瓷型铸造、低压铸造、连续铸造、挤压铸造、和磁型铸造等。

一、金属型铸造1.定义：金属液在重力作用下浇入金属铸型中，并在重力作用下结晶凝固而形成铸件的一种方法。

由于金属型可反复使用几百次到几千次，故又称永久型铸造。

2.金属型的材料：制造金属型的材料应根据浇注的合金选用，一般金属型材质的熔点应高于浇入液态合金的温度。

浇注锡、锌、镁等低熔点合金，可用灰铸铁做金属型；浇注铝、铜等合金，要用合金铸铁或钢做金属型。

3.金属型的结构：金属型的结构首先必须保证铸件(连同浇、冒口系统)能从金属型中顺利取出。

按分型面的不同金属型可分为整体式、水平分型式、垂直分型式和综合分型式等。

4.金属型的浇注系统：多采用底注式或倒注式，以防止浇注时金属液飞溅，遇金属型壁急冷凝成“冷豆”存在于铸件中，影响铸件质量。

5.金属型的型芯：分金属型芯和砂芯两种。

金属型芯一般适用于有色金属铸件，使用时需考虑金属型芯易于顺利拔出。

对浇注高熔点合金，采用砂芯，但每个砂芯只能使用一次。

6.金属型铸造优点1)金属型铸件的机械性能比砂型铸件高。

与砂型相比，金属型的导热性能好，铸件凝固时冷却速率高，即使结晶温度范围较宽的合金，也能得到密实的铸件。

同时，铸件晶粒细化，尤其是铸件表层结晶组织更细密，形成“铸造硬壳”，铸件的抗蚀性能和硬度也显著提高。

2)铸件尺寸精度和表面粗糙度(CT6－CT9，Ra3.2～12.5μm)均优于砂型铸件，其加工余量可减少。

特种铸造特种铸造：铸型用砂较少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造的方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造和实型铸造等。

特点：特种铸造具有铸件精度和表面质量高、铸件内在性能好、原材料消耗低、工作环境好等优点。

但铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料种类往往受到一定限制。

一、熔模铸造（失蜡铸造）（一）熔模铸造的工艺过程1．制造蜡模蜡模材料常用50%石蜡和50%硬脂酸配制而成。

如图1-34a 所示。

为提高生产率，常把数个蜡模熔焊在蜡棒上，成为蜡模组，如图1-34b 所示。

2．制造型壳在蜡模组表面浸挂一层以水玻璃和石英粉配制的涂料，然后在上面撒一层较细的硅砂，并放入固化剂（如氯化铵水溶液等）中硬化。

使蜡模组外面形成由多层耐火材料组成的坚硬型壳（一般为4~10层），型壳的总厚度为5~7mm，如图1-34c所示。

3．熔化蜡模（脱蜡）通常将带有蜡模组的型壳放在80~90℃的热水中，使蜡料熔化后从浇注系统中流出。

4．型壳的焙烧把脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热到800~950℃，保温0.5~2h，烧去型壳内的残蜡和水分，并使型壳强度进一步提高。

5．浇注将型壳从焙烧炉中取出后，周围堆放干砂，加固型壳，然后趁热（600~700℃）浇入合金液，并凝固冷却。

6．脱壳和清理用人工或机械方法去掉型壳、切除浇冒口，清理后即得铸件。

（二）熔摸铸造铸件的结构工艺性熔摸铸造铸件的结构，除应满足一般铸造工艺的要求外，还具有其特殊性：1．铸孔不能太小和太深否则涂料和砂粒很难进入腊模的空洞内，只有采用陶瓷芯或石英玻璃管芯，工艺复杂，清理困难。

一般铸孔应大于2mm.。

2．铸件壁厚不可太薄一般为2~8mm。

3．铸件的壁厚应尽量均匀熔摸铸造工艺一般不用冷铁，少用冒口，多用直浇口直接补缩，故不能有分散的热节。

（三）熔模铸造的特点和应用熔模铸造的特点是：（1）铸件精度高、表面质量好，是少、无切削加工工艺的重要方法之一，其尺寸精度可达IT11~IT14，表面粗糙度为Ra12.5~1.6μm。

第一章、熔模铸造★熔模铸造的定义：熔模铸造通常是在可溶模样的表面涂覆多种耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模样熔去，而获得与模样形状相应空腔的型壳，再经过焙烧，然后在壳型温度很高的情况下进行浇注，从而获得铸件的一种方法。

★主要用蜡料制造可熔模样，人们把熔模称为蜡模，把熔模铸造称为失蜡铸造，也有人简称此法为精密铸造。

★在熔模铸件的铸造工艺确定以后，生产中的第一道工序就是制造熔模。

★熔模铸造的特点主要有：①铸件的尺寸精确；②可铸造形状复杂的铸件（铸件最小壁厚可为0.5mm，可铸最小孔径为0.5mm，最小铸件重量可达1克，重的达10kg以上）；③不受铸件材料的限制；④铸件的尺寸不能太大，重量也有限制；⑤工艺过程复杂，工序繁多，使生产过程控制难度大增，消耗的材料较贵，对模具和设备要求较严，生产周期长；⑥铸件冷却速度慢，铸件晶粒粗大。

★熔模铸造中对模料性能的要求有：①模料的熔化温度应该在60~90℃之间，以便于配制模料、制模和脱模；②模料的开始熔化温度和终了熔化温度间的范围不应太窄或太宽；③模料的软化点（软化温度，指标准模料试样按规定悬臂式地放置在热变形测定仪上，经2h后下垂2mm时的保温温度，又称热稳定性）要高于40℃，以保证制好的熔模在室温下不发生变形；④模料在工作温度下应具有良好的流动性，能很好充填压型型腔，并在充型流动时温度变化范围内，其流动性变化较小，以保证获得表面光洁的熔模，还能充分复制型腔形状。

其流动性还应保证脱模时模料易从型壳流出；⑤模料的热胀（收缩）率要小而稳定；⑥要求模料凝固后有高的强度、韧性和表面强度；⑦模料应能被型壳涂料很好润湿和附着，使涂料在制壳时能均匀涂覆在熔模表面，正确复制熔模的几何形状；⑧模料在高温灼烧后，遗留的灰分要少，使焙烧后型壳内腔尽可能干净，防止铸件夹渣；⑨模料的化学活性要低，不应和生产过程中所遇材料发生化学作用，并对人体无害；⑩模料要有好的焊接性，便于组合模组；密度要小，以减轻操作过程中工人的劳动强度；能多次使用，价格便宜，来源丰富。

第四章特种铸造简介第一节金属型铸造通过重力作用进行浇注,将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法称为金属型铸造。

用金属材料制成的铸型称为金属型。

金属型常用灰铸铁或铸钢制成。

型芯可用砂芯或金属芯,砂芯常用于高熔点合金铸件,金属芯常用于有色金属铸件。

图4.1所示为采用垂直分型方式的金属型。

图4.1垂直分型式金属型1—底座;2—活动半型;3—定位销;4—固定半型与砂型铸造比较,金属型铸造有如下特点:①金属型可以多次使用,浇注次数可达数万次而不损坏,因而可节省造型工时和大量的造型材料。

②金属型加工精确,型腔变形小,型壁光洁,因此,铸件形状准确,尺寸精度高(IT12~IT10),表面粗糙度R a值小(12.5~6.3微米)。

③金属型传热迅速,铸件冷却速度快,因而晶粒细力学性能较好。

④生产率高,无粉尘,劳动条件得到改善。

⑤金属型的设计、制造、使用及维护要求高,制造成本高,生产准备时间较长。

金属型铸造主要应用于非铁合金铸件的大批量生产,其铸件不宜过大,形状不能太复杂,壁不能太薄。

第二节压力铸造使熔融金属在高压下高速充型,并在压力下凝固的铸造方法,称为压力铸造(简称压铸)。

压力铸造在压铸机上进行。

压铸机主要由压射装置和合型机构组成。

按压铸型是否预热,可分为冷室压铸机和热室压铸机;按压射冲头的位置,又可分为立式和卧式。

生产上以卧式冷室压铸机应用较多。

图4.2所示为卧式冷室压铸机的工作原理图。

图4.2卧式冷室压铸机的工作原理图1—动型;2—定型;3—压射冲头;4—铸件;5—压室定量勺内的熔融金属注入压室后,压射冲头(俗称活塞、柱塞)向左推进,将熔融金属压入闭合的压铸型型腔,稍停片刻,使金属液在压力下凝固,然后向右退回压射冲头,分开压铸型,推杆(图中未画出)顶出压铸件。

压力铸造有如下特点:①可以铸造形状复杂的薄壁铸件。

②铸件质量高,强度和硬度都较砂型或金属型铸件高,尺寸精度可达IT12~IT10,表面粗糙度R a值可达3.2~0.8 微米。

第五节特种铸造特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造方法。

可列入特种铸造的方法有近二十种，常用的有金属型铸造、压力铸造、低压铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等。

特种铸造在提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等方面具有独特的优点。

一、金属型铸造【金属型铸造】是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法。

金属型可连续使用几千次至数万次，所以也称“永久型”。

1．金属型的材料与结构金属型常采用铸铁或铸钢制造，按分型面不同，金属型有整体式、垂直分型式、水平分型式等。

下图为垂直分型式金属型的结构。

由底座、定型、动型等部分组成，浇注系统在垂直的分型面上，为改善金属型的通气性，在分型面处开有 0.2mm~0.4mm深的通气槽。

移动动型、合上铸型后进行浇注，铸件凝固后移开动型取出铸件。

2．金属型铸造工艺要点由于金属型的导热快、无退让性、无透气性，使铸件易出现冷隔与浇不到、裂纹、气孔等缺陷。

因此金属型铸造必须采取一定的工艺措施：浇注前应将铸型预热，并在内腔喷刷一层厚 0.3mm~0.4mm的涂料，以防出现冷隔与浇不到缺陷，并延长金属型的寿命；铸件凝固后应及时开型、取出铸件，以防铸件开裂或取出铸件困难。

3．金属型铸造的特点及应用范围金属型使用寿命长，可“一型多铸”，提高生产率；铸件的晶粒细小、组织致密，力学性能比砂型铸件高约２５％；铸件的尺寸精度高、表面质量好；铸造车间无粉尘和有害气体的污染，劳动条件改善。

金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高，且不能生产形状复杂的薄壁铸件，否则易出现浇不足和冷隔等缺陷；受铸型材料的限制，浇注高熔点的铸钢件和铸铁件时，金属型的寿命低。

目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。

如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴瓦、轴套等。

二、压力铸造【压力铸造】是指熔融金属在高压下快速压入铸型中，并在压力下凝固的铸造方法，简称“压铸”。

熔模铸造（一）熔模铸造：在蜡模表面涂覆耐火材料，待硬化干燥后，加热将蜡模熔去，得到具有与蜡模形状相应的型壳，再经焙烧之后进行浇注获得铸件的一种方法。

（二） 特点：（1）采用一次性可熔化的模型，无须起模；（2）型壳为整体的，无分型面；（3）尺寸精度及表面光洁度高；（4）可实现无须加工，故称为—熔模精密铸造；（5）其工序繁多，生产周期长，工艺复杂，质量较难控制。

应用：熔模铸造已在机械、农机、机床、量具、仪表、纺织机械、医疗器械、兵器、汽车、拖拉机、航空航天等领域得到了广泛的应用。

（三）工艺过程：工艺设计—压型设计—压型制造—熔模及浇冒口系统—熔模组焊—上涂料及撒砂—型壳硬化及干燥—熔失熔模（脱蜡）--型壳焙烧—浇注—清理熔模的制造（一）模料：（1） 对模料性能的要求：1）熔点适中—-在60-100℃之间；2）流动性应较好，以利于充型；3）软化点不应低于35-40℃（试样加热时，挠度为2mm 时的温度）4） 收缩率不应大于1%；5）一般铸件模料的抗拉强度不低于14×105N.m -2，大型铸件不低于25×105N.m -2； 6）模料应具备良好的可焊性和较高的焊接强度；7）模料应很好的为耐火材料所润湿8）模料经灼烧后的残留物（灰份）应尽可能的少（2） 模料的组成：高120、中60-120、低60温模料A ：蜡基模料—由烷烃蜡（石蜡，地蜡），脂肪酸蜡，脂蜡组成。

包括：a ：石蜡-松香-地蜡模料---石蜡40% + 松香40% + 地蜡20%； b ：石蜡—低分子聚乙烯模料---石蜡95% + 低分子聚乙烯5%；c ：石蜡---褐煤蜡模料---石蜡60% + 精制褐煤料30% + 聚合松香10%。

烷烃蜡：熔点较低，化学稳定性好，流动性好，具有良好的塑性；热稳定性不高，强度和硬度较低，收缩率较大，涂挂性较差，容易结晶。

酸蜡：热稳定性，强度和硬度都比烷烃蜡高，收缩率较小。

由于酸蜡分子中带有极性基，故对涂料的润湿性好，而化学稳定性差，比烷烃蜡更易结晶。

教师姓名授课形式讲授授课时数1授课日期年月日授课班级授课项目及任务名称第一章铸造第四节特种铸造简介教学目标知识目标掌握特种铸造的特点及其过程。

技能目标学会常见特种铸造的方法。

教学重点三种特种铸造的过程教学难点铸造过程教学方法教学手段借助于多媒体课件和相关动画及视频，详细教授金属型、熔模和实型等三种特种铸造的特点及过程基础知识。

教师先通过PPT课件进行理论知识讲解，再利用相关动画和视频进行演示，让学生能够将理论知识转化成实践经验。

同时学生根据所学内容，完成知识的积累，为以后的实践实训打下基础。

学时安排1.金属型铸造约15分钟；2.熔模铸造约15分钟；3.实型铸造约15分钟；教学条件多媒体设备、多媒体课件。

课外作业查阅、收集特种铸造的相关资料。

检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。

教学后记授课主要内容第四节特种铸造的简介特种铸造是指与型砂铸造方法不同的其他铸造方法。

一、金属型铸造将熔化的液体金属在重力作用下浇入金属铸型内以获得铸件的方法。

金属型是指用铸铁、铸钢或其他合金制成的铸型。

1.特点：（1）铸件精度和表面质量较高。

（2）生产效率高。

（3）组织致密，力学性能较高。

（4）缺点。

不透气，无即让性、使铸件冷却速度快，容易使铸件产生浇不到、冷隔、灰铸件出现白口等缺陷。

2.金属型铸造过程金属型的结构按铸件形状、尺寸不同，主要有整体式和垂直分型两种。

常见的垂直分型式金属结构，它由定型和动型两个半型组成，分型面位于垂直位置。

二、熔模铸造熔模铸造是用易熔材料制成模样，在模样上包覆若干层层耐火材料，制成型壳，然后加热使模样熔化流出后以高温焙烧成为型壳，采用这种型壳浇注，金属冷凝后敲掉型壳获得铸件的方法。

1.特点（1）生产成本高。

因工序繁杂，生产周期长。

（2）铸件尺寸精度高，表面粗糙度值低，且可铸出形状复杂的铸件。

（3）可以铸造各种金属材料。

（4）生产批量不受限制。

2.熔模铸造的工艺过程三、实型铸造实型铸造又称“消失模铸造”或“气化模造型”，是采用聚苯乙烯泡沫模样代替普通模样，造型后不取出模样就浇入金属液，在灼热的液体金属热作用下，烧掉泡沫塑料模而占据空间位置，冷却凝固后即可获得所需的铸件。

特种铸造介绍范文特种铸造是一种高技术含量的铸造工艺，在工业领域中起到了至关重要的作用。

它是一种通过将金属或其他材料熔化后，借助于铸型，将熔化后的材料注入到铸型中，然后通过冷却固化的过程，使其成型的工艺过程。

特种铸造在实际应用中有很广泛的应用范围，如航空航天、汽车、石油化工、冶金、能源等行业，对于提高产品质量、延长使用寿命、降低生产成本等方面起到了重要作用。

首先，特种铸造采用了先进的材料，如高温合金、高强度合金等。

这些材料在一般的铸造工艺中很难实现。

而特种铸造可以通过精细的工艺参数控制，使复杂形状的零部件得以实现。

例如，航空发动机叶片、燃烧室壁板等复杂结构的零部件，利用特种铸造可以实现高质量的生产。

其次，特种铸造具有高精度、高一致性的特点。

在特种铸造过程中，可以通过控制浇注温度、流量、浇注速度等参数，使得产品的尺寸精度得到保证。

同时，特种铸造还可以减少焊接、组装等工序，提高零部件的一致性和性能稳定性。

另外，特种铸造还能够实现零废料生产，节约资源。

在传统的铸造工艺中，往往需要进行大量的修理、修整工序，产生大量的废料。

而特种铸造可以在铸造过程中实现高效率的铸造，减少修整工艺，降低废料的产生。

此外，特种铸造还可以实现大规模、快速生产的需求。

通过合理的设计和工艺参数的控制，可以实现高效率的铸造生产。

这对于一些大规模生产的行业来说，具有重要的意义。

例如，汽车发动机缸体、汽车轮毂等产品，利用特种铸造工艺可以实现高效率、高一致性的生产。

综上所述，特种铸造在现代工业中具有重要的应用价值。

它不仅可以实现高精度、复杂形状零部件的生产，还可以减少废料的产生，提高产品的一致性和性能稳定性。

随着科技的不断发展和进步，特种铸造会在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。