特种铸造方法总结

特种铸造总结

1. 熔模铸造：在可熔模样的表面涂覆多层耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模样熔去，而获得具有与模样形状相应空腔的型壳，再经过焙烧，然后在型壳温度很高情况下进行浇注，从而获得铸件的一种方法。

2. 工艺流程：压型设计、熔模制造、制模组、模组脱脂、型壳制造、脱模、型壳焙烧、浇注、清理

3. 特点：优点：a铸件尺寸精确，表面粗糙度小。b可铸造形状复杂的铸件。C不受铸件材料的限制。d可批量生产。缺点：a铸件尺寸不能太大，重量也有限制，适用于中小型铸件。b工艺过程复杂，工序繁多，生产周期长。c铸件冷却速度慢，故晶粒粗大。因此熔模铸造适用于形状复杂，难以用其他方法加工形成的精密铸件的生产。

4. 对模料性能的要求：a熔化温度60——90，便于配制模料，制模，脱模b模料熔化温度范围不应太窄或太宽。C模样的软化点高于40，制好的熔模室温不变形d工作温度下具有良好流动性e热胀（收缩）率要小而稳定f凝固时具有高强度、韧性、表面硬度，防止制造过程中破损擦伤g能被涂料很好的润湿和附着h高温焙烧后灰分少，使型腔内腔干净i化学活性低，对人无害j好的焊接性，便于组模，密度小，复用性高，价格便宜来源丰富。

5. 模料反复使用性能恶化，强度降低，脆性增大，收缩率增大，流动性涂挂性变差，颜色由白变褐红。模料的变质原因：硬脂酸变质。a硬脂酸弱酸性，随温度升高酸性增强，与Al Fe等发生置换反应。生产中模料与铝器铁器等接触，反应。b硬脂酸与碱发生中和反应（壳型制造用水玻璃做粘结剂）。脱模时与硬水中钙镁离子反应。皂化反应。生成硬脂酸盐称为皂盐或皂化物，大多不溶于水，混在模料中，使其变质。

6. 模料回收处理方法：a酸处理法（盐酸，硫酸）化学反应式书上p16。b活性粘土法。膨润土可把经酸处理后的物质的盐和其他杂志聚集在其周围生成沉淀，净化模料。C电解法，去除模料中铁离子，与硬脂酸亲和力强，形成硬脂酸铁。用Hcl做电解质。

7. 型壳制造工艺流程：模组除油脂、涂挂涂料层、撒砂，干燥硬化（若加硬化剂会带入水分，要干燥）重复撒砂干燥、脱模、高温焙烧

8. 型壳成分：耐火涂料（浆）：耐火粉料，水，粘结剂。撒砂材料，用来固定涂料层，增加型壳厚度

9. 型壳性能要求：1强度。有足够室温和高温强度2热震稳定性，抵抗急冷急热的能力3高温稳定性4透气性5型壳粗糙度，型腔尺寸精度满足要求6导热性好7脱壳性好

10. 常用耐火材料性能：1硅石Sio2 含量大于96% 熔点耐火度相对较低1650，随温度升高发生多次同质多晶转变2石英玻璃 ，Sio2含量大于99.1%，非晶型二氧化硅熔体3刚玉（α—Al2o3）熔点2050，密度大，导热性好，价高，主要生产不锈钢，耐热合金，表面质量要求高的铸件。4铝硅系列耐火材料

11. 粘结剂：a硅酸乙酯水解液 （线性，网状结构），硅酸乙酯：水：乙醇：盐酸 =50:9:40:1体积比。配置后放置周期8小时后使用，最多不超过2周，保证水解过程（放热）不超过55度。混制顺序：水+盐酸—酸化水+硅酸乙酯—分配加入乙醇 ，耐火度高，强度高，制得铸件的尺寸精度表面粗糙度好，但是价格高，硅酸乙酯涂料使用期不超过2周b水玻璃。主要是钠水玻璃，主

要成分硅酸钠和水，型壳中残留一定氧化钠，与氧化硅配合使用。c硅溶胶。带有无定形二氧化硅微小颗粒的水基胶体溶液。二氧化硅30%

12. 制壳工艺：干燥硬化阶段1硅溶胶：自然情况20多小时，可采取气体对流，适当提高温度，空气相对湿度30-60%，风速3m\s，风温25-30可缩短硬化时间3h。2水玻璃：需干燥20分钟，加硬化剂，25%的氯化铵溶液，硬化20多小时，干燥（除硬化剂）3硅酸乙酯水解液：缩聚过程产生大量水，干燥24h，通常通入氨气。

金属型铸造

1金属型铸造定义：将金属液用重力浇铸法浇入金属型，以获得铸件的一种方法

2金属型铸件成型特点：a金属型的导热性比砂型的大b金属型材料没有透气性c金属型没有退让性P81

3金属型与砂型铸造相比的优缺点：

优点a、逐渐的质量和尺寸稳定，尺寸精度高，避免表面粘沙b、组织致密度提高，晶粒细小，力学性能高c、铸造环境好，有利于实现机械自动化e、液态金属的工艺获得率高，比砂型节约15%~30%的液态金属

缺点：a、制造成本高，生产准备费时多，不能生产大型铸件且铸件外形不易太复杂b、透气性差，易产生气泡气孔c、无退让性，收缩无法进行，易产生裂纹d、须严格控制工艺参数，预热温度高易造成晶粒粗大，低则易产生浇不足冷隔e、生产的铸件必须进行热处理

4无透气性而产生的影响及措施：

a、由于金属型无透气性，气体易被挤入凹入的死角或两股金属液的汇合处，形成浇不足、冷隔b、长期使用的金属型表面会有许多裂纹，浇铸后被金属液封闭在裂纹中的气体受热膨胀钻入失去流动性的金属中，在铸件表面形成密集或分散的针孔c、高温气体作用下铸型内壁被氧化产生氧化夹杂

措施：a、建立排气系统b、表面刷一层厚的涂料排气或者采用砂芯排气c、选择发气量较小的涂料和原材料d、进行预处理，如修补裂纹清理铁锈以防止产生针孔和氧化夹杂

无退让性的影响及措施：

a变形热裂纹b冷裂c铸件金属型的损坏

措施：a设计方面（铸件在铸型中停留时间）b尽早取出铸件c工艺方面（拔模斜度、润滑剂、砂芯）

5金属型铸造工艺：

a、金属型的预热

若不预热金属液急冷产生浇不足冷隔缺陷金属型急热开裂

b、金属型的浇铸

比砂型的浇铸温度高浇铸速度：速度快易产生急热，卷入气体，顾应先慢后快保持液流平稳

c、铸件的出型和抽芯时间

铸件冷却至塑性变形温度范围内并有足够的强度时出型抽芯

d、金属型工作温度的调节（金属型的冷却）

直接喷水冷却采用金属型内部的冷却水循环

e、涂料

涂料的作用：改善金属型的排气条件保护金属型改善铸件的质量④控

制铸件的冷速

涂料层的性能要求：化学稳定性要好足够的耐火度一定的黏着强度④流变性能要好⑤发气量小

f、涂料的组成

耐火材料、粘结剂、载体、附加物

6外裂纹

产生机理：浇铸后铸型内表面温度快速升高膨胀，外表面温度及膨胀量相对较小，造成内表面膨胀受阻产生应力，应力大于材料的应力极限时产生裂纹

产生原理：a、预热不够b、金属型设计不合理导致应力集中c、外表面存在缺陷d、铸型存在铸造应力e、相变应力f、铸型强度不够

金属型受交变热应力示意图

2 2 2

3 3 3

T T T

4

4 4

刚浇铸完 铸件凝固时 取出铸件后

7金属型的变形原因

a、金属型强度刚度不够b、金属型长期处于高温c、结构设计不合理d、应力e、开型时间

8烧伤

铸件与型壁某一部分粘合；原因a、涂料不均匀b、铸件与铸型相融合（熔焊）

离心铸造

离心铸造是将液态金属浇入旋转铸型中，使液态金属在离心力作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造方法。

特点：1、优点：a、由于离心力比重力大数十倍，金属液充型能力得到提高。b、提高铸件力学性能（排出夹杂、缩松缩孔、提高致密度）c、不用型芯便可生产出中空铸件d、减少液态金属在浇冒口处的消耗，生产成本低e铸造合金材料及铸型都不受限制

2、缺点：a、偏析b、中空铸件内表面粗糙，尺寸难以控制c只能生产圆柱形中空件d适应性差（适于离心铸造成型的铸件形状类型较少）

离心力场铸件成型特点：立式离心铸造金属液自由表面为一绕垂直轴的回转抛物面。卧式离心铸造金属液自由表面近圆柱型表面向下偏移。

离心铸造中金属液的凝固特点：a、倾斜柱状晶b、层状偏析

金属液定量方式a、体积定量法b、质量定量法c、自由表面高度定量法

铸型转速的选择：成型性mgmrw2

致密性a康氏公式)/55200(0prnb重力系数公式orGn/9.29

低压铸造 液体金属在不大的外界压力（20-80kp）作用下，从型腔底部引入金属

液，让金属液自下而上的充填型腔，以形成铸件的铸造方法。

特点：优点a、充型速度易控制，充型平稳b、组织致密，力学性能得到提高c提高了液态金属的充型能力d无冒口铸造，提高了工艺收得率e工作环境好易于实现机械化自动化

缺点a模具装备方面消耗增加b坩埚升液管长期与金属液接触易报废

工艺流程（重点）a升液阶段b充型阶段c增压阶段d保压阶段e泄压阶段P129图自己看

13. 陶瓷型铸造：在硅酸乙酯水解液和耐火粉料的陶瓷浆料中加入破坏硅酸乙酯水解液稳定性的催化剂，用浇灌浆料代替捣实型砂的方法制造铸型，浇注金属液生产铸件。

14. 特点：优点：铸件尺寸精度高，可以浇注多种合金，可铸造重达十几吨的精度要求较高的铸件，生产准备简单。缺点：成本高，不适于批量大、结构复杂、重量轻铸件的生产，难于实现机械化自动化。

15. 组成材料：粘结剂（硅酸乙酯水解液）、耐火材料、催化剂、附加剂（透气剂、脱模剂）

耐火材料有：硅石，刚玉，铝钒土、锆英石、碳化硅。催化剂：氢氧化钙、氧化镁。为了改变水解液的ph值，促进浆料结胶。

透气剂：双氧水。增加透气性。脱模剂：油润滑性的物质，腊，机油，凡士林。Q=Fhγ。

工艺过程：砂套—灌浆-结胶-起模-喷烧型腔-浇注

起模，浆料有很好弹性，尚未发生脱液收缩之前。