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1、液态成型工艺,材料成型的内涵,液态成型 铸造及模具 塑性成型 锻压及模具 冲压及模具 挤压、轧制 冷拔及模具 连接成型 焊接、粘接 机 械 连 接,由“型”得“形” “形”随“型”变,产品 价值（美元） 钢 板 5 马 蹄 掌 10.5 钢 针 3,550.8 手表指针 250,000 改变，创造价值；改变，提升价值。 希尔顿,什么是液态成型？,将金属熔炼成符合一定要求的熔体并浇入到具有一定形状的铸型中，经冷却、凝固和清理后得到具有预定形状、尺寸和性能的制品（零件或毛坯）的工艺过程。俗称铸造。,铸造生产现场,铸造生产的特点, 适应范围广 壁厚从几百微米几百毫米 长度从几毫米十几米 质量从几克几
2、百吨 可制造各种合金铸件 铸件尺寸精度高（与锻件、焊接件相比） 成本低廉,铸造生产的特点,铸造生产之所以被广泛应用 主要是因为： a 容易实现机械化生产 b 可大量利用废、旧金属料 c 与锻造相比，动力消耗少 d 尺寸精度高，加工余量小 e 有效的节约物力和财力,铸造生产的意义,在机械产品中，如在机床、内燃机、重型机器中，7090%为铸件； 在农业机械中，5070%为铸件； 在汽车工业中，30%为铸件。 铸件质量的好坏，直接影响到产品的质量，影响到企业的生存与发展。由此可见，铸造生产在国民经济中占有极其重要的地位。,铸造方法,按照铸造原理不同分为： 砂型铸造 金属型铸造 压力铸造 精密铸造（陶
3、瓷型铸造、熔模铸造） 特种铸造（离心铸造、壳型铸造） 真空吸铸,砂型铸造,砂型铸造是将金属液体注入到具有一定形状的砂型，在自然条件下冷却结晶，形成铸件的一种铸造方法。 砂型铸造我国传统的三大铸造方法之一，具有悠久的历史。 砂型铸造的基本过程： 混砂造型分箱起模开设浇注系统合箱浇注 砂型铸造按不同的砂型材料分为： 粘土砂砂型、水玻璃砂砂型、树脂砂砂型、覆膜砂砂型等。 砂型铸造适用范围：主要适用于各类形状较为简单的铸件生产。,金属型铸造,金属型铸造：是将金属液体注入到具有一定形状的金属铸型，在重力作用下充型。冷凝后获得铸件的一种铸造方法。 常用灰铸铁制作金属型。型芯可以是金属芯，也可以是砂芯。 金
4、属型铸造形式： 整体式金属型铸造适用于形状简单且无分型面的金属铸件 组合式金属型铸造因为开、合金属型方便，适用于制造形状较为复杂的金属铸件。 金属型铸造主要适用于有色金属材料，铸造精度高，加工余量少。,压力铸造,压力铸造：用高压将金属液高速压入压铸模型内，并在压力作用下冷却凝固，形成铸件的一种铸造方法。 高速与高压是压力铸造的重要特征。 压铸工作过程：型模涂料驱动动型合型移动活塞，压入金属液增压冷却开型顶杆顶出铸件。 压铸方法：高压铸造、中压铸造、低压铸造 压铸方式：立式压铸、卧式压铸、热压式压铸 立式和卧式压铸需要对金属液进行定量，生产率受到限制。热压式压铸法由于可实现连续压铸，故生产率大大
5、提高，但由于压室和活塞完全浸没在金属液中，对材料的高温强度要求高，故只适用于压铸低熔点的有色金属材料。,压力铸造,压力铸造的特点： 可生产形状复杂的薄壁零件； 可获得极高的精度和较低表面粗糙度； 可镶嵌其他材料，节省贵金属材料和加工工时； 生产率极高； 压铸速度快，易产生气孔； 设备投资大，模具制造费用高，故只适用于大批量生产复杂的薄壁的中、小有色合金零件。,陶瓷型铸造,陶瓷型铸造属于精密铸造的一种 所用的陶瓷浆料为： 刚玉粉（100%）、硅酸乙酯水解液粘结剂（3740%） 催化剂 氢氧化钙（0.20.3%） 透气剂 双氧水（0.20.3%）及适量酒精 主要工艺过程： （用二氧化碳硬化水玻璃砂
6、）制作砂套定位（已涂脱模剂的）金属母模浇灌陶瓷浆料固化后 取出金属母模加热喷烧使型壳固化合箱浇注 主要用途：适用于制造模具类铸件。 陶瓷型铸造的特点：表面精度高，工序复杂。,熔模铸造,熔模铸造： 制备压型采用低熔点合金或钢制备压型以获得溶模或蜡模 压制溶模或蜡模将糊状配料（50%石蜡+50%硬脂酸加热溶化拌和而成）压入压型，取模后在冰水中浸泡冷却 焊成溶模组 挂涂料（石英粉加水玻璃拌和而成） 撒砂固化将挂好涂料的熔模组撒上一层石英砂，浸入到氯化铵溶液中固化重复挂涂料、撒砂、固化过程，使之形成一定厚度的硬壳 制成型壳将溶模放进8095热水中溶化蜡液，形成空腔型壳 填砂浇注，形成铸件 适用范围由于
7、工序复杂、繁多 ，适用于复杂的、精密的、无切削或少切削的、难加工的中小零件的批量生产,离心铸造,离心铸造：是将液态金属注入到无型芯的旋转铸型，在离心力作用下结晶，形成铸件的一种铸造方法 卧式离心：铸造件壁厚均匀，适用于铸造管套类铸件 立式离心：铸造件壁厚不均匀，内表面呈抛物面，适用于铸造盘环类铸件 刷涂料目的：是防止由于金属导热较快而使铸件形成白口 通水的目的：是加快冷却速度 离心铸造的铸件外表面光洁，内表面粗糙，易形成偏析， 离心铸造适用于大批量生产管套类铸件,壳型铸造,壳型铸造：属于特种铸造的一种。（壳型铸造采用覆膜砂） 铸造过程：预热金属模板翻斗法撒砂于金属模板继续加热烘烤已形成的塑性壳
8、型顶壳脱模合箱浇注 铸造特点：铸件尺寸精度高、表面质量与机械性能好、废品率低、用砂量少、生产成本高、加热时产生刺激性气味 壳型铸造适用于大批量小件生产,铸造技术发展史,在我国，铸造生产已有几千年的历史，是世界上最早掌握铸造工艺技术的文明古国。 在夏代 开始采用陶范（泥型）铸造青铜手工器具和农具，造就了灿烂的商周青铜文化。这时期铸造出了许多著名的铸件，如四羊尊、龙虎尊、司母戊方鼎等。 春秋战国时期 陶范铸造有了新的突破与发展，突出表现在莲鹤方壶、编钟和剑的铸造上。,铸造技术发展史,春秋中期 发明了生铁冶铸技术，用生铁铸造的农具和手工工具取代了青铜器，成为生产的主要工具。 东周西周之交，发明了熔模
9、（失蜡）铸造，铸造出更复杂、更细腻精密的器具和纹饰。如曾侯乙尊和盘、错金铜博山炉、方彝、王子午鼎、铜车马等。 唐代以后 大型、特大型铸件不断涌现，显示了我国中世纪冶铸生产的宏大规模。现存的著名大型铸件有沧州铁狮、当阳铁塔、武当金殿、永乐大钟,铸造技术发展史,新中国成立后 我国的铸造技术又有了很大的发展。20世纪50年代初开始在纺织机械行业自行设计、投产机械化造型的铸造车间，并先后在机床、汽车、拖拉机等行业从外国引进机械化造型生产线，结束了我国长期沿袭下来的单一手工造型方法，从此进入了机械化铸造生产年代。,铸造技术发展史,近年来 计算机在铸造生产中得到了广泛应用。可成功的利用计算机对各种铸造过程
10、进行数值模拟。例如：凝固过程的数值模拟、充型过程的数值模拟等。根据模拟结果可以准确有效的预测各种铸造缺陷能否产生及产生的部位，从而调整工艺方案，优化工艺过程，大幅度减少产品试制过程中的人力、物力消耗。,铸造的历史,立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。 突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，其造型在世界上亦属首见。,湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑,铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重w约46吨。钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铜钟
11、合金成分为：铜80.54、锡16.40、铝1.12，为泥范铸造。,永乐大钟,现代铸造,我国已成功地生产出了世界上最大的轧钢机机架铸钢件（重410t）和长江三峡电站巨型水轮机的特大型铸件,客车的6T-891型同步变速器（铝合金）,钛合金氢泵壳体,镁合金压铸件,感受铸造,铸造方法适应性广,铸造方法,砂型铸造： 粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等 特种铸造： 熔模铸造、压力铸造、 陶瓷型铸造、连续铸造、 离心铸造、石膏型铸造、 实型铸造、金属型铸造等,砂型铸造生产的铸件,手工造型用工具,熔模铸造,熔模铸造生产的铸件,压力铸造,压力铸造生产的铸件,陶瓷型铸造,陶瓷型铸造生产的铸件,连续铸造,连铸,挤压,离心铸造,离心铸造生产的铸件,离心铸造：最大重量达几公斤至十多吨，最大直径达3米，长8米，最小直接可以为8毫米,石膏型铸造,实型铸造（消失模铸造）,实型铸造生产的铸件,铸造的发展趋势,未铸先知 高质量、高性能 艺术品铸造,数值模拟与仿真,三维建模,端盖ZG25的数值模拟结果,多棱钢业集团滚轮铸造工艺改进,艺术品铸造,武当山金殿,铸造是一门既古老 而又年轻的技术。,
