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1、材料成型技术基础铸造成形技术(二)童幸生 2004年8月铸造方法砂型铸造特种铸件砂型铸造一、砂型铸造：是应用最广泛的铸造方法。撑 握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确设计 铸件的基础。 1、砂型铸造的生产流程：【流程图例】 2、分类：根据完成造型工序的方法不同，砂型 铸造分为以下二种：【手工造型】紧砂与起模由手工完成。 【机器造型】紧砂与起模由机器完成。流程图例手工造型手工造型操作灵活，工艺装备简单， 生产准备时间短，适应强。可用于各种 大小形状的铸件。但是，手工造型对工 人的技术水平要求较高。生产率低，劳 动强度大，铸件质量不稳定，主要用于 单件、小批量的生产左图为手工紧砂，右图为手工起模。手
2、工造型机器造型用机器全部完成或至少完成紧砂操作 的造型工序称机器造型。机器造型生产效率高，改善劳动条件 ， 对环境污染小。机器造型铸件的尺寸精度 和表面质量高，加工余量小。但设备和工 艺装备费用高，生产准备时间较长，适用 于中、小型铸件成批或大批量生产。机器造型1、紧砂方法： 震压紧砂 点击播放震压机的原理其紧砂原理是：多次使充满型砂的砂箱 、震击活塞、气缸等抬起几十毫米后自由下 落，撞击压实气缸，多次震击后砂箱下部型 砂由于惯性力的作用而紧实。上部较松散的 型砂再用压头压实。这种方法所用机械结构简单，价格低廉， 应用较普通。但是噪声大，砂型紧实度不高 ，铸件质量和生产率还不能生产上的要求。观
3、看影像震压紧砂 抛 砂 抛砂机的抛砂机头的电动机驱动高速叶片 ，连续地将传送带运来的型砂在机头 内初步 紧实，并在离心力的作用下，型砂呈团状被 高速（3060ms）抛到砂箱中，使型砂逐 层地紧实。抛砂紧实同时完成镇砂与紧实两个工序， 生产效率高、型砂紧实密度均匀。抛砂机适 应性强，可用于任何批量的大、中型铸型或 大型芯的生产。观看影像抛 砂机器造型2、起模方法： 型砂紧实以后，就要从型砂中正确地 把模样起出，使砂箱内留下完整的型腔 。造型机大都装有起模机构，其动力也 多半是应用压缩空气，目前应用广泛的 起模机构有顶箱、漏模和翻转三种。顶箱漏模翻转顶箱起模 顶箱起模：型砂紧实后，开动顶箱机构，
4、使四根顶杆自模板四角的孔（或缺口）中上 升，而把砂箱顶起，此时固定模型的模板仍 留在工作台上，这样就完成起模工序。顶箱 起模的造型机构比较简单，但起模时易漏砂 ，因此只适用于型腔简单且高度较 小的铸型 ，多用于制造上箱，以省去翻箱工序。观看影像漏模起模漏模起模：采用漏模起模方法，为了避免 起模时掉砂，将模型上难以起模部分做成可 以从漏板的孔中漏下，即将模型分成两部分 ，模型本身的平面部分固定在模板上，模型 上的各凸起部分可向下抽出，在起模过程中 由于模板托住型砂，因而可以避免掉砂，漏 模起模机构一般用于形状复杂或高度较大的 铸型。观看影像翻箱起模 翻转起模：型砂紧实后，砂箱夹持器将砂 箱夹持在
5、造型机转板上，在翻转气缸推动下 ，砂箱随同模板、模型一起翻转180度，然后 承受台上升，接住砂箱后，夹持器打开，砂 箱随承受台下降，与模板脱离而起模。这种 起模方法不易掉砂。适用于型腔较深，形状 复杂的铸型。由于下箱通常比较复杂些，且 本身为了合箱的需要，也需翻转180度，因此 翻转起模多用来制造下箱。观看影像特种铸件除砂型铸造以外的铸造方法。从铸造工艺 角度来看，铸件的尺寸精度及表面粗糙度主 要取决于铸型的质量。因此。为了提高铸件 的表面质量，应以改进铸型材料或造型工艺 入手。而为了提高铸件的内部质量，则主要 依靠改善液态金属充填及随后的冷却条件。 当然，改善液态金属的充填条件，提高液态 金
6、属的充型能力，也有利于改善铸件的表面 粗糙度及精度。为了克服砂型铸造的缺点， 人们在生产实践中，不断探求新的铸造方法 。特种铸件一、金属型铸造将熔融金属浇入金属铸型而获得铸件 的方法称为金属型铸造。与砂型不同的 是，金属型可以反复使用，故铸造又称 “永久型铸造“。观看影像金属型的结构类型其中的垂直分型式由于便于开设内浇道、取出铸件和 易实现机械化而应用较多。 金属型一般用铸铁或铸钢制造，型腔采用机加工的方 法制成，不妨碍抽芯的铸件内腔可用金属芯获得，复杂 的内腔多采用砂芯金属型的铸造工艺生产过程观看影像金属型铸造的应用观看影像金属型铸造的特点金属型复用性好，实现了“一型多铸“，可节省大量造 型
7、材料和工时，提高了劳动生产率。铸件力学性能高，由于金属导热性能好，散热快，使 铸件结晶致密，提高了力学性能。铸件尺寸精确，表面粗糙度可达到Ral2563微 米，切削加工余量小，节约原材料和加工费用。金属型生产成本高，周期长，铸造工艺要求严格，不 适于单件，小批量生产。由于金属型的冷却速度快，不宜铸造形状复杂和大 型薄壁件。金属型铸造主要用于大批量生产的、形状 简单的有色金属件，如飞机、汽车、拖拉机、内燃机 的铝活塞、气缸体、缸盖、油泵壳体以及铜合金轴瓦 、轴套等。金属型铸造的三大工艺要点金属型应保持合理的工作温度铸铁件250300，有 色金属件100250。浇注前要对金属型进行预热，而在使用过
8、程中，为防止铸型吸热升温，还必须用散 热装置来散热。喷刷涂料其目的是防止高温的熔融金属对型壁直接进 行冲击，保护型腔。利用涂层厚薄，可调整和减缓铸 件各部分冷却速度，提高铸件的表面质量，涂料一般 由耐火材料（石墨粉、氧化锌、石英粉等）、水玻璃 粘结剂和水制成。涂料层厚度约为0l05mm。掌握好开型时间为防产生裂纹和白口组织,通常铸铁件 出型温度为780950左右,开型时间为1020 S。特种铸件二、压力铸造压力铸造的工作原理与特征： 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。压铸时所用的 压力高达数十兆帕（甚至超过200MPa），其 速度约为540ms，熔融
9、金属充满铸型的时 间为0.010.2S，高压和高速是压铸区别于一 般金属型铸造的重要特征。观看影像压力铸造是在专用的压铸机上进行的。下图为压力铸造的原理图观看影像（1）卧式冷压室压铸机的工作过程 观看影像（2）立式冷压室压铸机的生产过程观看影像（4）压铸生产的特点：观看影像（3）热压室压铸机的工作原理与生产过程（下图工作原理图）观看影像特种铸件三、熔模铸造用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包 覆若干层耐火涂料，制成形壳，解出模样后 经高温焙烧即可饶注的铸造方法称熔模铸造 。熔模铸造不一定用蜡基模料，也可用松香 基模料、塑料和盐基模料等，如塑料聚苯乙 烯模、尿素模，是一种精密铸造方法。观看影像熔
10、模铸造熔模铸造的工艺过程观看影像熔模铸造的应用观看影像熔模铸造的特点：熔模铸造没有分型面，型壳内表面光洁，耐火度高， 可以生产尺寸精度高和表面质量好的铸件，可实现少 切削或无切削加工，尺寸精度CT47，表面粗糙精度 Ra1.6一12.5。能铸出各种合金铸件，尤其适合铸造高熔点、难切削 加工和用别的加工方法难以成形的合金，如耐热合金 、磁钢、不锈钢等。可生产形状复杂的薄壁铸件，最小壁厚可达03mm ，最小铸孔直径达05mm。熔模铸造工艺过程复杂，工序多，生产周期长（4 15天），生产成本高。而且由于熔模易变形，型壳强 度不高等原因，熔模铸件的质量一般在 25kg以内。熔 模铸造用来生产那些形状复
11、杂、熔点高、难于切削加 工的小型零件如汽轮机叶片。特种铸件四、低压铸造低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之 间的一种铸造方法低压铸造的基本原理： 观看影像在一个盛有液态金属的密封坩埚中，由进气管通入 干燥的压缩空气或惰性气体，由于金属液面受到气体 压力的作用，金属液则自上而下地沿升液导管和浇口 充满铸型的型腔，保持压力直至铸件完全凝固。消除 金属液面上压力后，这时升液导管及浇口中尚未凝固 的金属因重力作用而回流坩埚中。然后打开铸型取出 铸件。低压铸造低压铸造设与生产过程：观看影像低压铸造所用压力较低（一般低于0.1MPa）， 设备简单充型平稳，对铸型的冲刷力小，铸型可 用金属型也可用砂型。铸件
12、在压力下结晶，组织 致密，质量较高。广泛应用于铝合金、铜合金及 镁合金铸件。如发动机的气缸盖、曲轴、叶轮、 活塞等。低压铸造的特点：观看影像特种铸件五、离心铸造离心铸造是将熔融金属浇入绕水平、倾斜 或立轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固 成形的铸件的轴线与旋转铸型轴线重合的铸 造方法。铸件多是简单的圆筒形，不用芯子 即可形成圆筒内孔。 观看影像离心铸造必须在离心铸造机上进行。离心 铸造可分立式和卧式两类立式离心铸造机 ：卧式离心铸造机 ：观看影像观看影像离心铸造的特点和应用不需要型芯就可直接生产筒、套类铸件，使铸造工艺大 大简化，生产率高、成本低。 在离心力作用下，金属从外向内定向凝固，铸件组织致 密，无缩孔、缩松、气孔、夹杂等缺陷，力学性能好。 不需要浇口、冒口，金属利用率高。 便于生产双金属铸件，例如钢套镶铜轴承等，其结合面 牢固，又节省铜料，降低成本。 离心铸造的铸件易产生偏析，不宜铸造密度偏析倾向大 的合金； 而且内孔尺寸不精确，内表面粗糙，加工余 量大；不适于单件、小批量生产，目前，离心铸造已广 泛用于制造铸铁管、气缸套铜套、双金属轴承、特殊的 无缝管坯、造纸机滚筒等
