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1、铸造生产新工艺随着科学技术的进步和国民经济的发展，对铸造提出优质、低耗、高效、少污染的要求。目前，一些新的科技成果正逐步走出试验室，与传统工艺结合创造出新的铸造方法，以不断满足机械制造方面新的特殊需要。一、低压铸造低压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。低压铸造介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。浇注时压力和速度可人为控制，故可适用于各种不同的铸型；充型压力及时间易于控制，所以充型平稳；铸件在压力下结晶，自上而下定向凝固，所以铸件致密，力学性能好，金属利用率高，铸件合格率高。图4-34为J45低压铸造机，其工艺过程（图4-35
2、）是：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过浇口平稳地进入型腔，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液流入坩埚，再由气缸开型并推出铸件。图4-34 J45低压铸造机（a）合型 （b）压铸 （c）取出铸件图4-35 低压铸造示意图1-铸型；2-升液管；3-坩埚炉；4-铝液；5-铸件低压铸造具有液体金属充型比较平稳，铸件成形性好，铸件组织致密，机械性能高，劳动条件好，设备简单，易实现机械化和自动化等优点。二、实型铸造实型铸造是用聚苯乙烯泡沫塑料制成带有浇冒口的铸模，造型时填入砂型
3、不需取模。浇注时，铸模被高温金属液气化，金属液便取代原铸模的位置而凝固成铸件。实型铸造又称 “气化模铸造”或“全模铸造”。实型铸造没有分型面不用取模，可大大简化造型操作工艺。但同时它对型砂、造型方法、涂料及浇冒口也提出了新的要求。其工艺过程如图4-36所示。 （a）泡沫塑料模 （b）造型 （c）浇注 （d）铸件无毛刺、飞边图4-36 实型铸造工艺过程实型铸造的优点是：能节约大量木材；由于聚苯乙烯泡沫塑料的比重小, 所以使制模操作方便、工序简化，大大减轻劳动强度，并提高劳动生产率；泡沫塑料模表面光洁，可提高铸件的表面光洁度。主要缺点是模样只能使用一次，模样易变形以及模样汽化、蒸发产生的气体会污染
4、环境。适于铸造大、中型各种金属合金的铸件，最大铸件可达数吨，目前己能浇注质量较好的铸铁件，并逐步应用于铸钢件的生产。三、垂直分型无箱射压造型在造型、下芯、合型及浇注过程中，铸型的分型面呈垂直状态（垂直于地面）的无箱射压造型法称为垂直分型无箱射压造型，其工艺特点见图4-37所示，主要适用于中小铸件的大批量生产。垂直分型无箱射压造型工艺的优点是：采用射砂填砂又经高压压实，砂型硬度高且均匀，铸件尺寸精确，表面粗糙度低；无需砂箱，从而节约了有关砂箱的一切费用；一块砂型两面成形，既节约型砂，生产效率又高；可使造型、浇注、冷却、落砂等设备组成简单的直线流水线，占地省。其主要缺点是：下芯不如水平分型时方便，
5、下芯时间不允许超过7 s 8s，否则将严重降低造型机的生产效率；模板、芯盒及下芯框等工装费用高。图4-37 DISA垂直分型无箱射压造型机工艺过程1-射砂板；2-压实模板；3-反压模板（a）正反压模板组成造型室，射砂（b）正压模板实型砂（c）反压模板退出，完成起模 （d）正压模板将砂型推出，合型（e）正压模板退回，完成起模（f）反压模板复位，关闭造型室四、多触头高压造型高压造型的压实比压大于0.7MPa，砂型紧实度高，铸件尺寸精度较高，铸件表面粗糙度低，铸件致密性好，与脱箱或无箱射压造型相比，高压造型辅机多，砂箱数量大，造价高，需造型流水线配套。比较适用于汽车制造类生产批量大、质量要求高的现代
6、化生产，我国各大汽车制造厂已有这类生产线的引进。多触头由许多可单独动作的触头组成，可分为主动伸缩的主动式触头和浮动式触头。使用较多的是弹簧复位浮动式多触头，如图4-38所示。当压实活塞1向上推动时，触头4将型砂从余砂框3压人砂箱2，而自身在多触头箱体5的相互连通的油腔内浮动，以适应不同形状的模样，使整个型砂得到均匀的紧实度。多触头高压造型通常也配备气动微振装置，以便增加工作适应能力。（a）原始位置 （b）压实位置图4-38 多触头高压造型工作原理1-压实活塞；2-砂箱；3-余砂框；4-高压触头；5-多触头箱体五、真空密封造型真空密封造型主要用于生产汽油机缸体、缸盖及铁路机车配件等。真空密封造型
7、一种全新的物理造型方法，其基本原理是在特制的砂箱内，填入无水无粘结剂的干石英砂，用塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，借助铸型内外的压力差(约40kPa)使型砂紧实和成形。真空密封造型又称真空薄膜造型、减压造型、负压造型，适用于生产薄壁、面积大、形状不太复杂的扁平铸件。主要优点是：铸件尺寸精确，能浇出2mm3mm的薄壁部分；铸件缺陷少，废品率可控制到1.5以下；砂型成本低、损耗少，回用率在95以上；噪声小、粉尘少，工作环境比较好，劳动强度低。缺点是：对形状复杂、比较高的铸件覆膜成形困难，工艺装备较复杂，造型生产率比较低。真空密封造型过程(图4-39)：通过抽气箱抽气，将预先加热好的塑料薄膜吸贴到模样
8、表面上；放置砂箱，充填型砂，微振紧实；刮平，覆背膜，抽真空，使砂型保持一定的真空度；在负压状态下起模、下芯、合型浇注；铸件凝固后恢复常压，型砂自行溃散，取出铸件。图4-39 真空密封造型过程示意图1-模板；2-抽气箱；3-发热元件；4-塑料薄膜；5-砂箱；6-型砂；7-背膜；8-型腔；9-铸件（a）模板（b）加热薄膜（c）覆膜、抽真空（d）放砂箱（e）填砂（f）紧实（g)起模（h)合型（i）落砂问题讨论1.什么是铸造？铸造生产有哪些优缺点？2.简述砂型铸造的生产过程。3.型（芯）砂应具有哪些性能？这些性能对铸件质量有何影响？4.手工造型的方法有那几种？选用的主要依据是什么？5.制芯时应采用那些
9、工艺措施？6.制造模样和芯盒时应注意哪些问题？7.机器造型的实质是什么？紧砂与起模有哪些方式？8.浇注系统有哪几部分组成？其主要作用是什么？9.冒口的作用是什么？其设置的原则是什么？10.试述金属型铸造的特点和应用范围。11.试述压力铸造的特点和应用范围。12.简述熔模铸造的工艺过程。它有何特点？用于何种场合？13.合金的铸造性能有哪些？其影响因素是什么？14.何谓铸造应力？如何减小和消除应力？15.冲天炉的炉料有哪几部分组成？各起什么作用？16.铸件有哪些常见的缺陷？它们产生的主要原因是什么？17.何谓浇注位置？确定铸件浇注位置的基本原则是什么？18.何谓分型面？选择铸件分型面时，应考虑那些原则？19.下列铸件在大批量生产时，采用什么铸造方法为宜？车床床身；汽轮机叶片；铸铁污水管；煤气罐安全阀；气缸套；生活用铁锅；滑动轴承
