金属工艺学_第2篇_热加工工艺基础_01铸造04_LJH.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,金属工艺学,主讲教师：,李 建 辉,联系电话：,13617656978,电子信箱：,ljh_hit,冶金与材料工程学院,LJHCQUST,金属热加工工艺,金属液态凝固成形（铸造）,金属固态塑性成形（锻压）,金属连接成形（焊接）,热加工工艺,一、熔模铸造,二、金属型铸造,三、压力铸造,四、低压铸造,五、离心铸造,第四节 特种铸造简介,熔模铸造（亦称为精密铸造、失蜡铸造）,用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂若干层耐火涂料制成型壳，经硬化后再将模样熔化，排出型外，从而获得无分型面的铸型；铸型经高温焙烧后即可进行浇注。,一、熔模铸造,第四节 特种铸造,模样材料：蜡基材料、树脂（松香）材料,铸型材料：起粘附作用的涂料和起支撑作用的石英砂材料,一、熔模铸造,第四节 特种铸造,熔模铸造,蜡模制造,生产工艺过程,结壳,脱蜡,（熔模）,焙烧、造型,、,浇注,落砂,清理,压型,蜡模压制,浸涂料,撒砂,（石英砂）,硬化,干燥处理,化学硬化,热水法,高压蒸汽法,耐火材料,粘结剂,8001000,C,焙烧,600700,C,浇注,打碎型壳,落砂,去浇口、,毛刺清理,蜡模组装,熔模铸造过程示意图,第四节 特种铸造,一、熔模铸造,（二）熔模铸造的主要特点及适用范围,1,）铸件的精度和表面质量较高，尺寸公差等级可达,IT11IT14,，,表面粗糙度,Ra,值可达,12.5m1.6m,。,2,）,适用于各种合金铸件的批量或单件生产。,3,）可制造形状较复杂的铸件，铸出孔的最小直径为,0.5mm,，,最小,壁厚可达,0.3mm,。,4,）,工艺过程较复杂，生产同期长，制造费用和消耗的材料费用较,高，多用于小型零件（从几十克到几千克），一般不超过,45kg,。,熔模铸造主要用于形状复杂、难以切削加工的小零件，例如汽轮机叶片以及飞机、汽车、机床等上的小型零件。,第四节 特种铸造,一、熔模铸造,第四节 特种铸造,一、熔模铸造,熔模铸造典型零件,熔模铸造主要用于形状复杂、难以切削加工的小零件，例如汽轮机叶片以及飞机、汽车、机床等上的小型零件。,第四节 特种铸造,一、熔模铸造,熔模铸造镂空附饰,金属型铸造又称硬模铸造，永久型铸造，是将液体金属浇入金属铸型，在重力或其它作用下充填铸型，以获得铸件的铸方法。铸型一般用铸铁或耐热钢制成，可重复使用几千次至几万次。,二、金属型铸造,典型金属型构造（复合式分型）,第四节 特种铸造,（一）金属型材料特点,为保证使用寿命，制造金属型的材料具备如下的性能：高的耐热性和导热性，反复受热不变形，不破坏；一定的强度、韧性及耐磨性；好的切削加工性能。金属型材料一般选用铸铁、碳素钢或低合金钢。,（二）金属型铸造的工艺特点,1.,金属型预热,金属型预热温度主要通过试验来确定，一般不低,于,150,。,2.,刷涂料,金属型表面应喷刷一层耐火涂料（厚度约为,0.1mm0.5mm,），,以保护型壁表面，免受金属液的直接冲蚀和热,冲,击。,3.,浇注,由于金属型的导热能力强，因此浇注温度应比砂型铸造高,20,30,。如铸铁为,13001370,，锡青铜为,11001150,，对薄壁,小件取上限，对厚壁大件取下限。,4.,开型时间,对于金属型铸造，要根据不同的铸件选用合适的开型时间，,通常开型时间为,1060s,，具体数值需通过试验来确定。,二、金属型铸造,第四节 特种铸造,（三）金属型铸造的特点和应用范围,1,）金属型铸件冷却快，组织致密，力学性能高；,2,）铸件的精度和表面质量较高（,IT12IT16，Ra 2512.5m,）,；,3,）浇冒口尺寸较小，液体金属耗量减少，一般可节约,15%30%,；,4,）节省造型材料，容易实现,“,一型多铸,”,，生产率高,。,金属型铸造的主要缺点是金属型无透气性和退让性，铸件冷却速度大，容易产生浇不到、冷隔、裂纹等缺陷。另外，金属型铸造生产周期长，成本高，工艺参数严格。,二、金属型铸造,金属型铸,造主要用于铜合金、铝合金等有色金属的大批量铸造生产，如活塞、连杆、气缸盖等。,第四节 特种铸造,二、金属型铸造,金属型铸,造主要用于铜合金、铝合金等有色金属的大批量铸造生产，如活塞、连杆、气缸盖等。,第四节 特种铸造,金属型模具,金属型铸造零件,压力铸造,简称压铸，,是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填型腔（一般为金属铸型），并在压力作用下成型和凝固而获得铸件的方法。常用压射压力为,5,150,MPa,，充填时间很短，约,0.010.2s,。,高压高速是压力铸造的重要特点。,压铸过程主要由压铸机来实,现。压铸机分热压室式和冷压室式两类。其中，热压室压铸机的压室与坩埚连成一体，而冷压室压铸机而这时分开的。,冷压室卧式压铸机基本结构,三、压力铸造,第四节 特种铸造,三、压力铸造,冷压室卧式压铸机工作原理,第四节 特种铸造,合模、浇注,压射,开型取件,压铸的特点和应用,1.,压铸优点：,1,）铸件尺寸精度最高（,IT1113,），表面粗糙度最小（,Ra6.31.6m,）；,2,）可以做形状复杂的薄壁件；,3,）铸件强度和表面硬度都较高；,4,）生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化。,2.,压铸缺点：,1,）压铸时高速液流会包住大量空气，凝固后在铸件表皮下形成气孔，故压铸件不宜进行较多余量的切削加工，以免气孔外露。,2,）压铸黑色金属时，压铸型寿命很低，困难较大。,3,）设备投资大，生产准备周期长。,三、压力铸造,压力铸,造应用广泛，可用于生产锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等有色金属铸件，其中铝合金占比重最大，约为,3050%,。,第四节 特种铸造,三、压力铸造,压力铸,造应用广泛，可用于生产锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等有色金属铸件，其中铝合金占比重最大，约为,3050%,。,第四节 特种铸造,压力铸造典型零件,四、低压铸造,低压铸造,是液体金属在压力作用下自下而上充填型腔，并在压力作用下凝固获得铸件的方法。所使用的铸型通常为金属型，也可以是砂型。与压力铸造相比，所用的压力较低（,0.020.06MPa,），所以称为低压铸造。,第四节 特种铸造,低压铸造的特点和应用,1,）采用底注式充型，金属液流动平稳，提高了铸件的合格率；,2,）充型压力和金属液速度便于控制，适用于各种铸型；,3,）金属利用率高，可达,9098%,（与砂型铸造相比，省去了冒口）；,4,）铸件在压力下结晶，组织致密，力学性能好，尤其适于大型薄壁件；,5,）生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化。,低压铸,造广泛应用于对质量要求较高的铝、镁合金铸件，如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等，同时也可用于铸造各种铜合金铸件。,第四节 特种铸造,四、低压铸造,低压铸,造广泛应用于对质量要求较高的铝、镁合金铸件，如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等，同时也可用于铸造各种铜合金铸件。,第四节 特种铸造,四、低压铸造,低压铸造典型零件,五、离心铸造,离心铸造,顾名思义，离心铸造是在离心力作用下成型铸件的，也就是将熔融金属液浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力作用下填充铸型并凝固成型。离心铸造的铸型可以是金属型，也可以是砂型。,第四节 特种铸造,立式,卧式,低压铸造的特点和应用,优点：,1,）制造筒形件时省去型芯和浇注系统，大大简化套筒、管类铸件的生产过程；,2,）由于离心力的作用，改善了补缩条件，铸件组织致密，产生缩孔、缩松等缺陷的几率很小，力学性能较好；,3,）充型能力较好，适用于流动性较差的合金和薄壁件的生产；,4,）可以生产双金属铸件，结合面牢固。,缺点：容易产生比重偏析，内表面粗糙等缺陷。,离心铸,造广泛应用于制造铸铁管、气缸涛、铜套、双金属轴承、特殊钢的无缝管坯、造纸机滚筒等铸件的生产。,第四节 特种铸造,五、离心铸造,第四节 特种铸造,五、离心铸造,离心铸,造广泛应用于制造铸铁管、气缸涛、铜套、双金属轴承、特殊钢的无缝管坯、造纸机滚筒等铸件的生产。,离心铸造典型零件,