模具专08-1,23材料成型基础.第十章铸造成形工艺幻灯片.ppt

《工程材料及成型工艺基础》第十章 铸造成形工艺 概述 1、何为铸造？熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法，称为铸造。? 2、铸造优缺点 优点： 1）可以生产出形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、床身、机架等。2）铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm到1m左右。3）铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件，故铸件成本较低。 缺点：? 1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。2）铸件质量不够稳定。 一、合金铸造性能的概念 铸造性能——合金易于液态成型而获得优质铸件的能力。 合金的铸造性能包括金属的流动性、凝固温度范围和凝固特性、收缩性、吸气性等。 （三）机器造芯 机器造芯一般方法：震击造芯机、微震压实造芯机、普通射芯机。 机器造芯新方法：热芯盒射芯机造芯、冷芯盒射芯机造芯、壳芯机造芯。 四、离心铸造 将金属液浇进高速旋转的铸型内使之在离心力作用下充型并凝固的方法。 （一）离心铸造机 （二）离心铸造的特点及应用范围 五、消失模铸造 第五节 铸造质量与成本分析 一、铸件的主要缺陷极其防止措施 表10-12 二、铸件成本分析 1、铸件设计与成本 2、铸造工艺与成本 3、管理与成本 作业 P198 题7,10,12 THE END 图1-41 熔模铸造过程示意图 （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IT14-IT11，表面粗糙度Ra值可达12.5mm-1.6mm。2）适用于各种合金铸件。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25kg。 金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸方法。（一）金属型为保证使用寿命，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（厚度为0.3mm－0.4mm），以保护型壁表面，免受金属液的直接冲蚀和热击。 二、金属型铸造 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℃。铝合金为680℃－740℃，铸铁为1300℃－1370℃，锡青铜为1100℃－1150℃，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，具体数值需通过试验来确定。 （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3）浇冒口尺寸较小，液体金属耗量减少，一般可节约15%－30%。4）不用砂或少用砂。金属型铸造的主要缺点是金属型无透气和退让性，铸件冷却速度大，容易产生浇不到、冷隔、裂纹等缺陷。 压力铸造（简称压铸）的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。常用压射压力为5－1500MPa，充填速度约0.5－50m/s，充填时间很短，约0.01－0.2s。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。热压室式压铸机工作原理见图1－42。 图1-42 热压室式压铸机工作原理 三、压力铸造 冷压室式压铸特点是压室和熔化合金的坩埚连成一体，压室不浸在液体金属中， 多用于低熔点合金。冷压室式压铸机分立式和卧式两种类型，卧式冷压室式压铸机工作原理见图1－43与图1-44。 图1-43 冷压室式压铸机工作原理 图1-45 冷压室式压铸机推杆顶出机构工作原理 （二）压铸的特点和应用1. 压铸优点：1）铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。2）铸件强度和表面硬度都较高。3）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许多气孔，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。 一、铸件结构的合理性铸件结构的铸造工艺性包括：铸件结构的合理性；铸件结构的工艺性；铸件结构对铸造方法的适应性。