第五章特种铸造
特种铸造
了解各种铸造方法的工艺过程
熟悉各种铸造方法的工艺特点
能够依据铸件结构、合金材料、 生产批量合理选择铸造方法
第五节 特种铸造
特种铸造：
• 与普通砂型铸造有显著区别的铸造方法
• 通过改变铸型条件、浇注方法或结晶条件等生产 铸件
熔模铸造
金属型铸造
压力铸造
低压铸造
离心铸造
第五节 特种铸造
1.外形、内腔简单，少用型芯、活块 2.型芯安放稳固，排气畅通
3.结构斜度
第六节 铸件结构设计
二、合金铸造性能对铸件结构设计的要求 避免产生铸造缺陷
1.壁厚合理且均匀 2.铸件壁间连接合理（连接应有圆角、不同壁厚 的连接逐渐过渡、避免十字交叉和锐角连接）
3.避免铸件收缩受阻
4.防止铸件翘曲变形
第六节 铸件结构设计
1.工艺过程
预
开
制
热
合
型
备
、
型
持
、
质成压喷浇压顶检
品
铸
刷
注
出
型
涂
铸
料
件
金属液
压力铸造工艺过程
第五节 特种铸造
2.工艺特点
（1）铸件尺寸精度高（CT8～4），表面粗糙度小 （Ra=3.2～0.8μm ），一般不经机械加工即可使用；
（2）充型能力好，适于生产薄壁复杂铸件或镶嵌件； （3）高压下结晶，铸件组织致密，力学性能好； （4）生产率高； （5）只适用于低熔点合金；
型芯呈悬臂 状，必须用 型芯撑加固
型芯稳固性大为 提高，且下芯简 便，易于排气
增设两个工艺 孔，加固型芯 易于排气
第六节 铸件结构设计
不合理
特 种 铸 造
二、金属型铸造
金属型铸造是指将液态 金属浇入金属铸型中获得铸 件的工艺。金属铸型有多种 形式，如垂直分型式、水平 分型式和复合型式等，其中 垂直分型式使用方便，应用 最广。
1，2—左右半型；3—底型；4，5，6—分块 金属砂芯；7，8—销孔金属砂芯
图6-23 铸造铝活塞的金属铸型
与砂型铸造相比，金属型铸造具有以下特点。
室；7—压射活塞；8—铸件
图6-24 卧式冷挤压铸机的工作过程示意图
与砂型铸造相比，压力铸造具有以下特点。
（1）铸件的表面质量和尺寸精度高，一般可以不经机械加工而直接 使用。
（2）铸件的强度和硬度较高。 （3）可以压铸形状复杂的薄壁铸件。 （4）压铸件中可嵌铸其他材料，如钢、铸铁、铜合金、钻石等，可 以节省贵重材料和机械加工工时。 （5）压力铸造的生产效率较高，但压铸设备成本高、生产周期长。 （6）压铸件容易产生气孔，不宜进行大余量的切削加工和热处理。
四、低压铸造
低压铸造是指液态金属在较低的压力（一般0.02～0.06 MPa）下， 自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的工艺。
1—铸型；2—密封盖；3—坩埚；4—金属液；5—升液管 图6-25 低压铸造的工艺过程
与砂型铸造相比，低压铸造具有以下特点。
（1）适应性强。由于浇注及凝固时的压力可以人为控制，所以适用 于金属型、砂型、树脂壳型、熔模壳型等铸型。
（1）实现了“一型多铸”。 （2）铸件的精度与表面粗糙度有所改善。 （3）铸件的力学性能高。 （4）金属型铸造的局限性。
三、压力铸造
压力铸造是指液态金属在高压作用下快速充填金属型腔，并在压力下 凝固成铸件的铸造工艺。压力铸造的两大特点是高压和高速充型。
（a）
（b）
（c）
第五章铸造工艺基础
第五章铸造第二篇铸造工艺基础教学内容合金的铸造性能、流动性、收缩性、偏析性；铸件的常见缺陷分析及防止；常见合金铸件的生产；砂型铸造工艺基础；几种典型的特种铸造工艺方法；铸件结构与铸造工艺及合金铸造性能的关系。
目的与要求要求了解合金流动性和收缩的概念、影响因素及其对铸件质量的影响，为铸件设计，选材和制订铸造工艺提供理论基础。
常用合金铸件的生产，要求了解灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢、铜、铝及其合金铸件的生产特点。
砂型铸造要求掌握制定铸造工艺图的基本原则，主要工艺参数的选择原则，分析典型铸件图例，并为今后解决实际问题打好基础。
掌握铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。
特种铸造重点了解金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造基本知识。
‘第一节液态合金的充型充型：液态合金填充铸型的过程。
充型能力：液态金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰健全的铸件的能力。
影响充型能力的主要因素是合金的流动性、浇注条件、铸型填充条件和铸件结构。
一、合金的流动性1．流动性的概念流动性：液态态合金本身的流动能力。
流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件。
流动性好，有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮，排除。
流动性好，易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩。
2.流动性的测定方法以螺旋形试件的长度来测定：如图5-1影响合金流动性的因素:合金成分结金温度范围浇注温度充型压力图5—3所示为铁碳合金的流动性与含碳量的关系。
由图可见，亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔减小，流动性提高。
愈接近共晶成分，愈容易铸造。
二、浇注条件浇注温度浇注温度对合金的充型能力有着决定性影响。
浇注温度愈高，液态金属所含的热量较多，粘度下降，在相同的冷却条件下，合金在铸型中保持流动的时间长。
但是，浇注温度过高会使金属液体的吸气量和总收缩量增大，铸件容易生产气孔、缩孔、缩松、粘砂、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不易过高。
对于形状复杂的薄壁铸件，为避免产生冷隔和浇不足等缺陷，浇注温度以略高些为宜。
4.5 第二篇 第五章 特种铸造
铸件内部质量
铸件加工余量 铸件最小壁厚 /mm 生产率（一般 机械化程度）
结晶粗、中
大 3.0 低、中
同砂型铸件
小 3~4 低、中
结晶粗
小或不加工 0.3 低、中
结晶细
小 铝合金2~3 中、高
表层结晶细 内部多有孔洞
小或不加工 铝合金0.5 最高
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第二篇
铸造
第五章
特种铸造
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第五章
特种铸造
目
第一节 熔模铸造 第二节 消失模铸造
录
第三节 金属型铸造
第四节 压力铸造 第五节 离心铸造 第六节 常用铸造方法的比较
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第一节 熔模铸造
特种铸造是与普通砂型铸造不同的其他铸造方法。特种铸造方法很多，各 有其特点和适用范围。
1. 蜡模制造
（1）压型制造 压型是用来制造单个蜡模的专用模具。 （2）蜡模的压制 将蜡料加热到糊状后，在2~3个大气压力下，将蜡料压 入到压型内，待蜡料冷却凝固便可从压型内取出，然后修去分型面上 的毛刺，即得单个蜡模。 （3）蜡模组装 将若干个蜡模焊在一个预先制好的浇口棒上构成蜡模组。
2. 型壳制造 （1）浸涂料 将蜡模组置于涂料中浸渍，使涂料均匀地覆盖在蜡模组的表 层。 （2）撤砂 它是使浸渍涂料后的蜡模组均匀地粘附一层石英砂。 （3）硬化 制壳时，每涂挂和撒砂一层后，必须进行化学硬化和干燥。 （4）脱蜡 从型壳中取出蜡模形成铸型空腔，必须进行脱蜡。
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第三节 金属型铸造
二、金属型的铸造工艺
1．喷刷涂料 金属型的型腔和金属型芯表面必须喷刷涂料。厚度为0.2~1.0mm。 2．金属型应保持一定的工作温度 通常铸铁件的预热温度为250~350℃，非铁金属铸件100~250℃。 3．适合的出型时间 通常小型铸铁件出型时间为10~60s，铸件温度约为780~950℃。
金属工艺学 第五版 cp2.4特种铸造
b.制造单个泡沫塑料模
C.组装模样束
（2）上涂料 泡沫塑料模样束表面应上两层
涂料。第一层是用来提高表面光洁度的涂料。第
二层是耐火涂料。
（3）填砂、紧实、浇注 （4）落料、清理
消失模铸造特点
1、铸件尺寸精度高(可达5-7级）
2、铸件表面光洁（Ra6.3-12.5um) 3、铸件加工量小 4、铸件无飞边毛刺，落砂清理容易，清理工时少， 劳动环境好 5、消失模铸造不用下芯子，没有分型面，可以采 用灵活的设计，生产出各种形状复杂、薄壁、多孔 槽的铸件。 6、环境污染少， “绿色铸造工程”。 可用于生产铸铁、碳钢、工具钢、不锈钢、铝、镁 及铜合金等铸件。一般情况下，铸件最小壁厚为 4.06mm，最小铸出孔直径可达1.52mm，质量从1KG50t。
工艺过程
金属型的预热（预热温度一般不低于150°C)
金属型导热性好／液体金属冷却快，铸件易出现 冷隔、浇不足、气孔等缺陷。同时保护铸型。
涂料（耐火涂料的厚度为0.3~0.4mm)
利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度； 保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和 热击； 利用涂料层蓄气排气。
第五章 特种铸造
教学重点：每种特种铸造的优越之处和选择原则 教学难点：熔模铸造的工艺过程 教学目标和要求：了解各种铸造方法的特点及应 用范围，每种铸造的优越之处和选择原则。
第四章
特种铸造
特种铸造方法通常是指区别于普通砂型铸造的一些 方法。其在提高铸件精度和表面质量,改善合金性能, 提高生产率,改善劳动条件和降低铸造成本等方面,各 有优越之处。 熔模铸造 离心铸造
金属型成本高，生产周期长
铸造工艺严格， 易出现浇不足、冷隔、裂纹 铸件的形状和尺寸受一定的限制
特种铸造
3、压力铸造
• 压力铸造使用的设备是压铸机，由动型、 定型以及压室等组成。可移动的压铸型部 分叫动型。安装在压铸机固定板上且固定 不动的压铸型部分叫定型，其中有浇注系 统与压室相通。压铸型用耐热的合金工具 钢制成，加工质量要求很高，需经严格的 热处理。 （铸造过程）
特点及应用范围
（1）压铸件尺寸精度高，表面质量好，一般不需机 加工即可直接使用。 （2）压力铸造在快速、高压在成型，可压铸出形状 复杂、轮廓清晰的薄壁精密铸件，铝合金铸件最 小壁可达0.5mm，最小壁孔径直径为0.7mm。 （3）铸件组织致密，力学性能好，其强度比沙型铸 件提高25%~40%。 （4）生产率高，劳动条件好。 （5）设备投资大，铸型制造费用高，周期长。
概念：
• 特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造 方法。 • 常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型 铸造、压力铸造、离心铸造等。
1、熔模铸造
• 熔模铸造是用易熔材料制成模样，然后用 造型材料将其表面包覆，经过硬化后再将 模样熔去，从而制成无分型面的铸型壳， 最后经浇注而获得铸件的方法。 • 由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，所以 熔模离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸 型中，使其在离心力作用下凝固成形的铸 造方法。 • 铸造过程
特点及应用范围：
• （1）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩 孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。 • （2）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系 统，简化了工艺，节约了金属。 • （3）便于制造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬。 • （4）离心铸造内表面粗糙，尺寸不易控制，需要 加大加工余量来保证铸件质量，且不适宜易偏析 的合金。
• 熔模铸造的工艺过程：
• 压型 注蜡 • 蜡模组 • 脱蜡、焙烧 • 完成
金属工艺学特种铸造
金属工艺学特种铸造金属工艺学是一门研究金属材料的加工和制造过程的学科。
其中一个重要的领域是特种铸造，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
特种铸造包括几种不同的技术，如精密铸造、石膏模铸造和压力铸造等。
这些技术具有各自的特点和应用范围，可以满足不同的需求。
精密铸造是一种高精度铸造技术，常用于制造精密零件，如精密机械零件、航空航天部件、光学器件等。
这种铸造技术要求铸件的尺寸精度和表面质量非常高，通常需要采用特殊的模具和生产工艺来实现。
石膏模铸造是一种常用的铸造技术，适用于制造小型和中型铸件。
这种技术使用石膏作为模具材料，通过石膏模具的蒸发和热解来获得最终的铸件。
石膏模铸造具有成本低、生产周期短的优点，因此在一些小批量生产和快速投产的应用中得到广泛使用。
压力铸造是一种通过加压将熔融金属注入模具的技术。
常见的压力铸造方法包括压力砂铸造和压力真空铸造。
压力铸造能够获得高密度、无缺陷的铸件，具有优异的机械性能和表面质量。
这种技术广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。
除了上述的几种特种铸造技术，金属工艺学还涉及到其他一些铸造工艺，如表面涂层、热处理和机加工等。
这些工艺可以进一步改善铸件的性能和质量，满足不同的使用需求。
总之，特种铸造是金属工艺学中的一个重要分支，涉及到多种复杂和特殊的铸造工艺。
通过合理选择和应用这些技术，可以生产出满足各种要求的高质量铸件。
特种铸造是金属加工领域中一个非常重要的分支，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
在特种铸造中，通过选择合适的材料、模具和生产工艺，可以生产出高质量、高精度和特殊形状的金属铸件。
在特种铸造中，精密铸造是一项重要的技术。
它采用高精度模具和特殊填充工艺，可以生产出非常精确的铸件。
精密铸造常用于制造精密机械零件、航空航天部件、光学器件和医疗器械等。
这些铸件在尺寸精度、表面质量和功能要求方面都有较高的要求。
通过精密铸造技术，可以确保铸件的尺寸、形状和表面质量的稳定性，满足各种严苛的应用要求。
特种铸造——精选推荐
第一章、熔模铸造★熔模铸造的定义：熔模铸造通常是在可溶模样的表面涂覆多种耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模样熔去，而获得与模样形状相应空腔的型壳，再经过焙烧，然后在壳型温度很高的情况下进行浇注，从而获得铸件的一种方法。
★主要用蜡料制造可熔模样，人们把熔模称为蜡模，把熔模铸造称为失蜡铸造，也有人简称此法为精密铸造。
★在熔模铸件的铸造工艺确定以后，生产中的第一道工序就是制造熔模。
★熔模铸造的特点主要有：①铸件的尺寸精确；②可铸造形状复杂的铸件（铸件最小壁厚可为0.5mm，可铸最小孔径为0.5mm，最小铸件重量可达1克，重的达10kg以上）；③不受铸件材料的限制；④铸件的尺寸不能太大，重量也有限制；⑤工艺过程复杂，工序繁多，使生产过程控制难度大增，消耗的材料较贵，对模具和设备要求较严，生产周期长；⑥铸件冷却速度慢，铸件晶粒粗大。
★熔模铸造中对模料性能的要求有：①模料的熔化温度应该在60~90℃之间，以便于配制模料、制模和脱模；②模料的开始熔化温度和终了熔化温度间的范围不应太窄或太宽；③模料的软化点（软化温度，指标准模料试样按规定悬臂式地放置在热变形测定仪上，经2h后下垂2mm时的保温温度，又称热稳定性）要高于40℃，以保证制好的熔模在室温下不发生变形；④模料在工作温度下应具有良好的流动性，能很好充填压型型腔，并在充型流动时温度变化范围内，其流动性变化较小，以保证获得表面光洁的熔模，还能充分复制型腔形状。
其流动性还应保证脱模时模料易从型壳流出；⑤模料的热胀（收缩）率要小而稳定；⑥要求模料凝固后有高的强度、韧性和表面强度；⑦模料应能被型壳涂料很好润湿和附着，使涂料在制壳时能均匀涂覆在熔模表面，正确复制熔模的几何形状；⑧模料在高温灼烧后，遗留的灰分要少，使焙烧后型壳内腔尽可能干净，防止铸件夹渣；⑨模料的化学活性要低，不应和生产过程中所遇材料发生化学作用，并对人体无害；⑩模料要有好的焊接性，便于组合模组；密度要小，以减轻操作过程中工人的劳动强度；能多次使用，价格便宜，来源丰富。
《特种铸造》课件
3 金属模铸造
金属模铸造使用金属模具进行铸造，适用于 制造高温、高压和高强度要求的零部件。
4 水玻璃硅溶胶复合型铸造
水玻璃硅溶胶复合型铸造是一种以水玻璃和 硅溶胶为粘结剂的新型铸造工艺，适用于制 造复杂形状和高精度零部件。
特种铸造的材料
金属材料
特种铸造使用多种金属材料，如铁、铝、铜、镁等，以满足不同零部件的要求。
特种铸造中常用的质量控制方法包括材料测试、尺寸测量、表面质量检查和性能 测试等。
特种铸造的未来发展趋势
新材料的不断引入
技术的不断更新与升级
特种铸造将继续引入新材料，如 高温合金、复合材料等，以满足 不断提高的产品性能和功能需求。
特种铸造将借助先进的技术，如 计算机辅助设计、模拟仿真和智 能化制造等，提高生产效率和产 品质量。
《特种铸造》PPT课件
特种铸造是一种制造复杂金属部件的高级金属加工方法。本课件将介绍特种 铸造的定义、工艺、材料、质量控制和未来发展趋势。
简介
什么是特种铸造？特种铸造是一种高级金属加工方法，用于制造复杂的金属部件。它在现代工业中起着重要作 用，并具有丰富的历史和不断发展的前景。
特种铸造的历史和发展：特种铸造技术的起源可以追溯到古代文明时期，经历了多个阶段的演变和改进，如金 属模铸造和水玻璃硅溶胶复合型铸造。
特种铸造在现代工业中的应用：特种铸造广泛应用于航空航天、汽车、能源、工程机械等领域，为各行各业提 供高质量、高精度的零部件。
特种铸造工艺
1 砂型铸造
砂型铸造是最常见的铸造工艺，使用砂型作 为模具，适用于制造大型复杂金属部件。
2 石膏模铸造
石膏模铸造是使用石膏模具进行铸造的工艺， 适用于制造精密细节和表面平整度要求较高 的零部件。
机械制造基础第五章特种铸造
特种铸造
为获得高质量、高精度的铸 件，提高生产率，人们在砂型 铸造的基础上，创造了多种其 它的铸造方法；通常把这些有 别于砂型铸造的其他铸造方法 通称为特种铸造。
挤压铸造
离心铸造 特种铸造 金属型铸造 陶瓷型铸造
压力铸造 熔模铸造
低压铸造
4.1 熔模铸造
熔模铸造是一种用易熔的蜡料制成 模样，然后在模样上涂挂耐火材料，待 耐火材料结壳硬化后，将模样熔化排出，
（2）工艺特点
①喷刷涂料 ☆防冲刷； ☆缓冷却； ☆蓄气、排气。 ②预热铸型 铸铁件：250～350℃ 有色金属件：100～250℃ ③控制开型时间：10～60 S ④控制浇注温度 ⑤控制铸件壁厚
特点：
（1）尺寸精度高（IT12~IT16）、表面粗糙度小 （Ra12.5~6.3μm），机械加工余量小。 （2）铸件的晶粒较细，力学性能好。 （3）可实现一型多铸，提高了劳动生产率，且节约 造型材料。
7.自动测试与控制
8.铸造车间计算机管理 9.敏捷制造技术
缸体低压铸造数值模拟
不足：
气体难以排出，压铸件易产生皮下 气孔，压铸件不能进行热处理，也不宜 在高温下工作；金属液凝固快，厚壁处 来不及补缩，易产生缩孔和缩松；设备 投资大，铸型制造周期长、造价高，不 宜小批量生产。
4.4 低压铸造
低压铸造是采用较压力铸造低的 压力（一般为0.02～0.07Mpa），将金 属液从铸型的底部压入，并在压力下 凝固获得铸件的方法。 低压铸造是介于重力铸造（如砂 型、金属型铸造）和压力铸造之间的 一种铸造方法。
但金属型的制造成本高，不宜生产大型、形状复杂 和薄壁铸件；由于冷却速度快，铸铁件表面易产生 白口，切削加工困难；受金属型材料熔点的限制， 熔点高的合金不适宜用金属型铸造。
铸造工程学-特种铸造
应用先进的传感器和检测技术对铸造过程进行实 时监控和数据采集，为生产优化和质量控制提供 依据。
大数据与人工智能技术
利用大数据分析和人工智能技术对铸造过程进行 优化和控制，实现精益生产和智能化决策。
05 特种铸造质量控制与检测
质量影响因素分析
原材料质量
特种铸造对原材料的成分、纯净度和 组织结构有严格要求，原材料质量直
热处理设备
对铸件进行退火、正火、淬火等热处理，改善其力学性能和加工 性能。
表面处理设备
采用喷涂、电镀、化学处理等方法对铸件表面进行防护和装饰， 提高其耐腐蚀性和美观度。
自动化与智能化技术应用
1 2 3
自动化生产线
实现铸造生产全过程的自动化，包括熔炼、造型、 浇注、清理等工序，提高生产效率和产品质量稳 定性。
低压铸造
01
02
03
定义
低压铸造是在低压气体作 用下，使液态金属由下而 上地充填型腔并凝固成形 的铸造方法。
工艺流程
合模→升液→充型→增压 →保压→卸压→开模取件 。
特点
铸件组织致密，力学性能 高，可铸造大型复杂薄壁 铸件，适用于铝合金等有 色金属的铸造。
离心铸造
定义
离心铸造是将液态金属浇 入旋转的铸型中，在离心 力作用下充填铸型和凝固 成形的铸造方法。
造型与制芯技术
3D打印技术
01
通过逐层堆积材料的方式构建三维模型，可快速制造出复杂形
状的砂型和芯子。
机器人造型
02
利用机器人进行自动造型，提高生产效率和造型精度。
陶瓷型芯制造技术
03
采用陶瓷材料制造型芯，具有高温稳定性、耐磨损等优点，适
用于高精度铸件生产。
4特种铸造
a) 水平分型式
b) 垂直分型式 金属型的种类
c) 复合分型式
二、金属型的铸造工艺
1、喷刷涂料 、 2、金属型应保持一定的工作温度 、 3、适合的出型时间 、
三、金属型铸造的特点和适用范围
1、优点： 、优点： （1）一型多铸，便于实现机械化和自动化生产，有 ）一型多铸，便于实现机械化和自动化生产， 利于提高生产率； 利于提高生产率； （2）铸件精度和表面质量比砂型铸造显著提高； ）铸件精度和表面质量比砂型铸造显著提高； （3）结晶组织致密，铸件的力学性能显著提高； ）结晶组织致密，铸件的力学性能显著提高； （4）劳动条件显著改善。 ）劳动条件显著改善。 2、缺点： 、缺点： （1）金属型制造成本高、生产周期长； ）金属型制造成本高、生产周期长； （2）铸造工艺要求严格，易出现浇不足、冷隔、裂 ）铸造工艺要求严格，易出现浇不足、冷隔、 纹等铸造缺陷； 纹等铸造缺陷； （3）金属型铸件的形状和尺寸有一定限制。 ）金属型铸件的形状和尺寸有一定限制。 3、使用范围：铜、铝合金不复杂铸件的大批量生产， 铝合金不复杂铸件的大批量生产， 、使用范围： 如铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦、 如铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦、衬套
1、优点： 、优点： （1）铸件精度和表面质量较其它铸造方法均高； ）铸件精度和表面质量较其它铸造方法均高； （2）可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮 ）可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、 等； （3）铸件的强度和硬度都较高； ）铸件的强度和硬度都较高； （4）压铸的生产率较其它铸造方法均高。 ）压铸的生产率较其它铸造方法均高。 （5）便于采用镶铸（镶嵌法） ）便于采用镶铸（镶嵌法） 2、缺点： 、缺点： （1）压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长，用于大批量 ）压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长， 生产； 生产； （2）压铸高熔点合金时，压型寿命很低； ）压铸高熔点合金时，压型寿命很低； （3）由于压铸速度高，铸件内部易产生气孔和缩松； ）由于压铸速度高，铸件内部易产生气孔和缩松； （4）压铸件不能用热处理方法来提高性能。 ）压铸件不能用热处理方法来提高性能。 3、应用：铝、镁、锌合金铸件生产，如汽缸体、箱体、喇叭外 锌合金铸件生产，如汽缸体、箱体、 、应用： 化油器等。 壳、化油器等。
第五章 特种铸造
通用采用消失模新工艺铸造的铝合金缸体
消失模铸造示意图
美国消失模铸造情况（生产和增长速度） 应用
轿车 载货汽车 造船业 管件 机床 一般工业 其他 总计
t /年 增长速度 增长速度 （1997年） （1994~1 （1997~2 997年）% 000年）% 82.697 13 52 5.110 44 232 8.463 65 43 11.057 163 200 7.018 6 15 7.105 19 45 19.026 60 168 140.676 27 83
特种铸造
熔模铸造 低压铸造
压力铸造
特种铸造
消失模 铸造
金属型 铸造
连续铸造
离心铸造
熔模铸造(失蜡铸造 )
Investment casting (the lost wax process )
产品
生产汽轮机及燃气轮机的叶片，泵的叶轮，切削刀具， 以及飞机、汽车、拖拉机、风动工具和机床上的小型 零件。
冷变形加工 热变形加工
机械加工
66-82
45-50
特种铸造
为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们 在砂型铸造的基础上，创造了多种其它的铸造方法； 通常把这些有别于砂型铸造的其他铸造方法通称为特 种铸造。 特种铸造属先进铸造，是铸造技术沿精密、洁净和 高效方向的发展。 其中最主要的发展是铸造过程数控自动化与铸造工 艺的绿色化。
第五章 特种铸造
山东科技大学材料科学与工程学院
由于铸造是提供毛坯的主要工艺 ，精密铸造就意味着毛
坯组织致密、表面光洁，和尺寸精度高，可达到少、无切削加 工和直接成形。在节省材料和能源上有鲜明的意义。
成形加工方法 铸 造
产品耗能量
106Jkg-1
特种铸造及应用范围
特种铸造及应用范围特种铸造是指应用特殊材料、特殊工艺或特殊设备进行铸造生产的铸造方法。
由于特种铸造具有广泛的应用范围和独特的技术特点，因此在诸多领域中得到了广泛的应用。
首先，特种铸造在航空航天领域中具有重要的地位。
在航空航天工业中，要求零部件具有较高的强度、耐高温、耐腐蚀等特殊性能。
特种铸造技术能够满足这些要求，因此在航空航天领域内被广泛应用。
例如，特种铸造技术可以用于生产发动机叶片、涡轮盘等高温部件，以及飞机舵面等结构部件。
其次，特种铸造在能源领域也起着重要的作用。
特种铸造技术可以用于生产核电站中的核燃料座和反应堆压力容器等部件。
同时，在风力发电领域，特种铸造技术可以用于生产大型风力发电机组轮毂、风叶等关键零部件。
此外，特种铸造还可以应用于石油装备制造，例如石油钻井平台和海底油气管道等部件的生产。
另外，在汽车制造领域，特种铸造也得到了广泛应用。
汽车发动机中的缸体、曲轴等关键零部件，以及车轮、差速器壳体等结构部件，都可以通过特种铸造技术进行生产。
特种铸造技术不仅可以提高零部件的强度和耐磨性，还可以实现零部件的轻量化设计，提高整车的燃油经济性。
此外，特种铸造还在军事工业中发挥着重要作用。
军事装备对零部件的要求通常较高，需要具备较高的强度、耐磨性、耐腐蚀性等特殊性能。
特种铸造技术可以满足这些要求，因此在军事装备制造中得到了广泛应用。
例如，特种铸造技术可以用于生产坦克炮塔、弹头、导弹外壳等关键零部件。
最后，特种铸造还在工程机械领域中得到了广泛应用。
工程机械常常需要承受较大的载荷和振动，因此需要具备较高的强度和韧性。
特种铸造技术可以通过合金配方的优化和特殊工艺的应用，提供高强度、高韧性的零件。
例如，特种铸造技术可以用于生产挖掘机的斗齿、履带链轮等耐磨零部件，以及起重机的滚筒、起重机钩等承载零部件。
综上所述，特种铸造具有广泛的应用范围。
在航空航天、能源、汽车制造、军事工业和工程机械等领域中，特种铸造技术都发挥着重要的作用。
第5讲：特种铸造
机械制造基础
金工教研室 制造科学与工程学院
机械制造基础
第四讲 特种铸造与铸件工艺性
• 特种铸造方法
– – – – – – – – 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 低压铸造 离心铸造 陶瓷型铸造 实型铸造 消失模铸造
机械制造基础
熔模铸造
•
– – – – – – – –
熔模铸造
IT 11－14 Ra25－3.2 复杂形状，但铸件不宜过大 最小壁厚达0.7mm，最小直径0.5mm 适用于铸造各种金属，尤其是合金高熔点合金 制造复杂周期长 适于难切削、高熔点、复杂小零件 不受批量限制。
不限
各种铸造方法比较
8
9
陶瓷型 铸造
连续铸 造 真空铸 造 挤压铸 造 消失模 铸造
钢、铁
中、大 件
坯料或 型材
不限
1.6~12.5
12.5~100
6~8
—
5
6000
不限
4
10
11 12
不限
不限 不限
小件
< 25 不限
不限
6 不限
机械制造基础
－
1.6~50 3.2~100
—
7~9 7~9
1000
1000 不限
机械制造基础
机械制造基础
机械制造基础
离心铸造
机械制造基础
离心铸造
• 液态金属浇入旋转的铸型中，金属在离 心力作用下充填铸型和凝固成型。 • 特点及适用范围
–适用于旋转体铸件的生产，省去浇冒口； –铸件致密，机械性能好； –可以实现双金属铸造， –易产生偏析，内表面不易控制。
机械制造基础
卧式离心铸造机
选择铸造方法
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二、铸造工艺: 铸造工艺 工艺: 1. 喷刷涂料； 喷刷涂料； 2. 铸型预热（250-350℃）； 铸型预热（250-350℃ 3. 适合的出型时间 。 三、特点: 特点: 1. 一型多铸，提高生产效率； 一型多铸，提高生产效率； 2. 冷却快，结晶组织致密，力学性能好；表面光洁； 冷却快，结晶组织致密，力学性能好；表面光洁； 3. 金属型结构较复杂，有较高的模具制造成本。 金属型结构较复杂，有较高的模具制造成本。 四、应用: 铜、铝合金不复杂中小铸件的大批量生产，如铝活 应用: 铝合金不复杂中小铸件的大批量生产， 塞、气缸盖等。 气缸盖等。
第二节、 金属型铸造 第二节、
金属型铸造－将液态金属浇入金属铸型以获得铸件的成形方法。 金属型铸造－将液态金属浇入金属铸型以获得铸件的成形方法。 称永久型铸造。 又称永久型铸造。 一、 金属型构造 金属型分： 整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。 金属型分： 整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。
第三节、 压力铸造 第三节、
压力铸造（简称压铸） 压力铸造 （ 简称压铸 ） 在高压下将液态或半液态合金快速 地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件。 地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件。 一、压力铸造的工艺过程
动型
静型
卧式压铸机的工作过程： 卧式压铸机的工作过程： 合型 注入金属 压铸 压型分开 抽芯 推出铸件
第五章 特种铸造
铸造的分类
砂型铸造 特种铸造 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造 消失模铸造等
第Hale Waihona Puke 节、熔模铸造 第一节、熔模铸造: 用易熔材料制成模样，在模样表面包覆耐火涂料制 熔模铸造: 用易熔材料制成模样，在模样表面包覆耐火涂料制 成型壳，再将模样熔化排出型壳 铸型经高温焙烧 成型壳，再将模样熔化排出型壳，铸型经高温焙烧 即浇注。 即浇注。 一.熔模铸造的工艺过程 包括：蜡模制造、 壳制造、焙烧和浇注等步骤。 包括：蜡模制造、型壳制造、焙烧和浇注等步骤。
第五节
消失模铸造 消失模铸造
消失模铸造 消失模铸造(又称气化模铸造、实型铸造） 铸造( 实型铸造） 原理: 用泡沫塑料模样替代木模或金属模进行的砂型铸造。 原理: 用泡沫塑料模样替代木模或金属模进行的砂型铸造。 一. 工艺过程示意: 工艺过程示意:
消失模铸造 消失模铸造
二. 特点 没有分型面，省去起模和修型工序，生产周期短， 没有分型面，省去起模和修型工序，生产周期短，效 率高，铸件精度好，成本低，但只能一模一件。 率高，铸件精度好，成本低，但只能一模一件。 三. 应用 可用于任意复杂，不受结构、尺寸、批量、合金种类 可用于任意复杂，不受结构、尺寸、批量、 限制的不同要求。 限制的不同要求。
电机壳
模座
讲题: P93复习题 (8)题 讲题:书P93复习题第(8)题 复习题第 作业: 作业: P93 (1) (3) (5)
二、压力铸造的特点 压力铸造的特点 1. 尺寸精度和表面质量最高，不经机械加工即可使用； 尺寸精度和表面质量最高，不经机械加工即可使用； 2. 可压铸形状复杂的薄壁件； 可压铸形状复杂的薄壁件； 3. 铸件的强度、硬度较高； 铸件的强度、硬度较高； 4. 生产效率高； 生产效率高； 5. 设备（压铸机）、模具投资较大，对模具设计要求 设备（压铸机）、模具投资较大， ）、模具投资较大 较高。 较高。 三、应用 铝、镁、锌合金铸件的大批量生产，如化油器、气缸 锌合金铸件的大批量生产，如化油器、 体等。 体等。
熔模铸造电教17分钟 熔模铸造电教17分钟
二. 特点 1. 铸件精度高，表面光洁； 铸件精度高，表面光洁； 2. 适用于各种合金铸件，更适用于高熔点、难加工 适用于各种合金铸件 更适用于高熔点、 各种合金铸件， 的高合金钢铸造； 的高合金钢铸造； 3. 形状复杂程度不限，生产批量不限； 形状复杂程度不限，生产批量不限； 4. 工艺过程复杂，原材料价格高，铸件成本高。 工艺过程复杂，原材料价格高，铸件成本高。 三. 应用 最适宜于45kg以下高熔点 难以切削加工的合金钢铸件。 以下高熔点、 最适宜于45kg以下高熔点、难以切削加工的合金钢铸件。 用于汽车、 汽轮机、仪表等小型精密铸件生产。 用于汽车、航空、汽轮机、仪表等小型精密铸件生产。
第四节 离心铸造
离心铸造—将液态合金浇入高速旋转的铸型， 离心铸造—将液态合金浇入高速旋转的铸型，使其在离心力 作用下充填铸型并结晶。 作用下充填铸型并结晶。
离心铸造示意图
离心铸造机
一、主要特点： 主要特点： 1. 铸造圆筒形或环形铸件时，可省去型芯。 铸造圆筒形或环形铸件时，可省去型芯。 2. 便于制造双金属铸件。 便于制造双金属铸件。 应用：铜套(Cu)、汽缸套等； 二、应用：铜套(Cu)、汽缸套等；