特种铸造及铸造新技术
铸造工程-特种铸造
7.1 特种铸造的特点 7.2 熔模精密铸造 7.3 消失模铸造 7.4 金属型铸造 7.5 压力铸造 7.6 低压铸造 7.7 其他特种铸造方法
第7章 特种铸造
除了砂型铸造以外的所有铸造方法统称为特种铸造(Speci al Casting Process)方法。常用的特种铸造方法有熔模精 密铸造、石膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模 铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、 真空吸铸、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、半固态 铸造、壳型铸造、石墨型铸造、电渣熔铸等。特种铸 造方法已得到日益广泛的应用，其中有些方法，如近 终成形铸造（Net Shape Casting），近年来发展的速度 极快。
高岭石在加热过程中有一系列物理化学变化：脱水、分 解、化合、重结晶、晶体长大等过程，最后生成莫来 石相。这一系列物理化学反应使高岭石体积发生收缩 ，一般在2%~8%之间波动。因为高岭石生料所制型壳 在焙烧和浇注过程中会发生以上物理和化学反应，使 型壳体积不断发生变化，造成型壳开裂，强度大幅度 下降，无法生产出高精度的铸件来，因此，一般不使 用它作为型壳。
4）锆砂
锆砂又称硅酸锆，是天然存在的矿物材料，其分子式为Z rO2·SiO2或ZrSiO4。主要是酸性火成岩风化后，其母岩 中锆英石随石英、铝矾土、独居石、钛铁矿、金红石 、石榴石等冲至河床或海岸上形成的沉积矿床。由于 锆砂是一种未经深度加工的天然矿产材料，所以其化 学成分和纯度首先取决于矿源和选矿处理。
（3）高岭石类熟料
高岭石类熟料是将高岭石生料经高温煅烧，完成上述物 理化学反应，再经破碎而成的。其主要相组织为莫来 石和玻璃相或有少量的方石英。相组织与原材料中的A l2O3含量、锻烧工艺等有关。
高岭石熟料是一种性能良好、适用于熔模铸造型壳背层 的耐火材料，在国内外应用广泛。高岭石熟料耐火度 不小于1750℃，呈弱酸性，密度2.4~2.6g/cm3，热膨胀 系数5×10-6℃-1。
特种铸造工艺
特种铸造：铸型用砂较少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造的方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造和实型铸造等。
特点：特种铸造具有铸件精度和表面质量高、铸件内在性能好、原材料消耗低、工作环境好等优点。
但铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料种类往往受到一定限制。
一、熔模铸造（失蜡铸造）（一）熔模铸造的工艺过程1．制造蜡模蜡模材料常用50%石蜡和50%硬脂酸配制而成。
如图1-34a所示。
为提高生产率，常把数个蜡模熔焊在蜡棒上，成为蜡模组，如图1-34b所示。
2．制造型壳在蜡模组表面浸挂一层以水玻璃和石英粉配制的涂料，然后在上面撒一层较细的硅砂，并放入固化剂（如氯化铵水溶液等）中硬化。
使蜡模组外面形成由多层耐火材料组成的坚硬型壳（一般为4~10层），型壳的总厚度为5~7mm，如图1-34c所示。
3．熔化蜡模（脱蜡）通常将带有蜡模组的型壳放在80~90℃的热水中，使蜡料熔化后从浇注系统中流出。
4．型壳的焙烧把脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热到800~950℃，保温0.5~2h，烧去型壳内的残蜡和水分，并使型壳强度进一步提高。
5．浇注将型壳从焙烧炉中取出后，周围堆放干砂，加固型壳，然后趁热（600~700℃）浇入合金液，并凝固冷却。
6．脱壳和清理用人工或机械方法去掉型壳、切除浇冒口，清理后即得铸件。
熔模铸造的工艺过程（二）熔摸铸造铸件的结构工艺性熔摸铸造铸件的结构，除应满足一般铸造工艺的要求外，还具有其特殊性：1．铸孔不能太小和太深否则涂料和砂粒很难进入腊模的空洞内，只有采用陶瓷芯或石英玻璃管芯，工艺复杂，清理困难。
一般铸孔应大于2mm.。
2．铸件壁厚不可太薄一般为2~8mm。
3．铸件的壁厚应尽量均匀熔摸铸造工艺一般不用冷铁，少用冒口，多用直浇口直接补缩，故不能有分散的热节。
（三）熔模铸造的特点和应用熔模铸造的特点是：（1）铸件精度高、表面质量好，是少、无切削加工工艺的重要方法之一，其尺寸精度可达IT11~IT14，表面粗糙度为Ra12.5~1.6μm。
特种铸造技术介绍PPT
（1）适用于生产形状复杂、精度要求高或难以切削加工成形的各种金属材料（尤其是碳钢及合金 钢）小型零件。如汽轮机、涡轮机的叶片或叶轮，汽车、拖拉机或机床用的各种小件。
2.压力铸造
█ 定义：是指将液态或半液态合金浇入压铸机的压室中，使之在高压和高速 下充填型腔，并在高压下成形结晶而获得铸件的一种铸造方法。常用压射压力 为5－70MPa，压射速度0.5－5m/s，充填时间很短，约0.01－02s。
6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
3.低压铸造
█ 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔 并凝固而获得铸件的一种铸造方法。常用压力为0.02~0.06MPa，介于重力和 压力铸造之间。
➢ 工艺过程：
3.低压铸造
3.低压铸造
特点和应用：
1、液态金属自下而上平稳的充填型腔， 型腔中的液流的方向与气体排出的方向一 致，避免了液态金属对型壁、型芯的冲刷 以及气体和氧化物，从而防止了铸件产生 气孔和非金属夹杂物；
3.应用范围
离心铸造是生产管套类铸件的主要方法，广泛应用于生产铸铁水管、缸套、轴套等。
各种铸造方法与砂型铸造加工精度对比：
结束
1.熔模铸造
◆◆ 熔模精密铸造：是指利用易熔材料制成模样，并在模样表面粘结一定厚度的耐火材料，然
后将模样熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。（也称失蜡铸造）
熔 模 铸 造 工 艺 过 程
1.熔模铸造（1）熔模铸源自的工艺过程① 制作压型 压型根据铸件图制作，压型是压制蜡模的中间铸型。对高精度或大批量生产的铸件，常用机 械加工制成的钢或铝合金压型；对精度要求不高或生产批量不大的铸件常用低熔点合金（锡、铅、 铋）直接浇注的压型；对单件小批量的铸件可用石膏或塑料制作的压型。 ② 制作蜡模 将低熔点熔融态蜡料（常用50%的石蜡+50%的硬脂酸）压入压型中，冷凝后取出，得到单个蜡 模。将若干拉模粘到预制的蜡质浇口棒上，成为蜡模组。 ③ 制作壳型 将蜡模组浸入石英粉与水玻璃配成的浆料中，取出后在其表面撒上一层细石英砂，再浸入氯 化铵的溶液中硬化。如此由细到粗反复涂挂4-5次，指导表面结成5-10mm厚的硬壳后，放入8590℃的热水中，熔去蜡模而得到型腔与蜡模组一致的壳型。
五种常见的铸造工艺及其在铸造行业中的应用案例
五种常见的铸造工艺及其在铸造行业中的应用案例铸造工艺是一种常见的制造工艺，用于生产各种金属制品和零部件。
本文将介绍五种常见的铸造工艺，并通过应用案例来展示它们在铸造行业中的实际运用。
一、砂型铸造工艺砂型铸造是最常见和传统的铸造工艺之一。
它使用砂型作为铸型材料，将液态金属倒入模具中，待金属凝固后，砂型被破碎以得到铸件。
这种工艺广泛应用于生产大型铸件，如发动机缸盖和机床床身等。
案例一：汽车制造业中的缸体铸造在汽车制造业中，发动机的缸体通常是用砂型铸造工艺生产的。
砂型可以灵活地制作出各种复杂形状和内腔结构，满足汽车发动机缸体的要求。
二、金属型铸造工艺金属型铸造是一种使用金属模具的铸造工艺。
金属模具可以重复使用，提高了生产效率和产品质量。
这种工艺适用于生产高精度和大批量的铸件。
案例二：飞机引擎叶片的制造飞机引擎叶片是需要具备高精度和高强度的金属部件。
金属型铸造工艺可以制造出符合要求的叶片，有助于提高飞机引擎的性能。
三、压铸工艺压铸是一种将液态金属注入高压模具中，通过施加压力使金属充填模腔的铸造工艺。
压铸可用于生产精密度高、尺寸复杂的铸件。
案例三：手机外壳的生产手机外壳通常由铝合金或镁合金制成，具有精密的尺寸和复杂的结构。
压铸工艺能够满足手机外壳的质量和生产效率要求。
四、连续铸造工艺连续铸造是一种将液态金属连续倒入模具中，通过连续冷却和切割得到连续条状铸坯的工艺。
它适用于生产长条状铸件，如铁路轨道和钢板等。
案例四：钢铁工业中的连铸连铸广泛应用于钢铁工业，以生产各种规格和长度的钢坯。
通过连续铸造工艺，可以提高钢坯的质量和生产效率。
五、精密铸造工艺精密铸造是一种生产高精度和复杂形状铸件的工艺。
它通常结合了其他铸造工艺，如石膏型铸造和失蜡铸造等。
案例五：航空航天领域中的精密铸造在航空航天领域，精密铸造被广泛应用于生产航空发动机的复杂部件，如叶轮、涡轮等。
精密铸造工艺的使用可以确保零部件的高精度和性能要求。
总结：通过对五种常见铸造工艺的介绍和应用案例的展示，可以看出在铸造行业中这些工艺的重要性和广泛运用。
特种铸造技术概述
金 属 型 的冷 却 速 度 很快 ， 铸 件 的 便 面 在众 多的特种铸 造方法 之中 ， 熔 模 铸 其次 ， 械性能 。 再次 ， 铸件造 型不用砂 ， 大 大 的 改 善 了 工 人的 劳动 条 件 。 最后 ， 铸 件 尺 寸具 有
１ 传统铸造 技术 的优 缺点
铸 造 是 使 液 态 金 属 成 型的 一 种 工 业 技 术， 在 我 国传 统 铸 造 业 中 ， 最 常 用 的铸 造 技 术 是 砂 型铸 造 。 砂型铸造是将铸件 在砂 中
生成 ， 砂 型 铸 造 可 以生 产 出 钢 、 铁等 绝 大 多
铸造 。
制作 模 具 ， 又 因 为砂 的 质 地 很软 而 且 孔 多 ，
别的 。
方法 ； 其次， 型 芯 通 常 被 做 成 组 合 式 的 形
常见的特 种铸造 的方法主要 有 ： 熔 模 式 ， 以 便 于从 铸 型 中抽 出 。 金 属 模 铸 造 有 以 铸造 、 金属型铸造、 压 力铸 造 、 低 压 铸 造 与 下 优 点 ： 首先 ， 由于 铸 型 是 金 属 制 造 的 ， 有
造 型方 法 、 金 属 液充 形 式 和 在铸 型 的 属 铸 型 中 获 得 铸 件 的 工 艺 过 程 。 金 属 铸 型 数 常 见 金 属铸 件 。 砂 型铸 造 有 价 格 低廉 ， 材 材 料 、
料 容 易获 得 ， 制 造 铸 件 模 型 的 方 法 简 单 便 凝 固条 件 等 方 面 与普 通 砂 型 铸 造 有 显著 差 的特 点 首 先 是 铸 型广 泛 地 采 用 垂直 分型 的 捷等优 点 ， 而 且 无 论 生 产 单 件 铸 件 还 是 成 批 大 量 的 生产 ， 都 要 很 好 的适 应 。 自从铸 造 业兴起 以来 ， 砂 型铸 造 一 直 是 铸 造 生 产 中 的基 本 的 传 统 工艺 。 但是每个砂型磨具 只 废， 所 以 生 产 效率 比较 低 ， 需 要 不 断 的 重新
特种成型-熔模铸造工艺技术详解
二是与醇发生脂化反应，生成脂肪酸脂和
水。
（3）酯蜡 ➢ 是高级脂肪酸和高级饱和一元醇进行脂化反应生
成酯的混合物，其分子式为RCOOR′。
➢ 主要包括川蜡C25H51COOC26H53和蜂蜡 C15H31COOC30H61 。
3、工艺性能 ➢可焊性：具有良好的焊接性能和焊接强度。 ➢流动性：获得形状准确和表面光洁的熔模。 ➢图挂性：模料应能很好的为耐火材料所润湿。 ➢灰分：要尽可能少，应低于0.05％。 4、其他性能
还要求模料的密度小，回收方便，复用 性好，无公害及来源丰富，价格低廉等。
二、模料的种类、组成和性能
1、蜡基模料（低温模料）
金属材料工程教研室
第二节 制壳原材料
对制壳用耐火材料提出相应的性能要求： （1）耐火材料的耐火度及最低共熔点
必须具有高于金属浇注温度的耐火度，耐火度 和熔点这两个概念的区别。 （2）耐火材料的热膨胀性
各种耐火材料的热膨胀性能主要取决于其化学 矿物组成和所处的温度。 （3）耐火材料的化学稳定性
耐火材料对于粘结剂和熔融金属应具有良好的 化学稳定性。
金属材料工程教研室
金属材料工程教研室
金属材料工程教研室
金属材料工程教研室
工艺流程： 熔模铸造的工艺过程包括：蜡模制造、
结壳、
熔模铸造的特点：
➢铸件的精度和表面质量较高（精度可达 CT4~7，Ra1.6~12.5）。
➢合金种类不受限制，钢铁及有色金属均可适 用。
➢ 石蜡的强度低，塑性好，硬度差（针入度为150）。
2）地蜡 ➢ n=35～53，主要由异构烷烃组成，是微晶型蜡。 ➢ 熔点比石蜡高，热稳定性好，能与石蜡互溶。 ➢ 有提纯地蜡和合成地蜡两种，地蜡价高。 （2）脂肪酸蜡 分子式CnH2n+1COOH，为晶体。 ➢ 酸性：固态时酸性不明显，熔融时随温度升高，
国外熔模铸造新材料和新工艺的发展概况
国外熔模铸造新材料和新工艺的发展概况一、熔模铸造技术概述熔模铸造是一种传统的金属铸造技术，它通过将金属加热到液态，然后倒入预先制作好的熔模中进行成型。
这种技术具有成型精度高、表面光洁度好等优点，广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。
二、国外熔模铸造新材料和新工艺的发展概况1. 新材料的应用在熔模铸造中，新材料的应用可以提高产品的性能和质量。
例如，在航空航天领域，采用高温合金材料可以提高部件的耐高温性能；在汽车领域，采用铝合金可以降低车身重量。
此外，还有一些新型材料如钛合金、镍基合金等也得到了广泛应用。
2. 新工艺的发展随着科技不断进步，新工艺也不断涌现。
其中最具代表性的是快速凝固技术和数控加工技术。
快速凝固技术是利用高速冷却来制备非晶态或细晶粒材料，提高材料的强度和硬度。
这种技术可以应用于熔模铸造中，制备出更加高性能的铸件。
数控加工技术则是通过计算机控制机床进行加工，可以实现高精度、高效率、低成本的生产方式。
这种技术可以应用于熔模铸造中，提高产品的加工精度和生产效率。
三、国外熔模铸造新材料和新工艺的应用案例1. 高温合金材料在航空领域的应用高温合金材料具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能，在航空领域得到了广泛应用。
例如，美国通用电气公司采用了一种名为“单晶涡轮叶片”的部件，该部件采用了先进的熔模铸造技术，结合快速凝固技术制备出非晶态合金材料，从而实现了更好的性能。
2. 铝合金在汽车领域的应用铝合金具有轻质、强度高等特点，在汽车领域得到广泛应用。
例如，德国宝马公司采用了一种名为“i3”的电动车型，该车身采用了铝合金材料，从而实现了更轻量化的设计。
四、国外熔模铸造新材料和新工艺的未来发展趋势1. 绿色环保随着环保意识的不断提高，绿色环保已经成为了未来发展的重要趋势。
在熔模铸造中，采用可再生材料和节能减排技术将成为未来发展的方向。
2. 数字化制造数字化制造是将数字技术应用于制造业中，可以实现高效率、高精度、低成本的生产方式。
特种铸造
或暗灰色粗晶粒，则球化不良或未球化。随白口宽度
增大σb上升，δ下降。浇温越高三角试块内陷越大。
观察金相组织及并测试力学性能验证。
• 思考题： • • • • • 1. 铸造的实质是什么，具有哪些优缺点，适 用范围如何? 2. 合金铸造性能的衡量指标和易生铸造缺陷? 3. 如何划分和改变铸件的凝固方式? 4．简述砂型铸造的基本工艺过程。 5. 什么是特种铸造，与砂型铸造相比有何特 点？
• • • • • • 带有抽气箱的模具上有透气孔直接与抽气室相连； 用0.10～0.20mm EVA 塑料薄膜在烘膜器加热软化； 模具真空使软化的塑料薄膜紧密贴覆； 将负压砂箱放置在模具上； 砂箱充干砂，震动紧实； 砂型顶覆层密封薄膜，将浇口盆与上型直浇道相连，下型只 需要在覆膜前将砂子刮平； • 对砂箱抽真空，使干砂得到紧实，同时释放模具抽气室的真 空，并通入压缩空气反吹，将砂型与模具分开; • 同样方法，生产下型。将上型与下型合型，准备浇注； • 浇注过程中继续对砂型抽真空。铸件冷却后，去除真空，铸 件直接落下，干砂可再生循环使用。
第四节 几种常用金属材料的铸造法制备技术 • 铸造技术是现在工业生产中最常用和最重
要的金属合金铸锭和铸件的制备方法，下面通
过几种重要的金属结构材料的制备进一步了解
材料的铸造法制备过程及工艺。
• 一．铸造铝合金ZL 104的制备
• ZL104为可热处理强化的铝-硅-镁系铸造 铝合金。具优良铸造工艺性能和气密性，强度 高。但有形成针孔倾向，熔炼工艺较复杂。适 砂型或金属型铸造复杂薄壁件，也可压力铸造，
振动法、金相法和热分析法等，这些方法虽然
在理论上具有一定的先进性，但都不如传统的
特种铸造的特点和应用
特种铸造的特点和应用特种铸造是指在普通铸造工艺的基础上，通过改变材料、工艺和设备等方面的参数，以满足特殊要求的铸造工艺。
特种铸造具有独特的特点和广泛的应用。
特种铸造的特点主要体现在以下几个方面：1. 材料选择多样化：特种铸造可以根据不同的要求选择不同的材料，如高温合金、耐腐蚀材料等，以满足特殊工作环境下的使用需求。
2. 工艺参数可调性强：特种铸造可以通过调整工艺参数，如温度、压力、速度等，来控制铸造过程中的凝固组织、缺陷和性能等，以获得符合要求的铸件。
3. 设备要求高：特种铸造通常需要使用特殊的设备和工具，如真空熔炼炉、真空铸造设备等，以保证铸造过程的精确控制和高质量的铸件。
4. 铸件质量高：特种铸造可以通过优化工艺参数和材料选择，使铸件具有优异的性能，如高强度、高耐热、高耐蚀等，以满足特殊工作条件下的使用要求。
特种铸造的应用范围广泛，涉及到多个行业和领域，以下是一些常见的应用领域：1. 航空航天工业：特种铸造在航空航天工业中得到广泛应用，如用于制造发动机叶片、涡轮盘、航空航天结构件等，以满足高温、高压、高速等复杂工作环境下的使用要求。
2. 能源工业：特种铸造在能源工业中的应用很多，如用于制造核电设备的反应堆压力容器、核燃料包壳等，以满足高温、高压、辐射等特殊条件下的使用要求。
3. 化工工业：特种铸造在化工工业中的应用主要是制造耐腐蚀材料的设备和部件，如耐酸泵、耐腐蚀阀门等，以满足复杂的介质和工作环境下的使用要求。
4. 汽车工业：特种铸造在汽车工业中广泛应用于发动机、变速器、悬挂系统等关键部件的制造，以提高汽车的性能和可靠性。
5. 铁路工业：特种铸造在铁路工业中主要应用于制造高速列车的车轮、车架等关键部件，以满足高速、高荷载等特殊工况下的使用要求。
特种铸造的发展对于提高工业生产的技术水平和产品质量具有重要意义。
通过不断改进特种铸造工艺和材料，可以满足各行各业对于高性能、高可靠性铸件的需求，推动相关行业的发展和进步。
特种铸造
第五节特种铸造特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造方法。
可列入特种铸造的方法有近二十种，常用的有金属型铸造、压力铸造、低压铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等。
特种铸造在提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等方面具有独特的优点。
一、金属型铸造【金属型铸造】是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法。
金属型可连续使用几千次至数万次，所以也称“永久型”。
1．金属型的材料与结构金属型常采用铸铁或铸钢制造，按分型面不同，金属型有整体式、垂直分型式、水平分型式等。
下图为垂直分型式金属型的结构。
由底座、定型、动型等部分组成，浇注系统在垂直的分型面上，为改善金属型的通气性，在分型面处开有 0.2mm~0.4mm深的通气槽。
移动动型、合上铸型后进行浇注，铸件凝固后移开动型取出铸件。
2．金属型铸造工艺要点由于金属型的导热快、无退让性、无透气性，使铸件易出现冷隔与浇不到、裂纹、气孔等缺陷。
因此金属型铸造必须采取一定的工艺措施：浇注前应将铸型预热，并在内腔喷刷一层厚 0.3mm~0.4mm的涂料，以防出现冷隔与浇不到缺陷，并延长金属型的寿命；铸件凝固后应及时开型、取出铸件，以防铸件开裂或取出铸件困难。
3．金属型铸造的特点及应用范围金属型使用寿命长，可“一型多铸”，提高生产率；铸件的晶粒细小、组织致密，力学性能比砂型铸件高约２５％；铸件的尺寸精度高、表面质量好；铸造车间无粉尘和有害气体的污染，劳动条件改善。
金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高，且不能生产形状复杂的薄壁铸件，否则易出现浇不足和冷隔等缺陷；受铸型材料的限制，浇注高熔点的铸钢件和铸铁件时，金属型的寿命低。
目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。
如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴瓦、轴套等。
二、压力铸造【压力铸造】是指熔融金属在高压下快速压入铸型中，并在压力下凝固的铸造方法，简称“压铸”。
机械制造基础 第1章-03特种铸造
离心铸造主要用于大批生产铸铁管、气缸套、铜套、双金属 轴承、无缝钢来自毛坯、造纸机滚筒、细薄成形铸件等。
§1-3 特种铸造 五、熔模铸造
1.熔模铸造的工艺过程 将液态金属浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳中，从而获得精密 铸件的方法，称为熔模铸造或失蜡铸造。
§1-3 特种铸造 二、压力铸造
将液态金属高速压人铸型，使其在压力下结晶而获得铸件的方法 1. 压力铸造工艺过程
压型必须用合金工具钢来制造，并要进行严格的热处理。压型工 作时应保持120～280度的工作温度，并定期喷刷涂料。
§1-3 特种铸造 2.压力铸造的特点及应用范围
(1)生产率高，生产过程易于机械化和自动化。
低熔点合金铸件。
三、挤压铸造
挤压铸造也称“液态模锻”，是对进入 挤压模内的液态金属施加较高的机械压 力，使其凝固成为铸件的铸造方法。
1. 挤压铸造的工艺过程
挤压铸造
挤压铸造与压力铸造的主要区别是:
挤压铸造 压力铸造
充型速度(m/s ) 凝固过程
0.1～0.4 15～100
压力下结晶并产生 塑性变形
② 原材料价贵，铸件成本高。
主要用来生产形状复杂、精度要求较高或难以切削加工的小型 合金铸件。在航空、船舶、汽车、机床、仪表、刀具和兵器等行 业得到了广泛应用。
§1-3 特种铸造 六、消失模铸造
用泡沫塑料模样造 型后，不取出模样、 直接浇注，使模样气 化消失而形成铸件的 方法，称为消失模铸 造。
1. 负压消失模铸 造工艺过程
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
华中科技大学机械学院
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
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。
特种铸造技术的研究及发展趋势
特种铸造技术的研究及发展趋势作者：马清杰来源：《城市建设理论研究》2013年第18期摘要：本文主要讨论了四种特种铸造工艺及各自所具有的特点，从铸件的批量、材质、大小、结构等方面的比较，探讨了不同零件所适合的铸造方法。
最后，分析了铸造技术发展的趋势。
关键词：铸造工艺；特点；趋势中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：一、特种铸造概述铸造是一种液态金属成型的方法。
在各种铸造方法中，用得最普遍的是砂型铸造。
这是因为砂型铸造对铸件形状、尺寸、重量、合金种类、生产批量等几乎没有限制。
为适应这些要求，铸造工作者发明了许多新的铸造方法，这些方法统称为特种铸造方法，即特种铸造。
常用的特种铸造方法有熔模精密铸造、石膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、真空吸铸、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、半连续铸造、壳型铸造、石墨型铸造、电渣熔铸等。
常用的特种铸造工艺包括：熔模铸造、金属模铸造、消失模铸造…压力铸造等。
二、特种铸造方法及特点1、熔模铸造熔模精密铸造是在古代失蜡铸造基础上发展起来的。
具体的做法是：用易熔材料制成与零件相同的模型，在模型上涂挂由耐火材料(石英、刚玉等)及高强度黏结剂(硅酸乙酯或水玻璃)组成的涂料，或者用石膏浇注形成一定厚度的型壳，然后加热熔失模型，模壳经高温焙烧后再浇注获得铸件的过程。
熔模铸造方法最大的优点是铸件有着很高的尺寸精度(CT4～6)和表面光洁度(Ra1.6～3.2 μm)，只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可，所以可减少机械加工工作；甚至某些铸件只留打磨、抛光余量，不必机械加工即可使用。
由此可见，采用熔模铸造可大量节省机床设备和加工工时，大幅度节约金属材料。
熔模铸造的另一个优点是，它可以铸造各种合金的复杂的铸件，特别可以铸造高温合金铸件，如：喷气式发动机的叶片，其流线型外廓与冷却用内腔，用机械加工工艺几乎无法形成。
用熔模铸造工艺不仅可以做到批量生产，保证了铸件的一致性，而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。
铸造工艺----特种铸造
4、浇注
离心铸造时，浇注工艺有其本身的特点，首先由于铸件 的内表面是自由表面，而铸件厚度的控制全由所浇注液体金 属的数量决定，故离心铸造浇注时，对所浇注金属的定量要 求较高。此外由于浇注是在铸型旋转情况下进行的为了尽可 能地消除金属飞溅的现象，要很好控制金属进入铸型时的方 向。 液体金属的定量有重量法、容积法和定自由表面高度 （液体金属厚度）法等。容积法用一定体积的浇包控制所浇 注液体金属的数量，此法较简便，但受金属的温度，熔渣等 影响，定量不太准确，在生产中用的较多。 为尽可能地消 除浇注时金属的飞溅现象，要控制好液体金属进入铸型时的 流动方向。
缺点 1）铸件易产生比重偏析，因此不适合于合金易产生 比重偏析的铸件(如铅青铜)，尤其不适合于铸造杂质 比重大于金属液的合金，但近年来，也有利用离心铸 造的这个特点来生产梯度复合材料的情况； 2）铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量 较差，加工余量大； 3）用于生产异形铸件时有一定的局限性。
•3）模型组合成簇：
是将自行加工好（或外购）的泡塑模型与浇冒口模型组 合粘结在一起，形成模型簇，这种组合有时在涂料前进行， 有时在涂层制备后埋箱造型时进行。是消失模（实型）铸 造不可缺少的一道工序。
• 4）模型涂层：
实型铸造泡塑模型表面必需涂一层一定厚度的涂料， 形成铸型内壳。其涂层的作用是为了提高EPS模型的强度和 刚度，提高模型表面抗型砂冲刷能力，防止加砂过程中模 型表面破损及振动造型及负压定型时模型的变形，确保铸 件的尺寸精度。 外购的消失模铸造专用涂料,在涂料搅拌机内加水搅 拌,使其得到合适的粘度。搅拌后的涂料放入容器内,用浸、 刷、淋和喷的方法将模型组涂覆。一般涂两遍，使涂层厚 度为0.5 ~ 2mm。据铸件合金种类、结构形状及尺寸大小不 同选定。涂层在40~50℃下烘干。
特种铸造及铸造新技术
46
离心铸造机
• 立式离心铸造
铸型绕垂直轴旋转。铸件内表面呈抛物线形。用来 铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件。
▪卧式离心铸造
我国的熔模铸造是在50年代开始应用于工业生 产，首先在航天、航空部门逐步发展到所有的工业 部门中，得到广泛的应用。
凸轮圆环铜铸件
汽车传动轴万向节、凸缘叉、套管叉系列
机箱体和曲轴
2、熔模铸造的工艺过程
（1）制作压型
压型是用来压制模样（即熔模）的模具，一般用钢 、青铜或铝合金经切削加工制成。
（2）制作熔模
❖ 生产率高(一般冷压式压铸机平均每小时压铸 600-700次）
❖缺点
❖ 投资大，生产周期长 ❖ 压铸合金的种类受限制，压铸高熔点合金（
铸铁、铸钢）时，压型寿命低 ❖ 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余
量的切削加工 ❖压铸件不能用热处理的方法提高性能
❖适用范围
❖主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中 、小铸件的大量生产。
寿命 低
全自动卧式冷室压铸机
冷压室卧式压铸机的工作过程（目前应用最多)
2、压力铸造的工艺过程
• （1）预热金属铸型，喷涂料 • （2）合型、注入金属液 • （3）压射冲头在高压下推动金属液充满型腔并凝固 • （4）打开铸型，用顶杆顶出铸件
合型并注入液态金属
压射 压力铸造过程
开型并顶出铸件
3、压力铸造的特点和适用范围
特种铸造及铸造新技术
特种铸造
特种铸造
概述
同砂铸相比：铸件精度高，表面质量好；合 金性能改善，劳动生产率高；劳动条件大大改善 ；成本高。
常用的特种铸造方法
常用的特种铸造方法常用的特种铸造方法有很多种，以下是其中几种比较常见和广泛应用的特种铸造方法。
1. 砂模铸造：砂模铸造是最常见和传统的铸造方法之一。
它利用砂模作为铸型，通过将熔融金属浇铸到砂模中，待金属凝固后取出，最终得到所需的铸件。
砂模铸造方法简单、成本低，并且适用于各种金属和合金的铸造，因此广泛应用于铸造行业。
2. 熔模铸造：熔模铸造是一种高精度的铸造方法，用于生产复杂形状和高品质的铸件。
它使用可熔的模具材料制作出铸型，将熔融金属浇铸到模型中，待金属凝固后融化模型材料，最终得到形状精确的铸件。
熔模铸造方法适用于生产涡轮叶片、发动机缸体等高温、高压零件。
3. 高压铸造：高压铸造也被称为压力铸造或压铸，是一种常用的特种铸造方法。
它利用高压将熔融金属迫使进入金属模具中，待金属凝固后取出铸件。
高压铸造方法适用于生产复杂形状和高精度的铸件，广泛应用于汽车制造、航空航天和电子产品等行业。
4. 重力铸造：重力铸造也称为重铸，是一种主要利用重力作用的铸造方法，通过重力迫使熔融金属填充铸型。
重力铸造方法简单、成本低，适用于生产大型铸件和毛坯，广泛应用于机械制造和钢铁工业。
5. 低压铸造：低压铸造是一种将熔融金属浇注到真空状态下的铸造方法。
它通过在铸型上施加一定的正压力，使熔融金属进入铸型，并且在凝固期间保持压力。
低压铸造方法适用于生产中小型铸件和高品质铸件，广泛应用于航空航天和汽车制造等高端领域。
6. 氩气铸造：氩气铸造是一种利用惰性气体氩气防止熔融金属中气孔形成的铸造方法。
在铸造过程中，通过在熔融金属中通入氩气，它会与金属中的氧、氢等杂质反应，从而防止气孔形成。
氩气铸造方法能够提高铸件的密度和强度，广泛应用于汽车零部件铸造。
总之，以上是常用的一些特种铸造方法，每种方法在不同的情况下有其特定的优势和适用范围。
铸造技术作为一项传统且重要的制造工艺，在各个工业领域中扮演着重要的角色。
随着科技的不断发展，特种铸造方法也在不断创新和改进，以满足越来越高的工艺要求和产品质量需求。
1-3特种铸造及铸造新技术
2分
8分
5分
20分
10分
10分
10分
10分
5分
组织教学
点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课。
复习旧课
1．型芯怎么制造？
2.怎样设置浇注系统和冒口？
导入新课
金属液浇入铸型时所测量到的温度称为浇注温度，是铸造过程必须控制的质量指标之一。温度↑→充型能力↑，温度不足，易产生浇不族和冷隔的缺陷，温度过高，易产生缩松、缩孔、粗晶、气孔等缺陷。灰铸铁（指具有片状石墨的铸铁）的浇注温度一般在1340°。
（5）脱蜡（6）浇注、落砂和清理
（二）熔模铸造的特点及应用
优点：熔模铸造可以生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁且无分型面、质量较高的铸件，一般的小孔凸台均可直接铸出。熔模铸造能铸造各种合金铸件，特别适于高熔点、难切削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。它的生产批量也不受限制，可实现机械化流水生产。
离心铸件尺寸公差等级可达IT14～IT12，表面粗糙度Ra12.5～6.3μm。离心铸造导致铸件内表面粗糙不平，质量较差，尺寸也不准确。
应用：离心铸造主要用于制造铸钢、铸铁、非铁金属等材料的种类管状零件的毛坯。
二、铸造新技术和新工艺
1、消失模铸造
⑴ 定义：
⑵ 特点及其应用：
2、陶瓷型铸造
⑴ 定义：
⑵ 特点及其应用：
如皋市江海技工学校教案首页
授课日期
班级
课题：§1-3特种铸造及铸造新技术
教学目的、要求：了解几种特种铸造的工艺特点
教学重点、难点：铸件浇注、落砂及清理的工艺过程
授课方法：讲授法、视听法
教学参考及教具（含电教设备）：《机械制造工艺基础》多媒体
授课执行情况及分析：
铸造技术的创新与应用
铸造技术的创新与应用铸造技术的创新与应用铸造技术作为一种重要的制造工艺技术，在工业领域具有广泛的应用。
随着科技的进步和社会的发展，铸造技术也在不断创新与改进，以满足不同行业的需求，并提高产品的质量和生产效率。
一、传统铸造技术的创新传统的铸造技术主要包括砂型铸造、金属型铸造和压力铸造等。
这些传统的铸造技术在实际应用中存在一些问题，比如制作周期长、生产效率低、产品质量难以保证等。
为了解决这些问题，人们对传统的铸造技术进行了创新和改进。
首先，在砂型铸造方面，人们引入了数控技术和三维打印技术，可以通过计算机辅助设计和模具制造，快速实现砂型的制作，大大缩短了生产周期。
同时，利用三维打印技术可以实现复杂零件的快速制造，提高了铸件的精度和质量。
其次，在金属型铸造方面，人们利用高温合金材料和先进的涂层技术，提高了金属型的耐高温、抗氧化和抗侵蚀性能，延长了模具的使用寿命。
此外，还引入了真空铸造和低压铸造技术，可以减少气孔和夹杂物的产生，提高铸件的紧密性和表面质量。
最后，在压力铸造方面，人们引入了先进的压铸设备和自动化控制技术，实现了生产过程的高度智能化和自动化。
同时，还采用了新的压力铸造工艺，如半固态压力铸造和胶模压铸等，可以提高产品的组织结构和力学性能。
二、铸造技术的应用案例铸造技术的创新为各个行业的发展提供了支持，以下是一些铸造技术在不同行业的应用案例。
1. 汽车行业：汽车是铸造技术的主要应用领域之一。
利用铸造技术可以制造发动机缸体、曲轴、传动箱、悬挂系统等重要零部件。
通过创新的铸造技术，可以实现这些零部件的轻量化、高强度和高精度，提高整车的性能和燃油经济性。
2. 能源与电力行业：在能源和电力领域，铸造技术被广泛应用于制造汽轮机叶片、燃烧器、热交换器等关键部件。
通过采用高温合金材料和复杂结构设计，可以提高这些关键部件的抗高温和抗腐蚀性能，提高能源转换的效率和可靠性。
3. 航空航天行业：航空航天领域对铸件材质的要求极高，同时还需要实现零部件的轻量化和高强度。
铸造技术的发展现状与前景探究
铸造技术的发展现状与前景探究铸造技术是一项古老而重要的制造工艺，广泛应用于各个工业领域。
随着科技的进步和需求的增加，铸造技术也在不断发展，不断涌现出新的成果和应用。
本文将探究铸造技术的现状和前景，并对其未来的发展进行展望。
1.1 传统铸造技术传统铸造技术是指基于传统模具和工艺的铸造过程。
它使用沙土、石膏等材料作为模具，在模具中注入熔融金属或合金，经过冷却后取出成品。
传统铸造技术简单、成本低，广泛应用于冶金、机械、汽车等行业。
随着科技的进步，先进铸造技术不断涌现。
其中包括精密铸造技术、快速凝固铸造技术、数字化铸造技术等。
精密铸造技术利用先进的模具制造技术和精确的铸造工艺，生产出高精度、高质量的铸件。
快速凝固铸造技术通过控制金属凝固速度，优化铸件的内部结构，提高铸件的性能。
数字化铸造技术利用计算机辅助设计和制造技术，实现铸件的快速设计和生产。
智能化铸造技术是指运用传感器、自动化控制和人工智能等技术，实现铸造过程的自动化和智能化。
智能化铸造技术可以提高生产效率和产品质量，减少人工操作和能源消耗。
目前，智能化铸造技术已经在一些大型铸造企业得到应用，并取得了良好的效果。
2.1 优化设计和模拟仿真随着计算机技术的发展，优化设计和模拟仿真技术在铸造领域的应用越来越广泛。
优化设计和模拟仿真可以通过数学模型和仿真软件，对铸件的几何形状、工艺参数等进行优化和模拟。
这将大大提高铸造过程的效率和产品的质量，降低成本和能源消耗。
2.2 精密铸造和材料创新精密铸造技术可以生产出高精度、高质量的铸件，广泛应用于航空、航天等高端领域。
随着科技的进步，新型材料不断涌现，对铸造技术提出了更高的要求。
材料创新和精密铸造技术的结合，将推动铸造技术的进一步发展。
2.3 绿色铸造和资源循环利用绿色铸造是指在铸造过程中减少环境污染和资源浪费的铸造技术。
绿色铸造技术可以通过节能、减排等手段，降低能源消耗和环境污染。
铸造过程中产生的废料和废渣可以通过资源循环利用进行再生利用。
特种铸造之熔模铸造.
Foundry cup, Early fifth century BC
Late Cycladic (17th cent. BCE) gold ibex sculpture about 10cm long with lost wax cast feet and head
模料性能的优劣是由其配方决定的，因此各生产厂非 常重视模料配方的研究。
1.1.2 模料的配制和回收
1） 模料的配制 配制模料的目的是将组成模料的各种原材料混合成 均匀的一体，并使模料的状态符合压制熔模的要求。 配制时主要用加热的 方法使各种原材料熔化混 合成一体，而后在冷却情 况下，将模料剧烈搅拌， 使模料成为糊膏状态供压 制熔模用。有时也有将模 料熔化为液体直接浇注熔 模的情况。
19世纪末期，牙科用熔模铸造工艺，结合离心浇注技术生产牙科 铸件。20世纪初为生产出更粗密的牙科件，人们开始研究影响蜡模和 型壳尺寸稳定性的因素，以及一些金属和合金的凝固收缩性能，20世 纪30年代初调整了熔模使用的材料。从1900年到1940年这方面的专利 就多达400件以上。珠宝首饰行业也广泛采用熔模铸造技术。
2）模料的回收。 使用树脂基模料时，由于对熔模的质量要求高，大 多用新材料配制模料压制铸件的熔模。而脱模后回收 的模料，在重熔过滤后用来制作浇冒口系统的熔模。 使用蜡基模料时，脱模后所得的模料可以回收，再 用来制造新的熔模。可是在循环使用时，模料的性能 会变坏，脆性增大，灰分增多，流动性下降，收缩率 增加，颜色由白变褐，这些主要与模料中硬脂酸的变 质有关。因此，为了尽可能地恢复旧模料的原有性能， 就要从旧模料中除去皂盐，常用的方法有盐酸（硫酸） 处理法，活性白土处理法和电解回收法。