金属铸造形成的工艺过程(ppt 45页)

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四、挤压铸造
挤压铸造：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在压力 作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法；又称液态模锻。
1. 挤压铸造的原理及工艺过程
挤压铸造原理如图所示，铸型中浇入金属液，上型向 下运动挤压金属液而成形。挤压铸造的压力和速度较低， 无涡流飞溅现象，成形时伴有局部塑性变形，铸件致密无 气孔。
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缺点：
(1)依靠自由表面所形成的内孔尺 寸偏差大，而且内表面粗糙，若 需切削加工，必须加大余量； (2)不适于密度偏析大的合金及轻 合金铸件，如铅青铜、铝合金、 镁合金等。 (3) 因需要专用设备的投资，故 不适于单件、小批生产。
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3. 离心铸造应用范围
用离心铸造法生产产量很大的铸件有以下几种： (1) 铁管，世界上每年球墨铸铁管件总产量的近一半是用离心铸造法生产的； (2) 柴油发动机和汽油发动机的气缸套。 (3) 各种类型的铜套。 (4) 双金属钢背铜套、各种合金的轴瓦。 (5) 造纸机滚筒。
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二、 压力铸造
定义：在高压（30～70MPa) 下将液态或半液态合金 快速( 5～100mm/s,t=0.05～0.2s))地压入金属铸型中， 并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
压铸机按其工作原理结构形式分为： 冷压式压铸机（有卧式、立式、全立式）压铸机 热压式（有普通热室、卧式热室）压铸机。
环类或成形铸件。
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（2）卧式离心铸造 铸型绕水平轴旋转， 铸件壁厚均匀， 应用广泛，主要用来生产长度较大的套筒及 管类铸件，如铜衬套、铸铁缸套、水管。
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（3）成形件的离心铸造
离心式实型铸造
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2、离心铸造的特点和适用范围
优点：
(1)利用自由表面生产圆筒形或环形铸件时，可省去型芯和浇注 系统，因而省工、省料，降低了铸件成本。
（2）便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松，尤能有效地克服铝合金的 针孔缺陷。
（3）铸件的表面质量高于金属型(IT12～IT14，Ra值12.5～3.2μm)，可 生产出壁厚为1.5～2mm的薄壁铸件。 （4）由于不用冒口，金属的利用率可提高到90%～98%。 此外，其设备费用远较压铸低。
低压铸造主要用于铝合金铸件的大批量生产，如轮毂、汽缸 体、缸盖、活塞、曲轴箱、曲轴等铸件的生产。
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1、压力机工作原理及应用 （1）热压室压铸机
热室压铸机的压室 与合金熔化炉联成一体， 压室浸在保温坩埚的液 体金属中，压射机构装 在坩埚上面，用机械机 构或压缩空气所产生的 压力进行压铸。
图3-23为热室压铸机工作原理示意图。
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（2）冷压室压铸机
冷室压铸机的压室 和熔炉是分开的， 压铸时要从保温炉 中舀取金属液倒入 压室内，再进行压 铸。
上砂型
木桩
a)刮制下型
b)刮制上型
c)合箱
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演示
图2-19 振压紧砂机构原理图
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图3-6 抛砂紧实机构原理图
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图3-7 3-8 3-9 起模方法示意图
返回文档 41
返回文档 42
返回文档 43返回文档 44 Nhomakorabea a) 浇注
b) 挤压
c) 去除多余的金属
图3-28 挤压铸造工艺
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压铸镶嵌件
© 2007 金工教研室
机械制造基础
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适用范围：
目前，压力铸造已在汽车、拖拉机、航空、兵器、 仪表、电器、计算机、轻纺机械、日用品等制造业 得到了广泛应用，如气缸体、箱体、化油器、喇叭 外壳等铝、镁、锌合金铸件生产。
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三、 低压铸造
低压铸造是介于一 般重力铸造和压力铸造 之间的一种铸造方法。 1. 铸造原理和工艺过程
浇注时金属液在低 压（20～60 kPa）作用 下，由下而上地填充铸 型型腔，并在压力下凝 固而形成铸件的一种工 艺方法。低压铸造的工 艺过程如图2-47所示。
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低压铸造的特点及适用范围
（1）浇注时的压力和速度便于调节，故可适应各种不同的铸型(如金属 型、砂型、熔模型壳等)。同时，其充型平稳，对铸型的冲刷力小，气体 较易排除。
节外力作用下的铸造成形
靠外力充填型腔的形成工艺

压力铸造

低压铸造

挤压铸造
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一、 离心铸造
定义：将液态合金浇入高速旋转（250~1 500 r/min）的
铸型，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶，这种铸 造方法称作离心铸造。
1、离心铸造的基本方式
（1）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、
缺点：
(1)压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长，只有在 大量生产条件下经济上才合算。
(2)压铸高熔点合金（如铜、钢、铸铁）时，压型寿命很低， 难以适应。
(3)由于压铸的速度极高，型腔内气体很难排除，厚壁处的 收缩也很难补缩，致使铸件内部常有气孔和缩松。
(4)由于上述气孔是在高压下形成的，热处理加热时孔内气 体膨胀将导致铸件表面起泡，所以压铸件不能用热处理方 法来提高性能。
(2)在离心力的作用下，铸件呈由外向内的定向凝固，而气体和 熔渣因密度较金属小、则向铸件内腔(即自由表面)移动而排除， 故铸件极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，铸件致密度 高，故力学性能较好。
(3)便于制造双金属铸件。如可在钢套上镶铸薄层铜材，用这种 方法制出的滑动轴承较整体铜轴承节省铜料，降低了成本。
挤压铸造多采用金属型，挤压的工艺过程包括铸型准备、 浇注、合型加压、完成等过程。如大型薄壁铝合金铸件的挤 压工艺过程如图3-28所示。
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2、挤压铸造的特点及应用范围
挤压铸造与压力铸造、低压铸造都是利用压力作用 使铸件成形而获得致密铸件。其特点如下： 1）挤压铸件的尺寸精度和表面质量高，尺寸公差IT11IT13，Ra6.3-1.6； 2）无需开设浇冒口，金属利用率高； 3）适应性强，大多数合金都可采用挤压铸造； 4）工艺简单、节省能源和劳力，易于实现机械化和自动 化，生产率比金属型高1倍。
挤压铸造主要用于生产强度较高、气密性好的铸件 及薄板类铸件，如阀体、活塞、机架、铸铁锅等。
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铸造方法的选择
常见铸造缺陷的名称、特征以及产生的主要原因
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砂箱
刮砂板 底板
砂舂
通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
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套管的分模造型
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下砂型
带轮
刮板 刮板
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压铸机主要由压射机构和合型机构所组成。 压射机构的作用是将金属液压入型腔； 合型机构用于开合压型，并在压射金属时顶住动 型，以防金属液自分型面喷出。
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2、压力铸造的特点和适用范围
优点：
• 压铸的生产率较其它铸造方法均高。 生产能力为50～150次/h。最高可达500次/h。
• 铸件的精度及表面质量较其它铸造方法均高(尺寸精度 IT11～13，表面粗糙度值 Ra6．3～1．6µm)。 通常，不经机械加工即可使用。
• 铸件的强度和硬度都较高。 因为铸件的冷却速度快，又是在压力下结晶，其表层结 晶细密，如抗拉强度比砂型铸造提高25％～30％。
• 可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿 轮等(参见表3-1)。这是由于压型精密，在高压下浇注， 极大地提高了合金充型能力所致。
• 便于采用嵌铸法。生产中间镶嵌其他金属的铸件 15
用离心铸造法生产质量及经济效益显著的铸件有： (1) 双金属铸铁轧辊。 (2) 加热炉底耐热钢辊道。 (3) 特殊钢无缝钢管毛坯。 (4) 刹车鼓、活塞环毛坯、铜合金蜗轮毛坯等。 (5) 异型铸件如叶轮、金属假牙、小型阀门等。 几乎一切铸造合金都可以用于离心铸造生产，铸件的最小内径可为8 mm， 最大直径达2 600 mm，最大长度为8 m，铸件的重量可为数克至数十吨。
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冷压室卧式压铸（目前应用最多)
(1)注入金属 先闭合压型，将勺内金属液通过压室上的注 液孔向压室内注入(图a)。 (2)压铸压射冲头向前推进，金属液被压人压型中(图b)。
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冷压室卧式压铸（目前应用最多)
(3)取出铸件：铸件凝固之后，抽芯机构将型腔两侧型芯同时抽 出，动型左移开型，铸件则借冲头的前伸动作离开压室。此后， 在动型继续打开过程中，由于顶杆停止了左移、铸件在顶杆的作 用下被顶出动型(图d)。