金属铸造形成的工艺过程(ppt 45页)

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。
（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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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)。
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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。
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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35Βιβλιοθήκη Baidu
下砂型
带轮
刮板 刮板
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。
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。
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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。
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压铸镶嵌件
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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
(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。
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。
• 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
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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。
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。
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、
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
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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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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。
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5/16/2009 4:30 PM 20
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。