02 金属材料液态成形工艺技术PPT课件

型腔
1
距离
冷铁的使用图解
冷铁
3
1
2
三杆热应力分析模型
+- +
-+ -
典型结构变形举例
+
—+
—
-
框架结构
T型梁结构
内应力薄压厚拉 变形方向恰相反
2.3 特种铸造
压力铸造 低压铸造 挤压铸造 离心铸造
金属型铸造 陶瓷型铸造 磁型铸造 熔模铸造 消失模铸造
特点：1 充型力变更；2 型模革新
2 金属材料液态成形工艺技术
2.1 概述
1 定义 所谓金属材料的液态成型，即铸造，
是将液态金属借助外力充填到型腔中， 使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的 毛坯或零件的工艺。
铸造工艺 异径管铸造工艺
2 铸造工艺特点
适应性广:适应铸铁，碳钢，有色金属等材料； 铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚 1mm到1m 。
压铸特点
精度高(IT11-14级；3.2-0.8m)、组织致密； 适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可
组合压铸或镶嵌压铸； 生产率高、材料利用率提高60-70%、实现少切
削和零切削，经济效益好。 缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件
存在气孔。
工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪 表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五 金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。
低压铸造工艺原理
铸型 坩埚炉
熔化黄铜水
低压铸造特点
浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金 和铸件大小；
底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁 冲刷等弊病，铸件合格率提高；
压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光 洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁 件铸造尤其有利；
节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%； 劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化
冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。 一型多铸，提高生产率，节约造型材料，减轻
环境污染，改善劳动条件。 成本高，不宜大型，源自文库状复杂和薄壁铸件；铸
铁件易白口化，切削困难，尺寸限制在300mm ，重量8kg以下。
写在最后
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可成形复杂零件：适合形状复杂，尤其是有 复杂内腔的毛坯或零件。
成本低 缺点：组织缺陷，力学性能低，质量不稳定，
工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。
3 分类
按造型分: 砂型铸造与特种铸造。
砂型铸造是基础，特种铸造是在砂 型铸造基础上革新发展起来的。
4 砂型铸造工艺流程图
型砂配制造型砂型干燥 工装准备炉料准备合金冶炼 芯砂配制造芯型芯干燥
案例介绍
地处杏林的厦门路达有限公司为台资 企业，产品为高档水龙头。国际市场售价 在$几十到$几百不等。
该水龙头基体为黄铜铸件，采用数控 低压铸造，生产过程瑞士远端实时故障监 控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需 要进行磁控溅射特殊涂层。
低压铸造装备外型
压缩气
主要步骤
通气充型 加压凝固 放气开模
。
3 熔模铸造
4 . 型1石壳2水.3蜡.焙玻制.+制璃硬蜡烧脱型、脂模蜡壳（石酸强英(1粉:化1固)）化层。 800-9在5蜡压0型C料中熔铸化造流成出形型。 壳。
零件
木模
（5）填砂浇注 （6）脱壳、清理。
熔 模 铸 造
熔模铸造
熔模铸件的结构工艺性
铸孔不能太小和太深，一般铸孔应大于 2mm。
汽车工业压铸应用分量例： 镁合金70-80% 铝合金60% 锌合金50%
压铸机
按压室是否浸在熔融金 属中，分
冷室压铸机
热室压铸机
按压室位置，分 卧式压铸机 立式压铸机
主要构成：：合型机构、压射机 构、机座、液压传动系统、控制 系统、润滑冷却系统等。
卧式压铸机
立式压铸机
大型压铸机
离心铸造
金属型铸造
结构工艺性
铸件结构斜度比砂型铸造大。 壁厚要均匀，不能过薄。最小壁厚：铝
硅 合 金 2 - 4 mm； 铝 镁 合 金 3 - 5 mm； 铸 铁 2.5-4mm。 铸孔不能过小，过深。
金属型铸造特点及应用范围
机加工余量小，尺寸精度IT12-IT16；表面粗 糙度Ra12.5-6.3m。
合型浇注凝固冷却
落砂清理铸件检验入库
工艺三大块：冶炼，造型(芯)和浇注
砂型铸造 两箱砂型铸造
收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现 象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹， 对铸造工艺影响很大。
缩孔与缩松 铸造应力 铸件变形 铸件裂纹
铸件的缩孔
定向凝固图解
温度
缩孔
浇注系统 冒口
3 2
热压铸
压铸工艺设计内容
压力参数：压射压力、压射力和比压 运动参数：冲头速度 充型条件：充型时间 时间参数：建压与持压时间 温度参数：浇注温度、铸型温度 压铸涂料：种类与施涂方法
2 低压铸造 低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而
上充填型腔以形成铸件的成形工艺。
压力：0.02-0.06 MPa。
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。
1 压力铸造
压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以 高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸 件的特种铸造工艺。 特点 高压：比压30-70MPa 高速：充型时间0.01-0.2秒
逐渐壁厚不可太薄，一般2-8mm。 铸件壁厚尽量均匀。
熔模铸造的特点和应用
（1）铸件精度高，表面质量好，属少，无切削工 艺。尺寸精度IT11-14，表面粗糙度Ra12.5-1.6m。
（2）可铸造形状复杂铸件，最小壁厚可达0.3mm ，最小铸孔直径0.5mm。可一次铸出组合体。
（3）铸造合金种类不受限制，尤其适合高熔点和 难切削合金。
（4）生产批量不受限制，可单件或成批生产。
（5）工序繁杂，生产周期长，原辅材料费用高， 生产成本较高，铸件限于25kg。
4. 金属型铸造
金属型冷速快，一型多用。
金属型结构与材料
分型面——垂直、水平、复合分型 垂直型便于开设浇注系统和取出铸件。 材料——熔点应高于浇注合金。 低熔点的Sn, Zn, Mg等可用灰铸铁； Al, Cu合金可用合金铸铁或钢。 型芯：砂芯或金属芯。