第五节 特种铸造 Special casting processes

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1 第五节 特种铸造 Special casting processes
金属型 铸造 熔模铸造 实型铸造 连续铸造 离心铸造 低压铸造 压力铸造 七种常见的特种铸造方法 铸片1

2 一、熔模铸造 Investment Casting
定义：在易熔材料（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。 1．熔模（失蜡）铸造的工艺过程

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4 特点 （1）可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件。 （2）铸件精度高，表面质量好。 （3）能够铸造各种合金铸件。 （4）生产批量不受限制。 但工序繁多，生产周期较长，铸件不能太长、太大，铸件成本比砂型铸件高。 应用实例 主要用于生产汽轮机、水轮机上小型的叶片和叶轮、切削刀具及汽车、拖拉机、船舶、机床和风动工具上的小型零件等。

5 二、 金属型铸造 Permanent Mold Casting
定义：将液体金属浇注到金属型中获得铸件的方法。 1、金属型的结构 金属型用铸铁和铸钢制成； 铸件的内腔既可用金属型芯、也可用砂芯。 固定半型 活动半型 模板 模底板 活塞的组合型芯

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7 2、金属型铸造的工艺特点 金属型的导热速度快和无退让性，使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。 1）预热金属型：有利于金属液的充型及铸铁的石墨化过程。生产铸铁件，金属型预热至 ℃；生产有色金属件预热至 ℃。 2）型腔须喷刷耐火涂料：保护其免受金属液直接冲蚀和热击，可调节铸件各部分的冷却速度。 3）浇注温度应比采用砂型高出20-30℃，铸铁件的壁厚不小于15mm，以防白口组织。

8 3、金属型铸造的优缺点 (1)优点： 1)金属型铸造一型多铸，生产率高，劳动条件好； 2)铸件的组织致密、晶粒细小，机械性能高 ； 3)铸件精度高、表面粗糙度值低。 (2)缺点： 1)不宜铸造结构复杂、薄壁或大型铸件； 2)铸型寿命短，灰铸铁件铸造时还易于白口组织； 3)成本高，周期长，需批量生产。 4、金属型铸造的应用： 主要用于成批生产铝、铜合金等的中、小型铸件， 如活塞、缸体、液压泵壳体、轴瓦和轴套等。

9 三、离心铸造 Centrifugal Casting
定义：将金属液浇入高速旋转的铸型中，在离心力作用下充型和凝固的铸造方法。 铸件的各部分冷却速度相同，壁厚均匀。主要用来生产长度大于直径的套、管类铸件。污水管

10 金属液的自由表面在离心力作用下呈抛物面，主要生产高度小于直径的盘、环类铸件。

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12 铸铁管的离心铸造

13 金属型、熔模、离心铸造

14 定义：压力铸造是指金属液在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。压铸
四、压力铸造 Die Casting 定义：压力铸造是指金属液在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。压铸 1、压铸机的种类及工作原理 铸片2

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16 2、压力铸造的特点 优点： 1)铸件质量好，尺寸精度高; 2)压铸件的强度和表面硬度较高; 3)生产率操作简便，易于实现自动化。 缺点： 1)充型速度快，型腔中的空气很难完全排出，且厚 壁处也很难补缩; 真空压铸 2）压铸件不宜进行热处理或在高温下使用； 3）可压铸的合金种类受到限制； 4）设备投资大，压铸型的制造成本高 3、压力铸造的应用：大批量生产有色合金铸件， 压铸件应尽量避免机加工，以防内部孔洞外露。

17 常见的压铸件

18 五、低压铸造 Low pressure Die Casting
低压铸造是采用较压力铸造低的压力（一般为 Mpa），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。

19 低压铸造的特点及应用： 1、浇注及凝固时的压力容易调整、适应性强，可用于各种铸型、各种合金及各种尺寸的铸件。 2、底注式浇注充型平稳，减少了金属液的飞溅和对铸型的冲刷，可避免气孔缺陷。 3、铸件在压力下充型和凝固，其浇口能提供金属液来补缩，因此铸件轮廓清晰，组织致密。 4、低压铸造的金属利用率高，约90%以上。 5、设备简单，劳动条件较好，易于机械化和自动化。 主要用来铸造一些质量要求高的铝合金和镁合金铸件，如气缸体、缸盖、和高速内燃机的铝活塞等薄壁件。

20 低压铸造火车车轮示意图

21 压力铸造和低压铸造

22 六、常用铸造方法的比较 铸片4

23 连续铸造的工艺过程

24 真空吸铸 抽真空使结晶器内成负压而将金属液吸入，由于结晶器壁内通有循环冷却水，所以其中的金属液实现由外向中心的顺序凝固，当凝固层达到所需尺寸时，关闭真空泵使结晶器内未凝固的金属液返回坩埚。这样就获得了筒形铸件，铸件的长度取决于结晶器的长度，厚度则取决于凝固时间。

25 实型铸造（气化模造型或消失模铸造 ） 采用聚苯乙烯发泡材料制得的模型代替木模造型，不用起模直接将金属液浇注到气化模上，使其燃烧、气化并形成空腔来容纳金属液，从而获得铸件的方法。