特种铸造06金属型铸造工艺资料教程文件.ppt

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1、特种铸造06金属型铸造工艺资料一、概述工艺流程工艺特点：一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；（3）金属型可方便采用各种工艺措施控制凝固顺序、充填平稳度等，保证获得优质铸件。（4）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30％；（5）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；环境好；（6）工序简单，便于实现生产管理；易实现机械化和自动化，生产效率高；二、金属型铸造的优点：由于

2、铸件金属在金属型中冷得较快，铸件对热节敏感度低，液态金属中过饱和气体不易析出，铸件致密度高。晶粒细小。故力学性能比砂铸好。铸造精度一般为CT7-10级，轻合金可达CT7-9。砂铸一般都小于CT8。表面光洁度Ra3.2-12.5μm。砂铸一般都大于Ra12.5μm金属型铸造的不足之处：（1）最小壁厚不小于2mm；（2）金属型不透气，必须采取一定措施导出气体；（3）无退让性，易产生裂纹和变形，不适合热裂倾向大的合金；（4）金属型制造成本高；铸件外形不宜太复杂。不能生产大型铸件，必须在批量较大时才能显出经济效益；（5）金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的

3、浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。三、金属型铸造的应用范围合金种类铸件形状和大小尺寸精度和表面粗糙度生产规模除热裂倾向大的合金，常用铸造合金都可利用金属型铸造。一般金属型铸造适用于形状不太复杂的中小铸件。非铁合金可铸较复杂的铸件，例如气冷式发动机缸盖、液压泵壳体、各种壳体等。钢铁合金只能铸形状简单的铸件。有色金属铸件质量在几千克到几十千克，钢铁铸件质量在几十到几百千克。一般只有成批或大量生产时使用。但一般航空件不受此限制。第二节金属型铸件成形特点导热性特点引起的铸件成形特点没有透气性引起的

4、铸件成形特点无退让性引起的铸件成形特点由金属型材料的导热性能所引起的铸件成型特点金属液浇入型腔，就把热量传递给金属型壁。型壁有两方面变化(1)蓄热：把热量积蓄起来，温度升高，发生膨胀(2)传热：把热量散发到周围介质中去系统发生的变化(1)液体金属通过型壁散失热量,凝固、收缩(2)铸型获得热量，升高温度产生膨胀结果在铸件与型壁之间，形成了间隙。形成铸件—间隙—金属型散热系统1.1金属型传热模型为使热交换问题讨论简化起见，现对板型铸件进行分析。假定：（1）系统是稳定传热（2）系统中各组元温度均呈直线分布（3）在热交换过程中，通过系统中各组元的比热流（单位时间、单

5、位面积通过的热量）q都相同t℃t0t1t2t3x1x2x34321图2-4铸件-间隙-金属型系统的温度分布1-金属型2-间隙3-铸件4-铸件中心根据付立叶定律，q值可用下述三式表示：λ1、λ2、λ3分别为铸件、间隙和金属型的导热系数。单位w/m℃x1、x2、x3分别为铸件、间隙和金属型的厚度。单位m（1）（2）（3）t℃t0t1t2t3x1x2x34321图2-4铸件-间隙-金属型系统的温度分布1-金属型2-间隙3-铸件4-铸件中心（1）+（2）+（3）得：整理得：分别为三者的热阻分析：（1）比热流q与铸件断面中心温度和金属型表面温度之差（t0-t3）成正比

6、，而与热阻之和（）成反比.（2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大.（3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻、t0即为定值。此时比热流q的大小就取决于、和t3的大小，下面分析它们对q的影响。1.2金属型对传热的影响1.2.1关于型壁热阻的影响金属型壁导热系数λ3愈大，则其热阻愈小，铸件的冷却速度愈强铸铁铸钢铸铝铸铜39.546.4373.6390.9常用金属材料导热系数λ（w/m.℃）可见，铜铸型比铁铸型冷却速度要大，所以连铸结晶器用铜结晶器。1.2.2型壁厚度x3的影响如果型壁x3愈大，其热阻愈大，按公式q愈小，这不符合实际情况。这是因为在热交换过程中，除了导热外，

7、还兼有蓄热作用，而公式中却未反应型壁的蓄热能力。假定金属型壁与铸件接触面为F（m2），密度比热容c3（单位J/kg.℃）型壁温度场平均温度t均℃，则金属型蓄热量Q可表示为Q＝F×××c3×t均（J）可见愈大，Q愈大由于金属型蓄热和导热能力是相互依赖的λ3很大，的增加为其蓄热量的增加创造了条件，这样型壁能迅速从间隙吸收大量热量，从而提高了铸件的冷却速度。但当超过一定值时，铸件的冷却速度变化不大，这主要由于铸型的热传导性能决定了型壁中离工作表面较远的地方温度不能升得太高，该处的金属型壁也就起不到蓄热作用。金属型厚壁，毫米1-平板铸件2-圆柱形铸件铸件凝固时间，秒

8、1.2.3t3的影响在其他条件相同时，t3很小的时候