材料成型第3章 金属的铸造形成工艺2.ppt

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1、第二节外力作用下的铸造成形靠外力充填型腔的形成工艺离心铸造压力铸造低压铸造挤压铸造1一、离心铸造（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、环类或成形铸件。定义：将液态合金浇入高速旋转（250~1500r/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23（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。4离心式实型铸造（3）成形件的离心铸

2、造5(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)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。优点：2、离心铸造的特点和适用范围6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

3、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。73.离心铸造应用范围61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。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

4、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8mm，最大直径达2600mm，最大长度为8m，铸件的重量可为数克至数十吨。8二、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。91、压力机工作原

5、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。10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。（2）冷压室压铸机11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)。12冷压室卧式压铸（目前应用最多)(3)取出

6、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)。13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。142、压力铸造的特点和适用范围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

7、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优点：15(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。(

8、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。缺点：16©2007金工教研室机械制造基础压铸镶嵌件17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