材料成形工艺 第2版 教学课件 作者 夏巨諶 张启勋 主编 第四章　特 种 铸 造.pptx

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1、材料成形工艺第四章　特种铸造第一节　熔模铸造第二节　消失模铸造第三节　压力铸造第四节　离心铸造第五节　低压与差压铸造第一节　熔模铸造一、熔模铸造的原理及特点二、模料种类及性能要求三、制模工艺与制壳工艺四、制壳用粘结剂及型壳干燥五、缺陷及防止方法一、熔模铸造的原理及特点熔模铸造又称精密铸造或失蜡铸造，它是用易熔材料(蜡料及塑料等)制成精确的可熔性模样，在模样上涂以若干层耐火涂料，经过干燥、硬化成整体型壳；然后加热型壳熔失模样，再经高温焙烧而成为耐火型壳；将液体金属浇入型壳中，待冷却后即成铸件。其工艺流程如图4-1所示。与其他铸造方法相比，熔模铸造的主要优点

2、如下：1)铸件尺寸精度较高和表面粗糙度较低，可以浇注形状复杂的铸件，一般尺寸精度可达CT5~CT7级，粗糙度达Ra25~6.3μm。2)可以铸造薄壁铸件以及重量很小的铸件，熔模铸件的最小壁厚可达0.5mm，质量可以小到几克。一、熔模铸造的原理及特点3)可以铸造花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件。4)熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制，可以制造出用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂的零件，而且可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件，从而减轻零件重量、降低生产成本。5)铸造合金的类型几乎没有限制，常用来铸造合

3、金钢件、碳钢件和耐热合金铸件；生产批量没有限制，可以从单件到成批大量生产。一、熔模铸造的原理及特点图4-1　熔模铸造工艺流程图二、模料种类及性能要求(1)模料的分类　随着熔模铸造工艺的发展，模料的种类日益繁多，组成各不相同。通常按模料熔点的高低将其分为高温、中温和低温模料。(2)对模料性能的基本要求　对熔模模料性能的基本要求概括为：热物理性能，主要指有合适的熔化温度和凝固区间、较小的热膨胀和收缩、较高的耐热性(软化点)，模料在液态时应无析出物，固态时无相变；力学性能，主要有强度、硬度、塑性、柔韧性等；工艺性能，主要有粘度(或流动性)、灰分、涂挂性等。三、

4、制模工艺与制壳工艺1.制模2.制壳三、制模工艺与制壳工艺图4-2　制模与制壳工艺流程示意图1.制模(1)压注成形　压注成形的注蜡温度多在熔点以下，此时模料是液、固两相共存的浆状或糊状。(2)挤压成形　挤压成形是把在低温塑性状态下的模料挤压入型腔，在高压下成形，以减少和防止熔模收缩。2.制壳制壳包括涂挂和撒砂两道工序。涂挂涂料之前，熔模需经脱油脂处理。涂挂时要采用浸涂法。涂挂操作时应保持熔模表面均匀地涂挂上涂料，避免空白和局布堆积；焊合处、圆角、棱角和凹槽等，应用毛笔或特制工具涂刷均匀，避免气泡；涂挂每层加固层涂料前应清理前一层上的浮砂；涂挂过程中要定时搅

5、拌涂料，掌握和调整涂料的粘度。四、制壳用粘结剂及型壳干燥1.硅溶胶型壳干燥的特点2.水玻璃型壳的干燥硬化3.硅酸乙酯型壳的干燥硬化1.硅溶胶型壳干燥的特点硅溶胶型壳中的水大部分在干燥过程中排除，干燥过程实质上就是硅溶胶的胶凝过程。干燥过程可分为四个阶段：①粘结剂胶凝前，型壳涂料层中的游离水在涂挂过程中和干燥阶段初期蒸发；②硅溶胶胶凝后，被包在冻胶网格中的物理吸附水在干燥期间逐渐蒸发；③硅溶胶胶粒吸附层中的化学吸附水在加热至100～200℃时失去；④胶粒表面残存的硅醇(Si—OH)在400～800℃范围内通过自缩聚而脱水。干燥的最终结果是不断发生硅醇聚缩反

6、应，形成牢固的硅氧键而胶凝。2.水玻璃型壳的干燥硬化水玻璃粘结剂是含有少量胶体SiO2粒子的硅酸盐离子溶液，需要通过干燥和化学硬化两个环节才能完成水玻璃粘结剂型壳的干燥硬化。全过程顺序为：自然干燥—化学硬化—硬化后干燥。自然干燥是使水玻璃溶液不断脱水浓缩，以及使粘结剂通过扩散和渗透而在型壳层中均匀分布。水分的蒸发和脱水收缩会在型壳中留下微细通道和裂纹，有助于硬化剂能深入扩散，加之硬化反应在脱水后的硅酸钠中进行，故扩散速度快，硬化时间短。3.硅酸乙酯型壳的干燥硬化硅酸乙酯粘结剂型壳的干燥硬化，实质上是涂料中的硅酸乙酯水解液继续水解缩聚，最终胶凝以及溶剂挥发

7、的过程。前者主要是化学变化，后者是物理过程，但彼此有密切联系。型壳涂挂后，涂料层中的硅酸乙酯水解液继续水解，直至胶凝，该过程随型壳的硬化分为三个阶段，即回溶阶段、鼓胀阶段和稳定阶段。五、缺陷及防止方法熔模铸件的缺陷分为表面和内部缺陷以及尺寸和粗糙度超差。表面和内部缺陷，指欠铸、冷隔、缩松、气孔、夹渣、热裂、冷裂等；尺寸和粗糙度超差主要包括铸件的拉长和变形。产生表面和内部缺陷主要与合金液的浇注温度、型壳的焙烧温度与制备工艺、浇注系统与铸件结构的设计等因素有关。铸件尺寸和粗糙度超差，主要与压型的使用磨损、铸件结构、型壳的焙烧及其强度、铸件的清理等因素有关。应

8、根据铸件的具体结构和涉及到的相关工艺，有针对性地解决问题，消除缺陷。第二节　消失