液态金属成型的方法



1.按金属液充填进铸型方法的不同可分为：重力铸造 （液态金属靠自身重力充填型腔）、低压铸造、挤压 铸造、压力铸造（液态金属在一定的压力下充填型腔 ）等。 2.根据形成铸型材料的不同，可以分为一次型（如砂 型铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造）和永久型（如金属 型铸造）。 3.对于一些特殊的凝固成形件，还可以采用连续铸造 （等截面长铸件）、离心铸件（圆筒形铸件）、实型 铸造、熔模铸造等方法。
落 砂 、 清 理
检 验
铸 件
金属型铸造
金属型铸造（Gravity die casting） 是指液态金属在重力作用下充填金属铸 型并在型中冷却凝固而获得铸件的一种 成形方法，如图所示。由于金属铸型可 以重复使用，寿命（指浇注次数）可达 数万次，所以金属型铸造又称永久型铸 造（Permanent mold）。
充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、 轮廓清晰的成形件的能力。
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
（一）液态合金的流动性
合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。
液态金属成型的工艺基础
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢： 200mm 4.3%C 铸铁： 1800mm
液态金属成型的工艺基础
液态金属成型
目录
1. 概念及其特点 2. 方法 3.工艺基础及工艺参数 4.砂型铸造 5.金属型铸造 6.压力铸造 7.熔模铸造 8.离心铸造 9.连续铸造 10.计算机在铸造中的应用
什么叫液态金属成型？
液态金属成型俗称铸造，是将液态合 金注入预先制备好的铸型中，使之冷却 、凝固，从而获得毛坯或零件的一种方 法。
铸造工艺参数
铸型工艺设计时需要确定的某些工 艺数据；包括：铸造收缩率（缩尺）, 机械加工余量，拔模斜度，最小铸出孔 ,型芯头尺寸等。
浇注系统
浇口杯 冒口 直浇道 横浇道
内浇道
砂型铸造
砂型铸造的工艺过程
型砂
零 件 图 铸 型 熔化 芯盒 芯砂 浇注 型 芯 合 冷却
铸 造 工 艺 图
模型
箱 凝固
温度（℃）
浇口杯
出气口
30 0 20 0 10 0 0 80 60 40
流动性（cm）
20
液态金属成型的工艺基础
（二）浇注条件
1.浇注温度 一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。 2.充型压力 液态金属在流动方向上所受的压力越大， 充型能力越强。 3.浇注系统的的结构 浇注系统的结构越复杂，流动阻力
（四）铸件结构
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与 表面积之比 。 折算厚 度大 ， 热 量散失慢 ，充型能 力就 好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。 （2）铸件复杂程度 铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的 充填就困难。
铸造工艺方案确定
铸造工艺方案应包括的主要内容： 1．造型、制芯方法（机器？手工？） 2．铸型种类的选择（干型？湿型？） 3．浇注位置，分型面的确定 4．每型件数的确定 5．砂芯设计 6．确定工艺参数 7．浇注系统，冒口的设计 8．铸件机械加工粗基准的选择
实际上可分为砂型铸造和特种铸造两类
液态金属成型的方法
常见的特种铸造方法有： 金属型铸造、 低压与差压铸造、 熔模铸造、 离心铸造、 陶瓷型铸造、 真空吸铸、 压力铸造、 挤压铸造、 消失模铸造、 连续铸造、 石膏型铸造、 半固态铸造等。
液态金属成型的工艺基础
液态金属的充型能力与流动性
充型—— 液态合金填充铸型的过程。
离心铸造
图1 卧式离心铸造机示意图 1—浇包；2—浇注槽；3—铸型； 4—液体金属；5—端盖；6—铸件
图2 立式离心铸造机示意图 1—浇包；2—铸型；3—液体金属 ；4—带轮和带；5—旋转轴；
6—铸件；7—发动机
离心铸造
连续铸造
连续铸造是将金属液浇入一种特制 的金属型或石墨型（称为结晶器）中冷 却，而铸件则从结晶器的另一端不断拉 出的一种连续成形工艺。
越大，充型能力越差。
（三）铸型充填条件
1. 铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的 金属吸取热量并储存在本身的能力。
液态金属成型的工艺基础
2.铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型的温差
越小，充型能力越强。 3.铸型中的气体 铸型有一定的发气能力，能在金属液与 铸型之间形成气膜，可减小流动的摩擦阻力，有利于充型。
压力铸造
熔模铸造
熔模铸造就是在蜡模（也可用树脂模）表 面涂覆多层耐火材料，待硬化干燥后，加热 将蜡模熔化，而获得具有与蜡模形状相应形 状的型壳，再经焙烧之后进行浇注而获得铸 件的一种方法，故又称为失蜡铸造（Lost Wax Casting）。
熔模铸造
熔模铸造工艺流程
熔模铸造
离心铸造
离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，在离 心力的作用下，完成金属液的充填和凝固成形的一种 铸造方法。离心铸造必须在专门的设备—离心铸造机 （使铸型旋转的机器）上完成。根据铸型旋转轴在空 间位置的不同，离心铸造机可分为卧式离心铸造机和 立式离心铸造机两种。
金属型铸造
金属型铸造示意图 （a）金属型合模状态 （b）倾转浇注
金属型铸造
金属型铸造的工艺流程
金属型铸造
压力铸造
压力铸造（die casting或high pressure die casting）简称压铸，它是将液态金属或半固 态金属在高压下快速充填到金属模的型腔， 并在压力下快速凝固而获得铸件的一种成形 方法。
水平连铸
水平连铸机结构原理
连续铸造的特点和使用范围
1.提高金属利用率，节省能量消耗。 2.金属液冷却速度快，晶粒细小，组织致 密，铸件质量高。 3.无浇、冒口系统，工艺出品率高。 4.生产工序简单，易于实现机械化和自动 化，生产率高。 可生产铸铁、铸钢、铜合金和铝合金等截 面形状不变的铸件，如铸管、棒材等。
液态金属成型的特点
1.可生产形状任意复杂的铸件，特别是内腔形状复杂 的铸件。如汽缸体、汽缸盖、涡轮叶片、床身件等。
缸头、汽缸体
H5缸体
液态金属成型的特点
2.适应性强: (1)合金种类不受限制 (2)铸件大小几乎不受限制
3.成本低：（1）材料来源广 （2）废品可重新熔炼 （3）设备投资低
4.废品率高、表面质量较低、劳动条件差