1、 特種鑄造的內(nèi)涵、性能要求復(fù)習(xí)大綱1. 熔模鑄造定義制殼用材料的分類和組成脫蠟De-wax常用加熱方法及其適用范圍、特點(diǎn)熔模鑄造工藝的優(yōu)點(diǎn)熔模鑄造工藝、工序及其描述2. 金屬型鑄造金屬型鑄造與砂型鑄造相比，在性能上有什么區(qū)別？在鑄件充型凝固過(guò)程中有何表現(xiàn)？對(duì)應(yīng)金屬型鑄型無(wú)退讓性和無(wú)透氣性，應(yīng)采取何種措施？金屬型的涂料的作用、性能要求和主要組成 提高金屬型壽命的途徑有哪些？ 3. 壓力鑄造定義:壓鑄機(jī)的主要分類 以臥式冷壓室壓鑄機(jī)為例，描述壓鑄時(shí)金屬所受壓力和活塞移動(dòng)速度之間的關(guān)系（三種情況），那種情況時(shí)理想狀況？壓鑄用涂料的性能要求壓鑄件為什么不能進(jìn)行熱處理？低壓鑄造的概念差壓鑄造的概念4.

2、低壓鑄造及差壓鑄造5. 擠壓鑄造定義：簡(jiǎn)述合金壓力下結(jié)晶的強(qiáng)化機(jī)理擠壓鑄造件熱處理的技術(shù)條件6. 離心鑄造定義工藝特點(diǎn)7. 真空吸鑄工藝原理8. 半固態(tài)鑄造定義及基本原理定義及基本原理主要成形方法及其各自的工藝特征主要成形方法及其各自的工藝特征9. 消失模鑄造定義主要工藝流程、工序及關(guān)鍵技術(shù)要求LFC法的主要特點(diǎn)0. 緒論鑄造Foundry：是一種液態(tài)金屬成形的方法，即將金屬加熱到液態(tài)，使其具有流動(dòng)性，然后澆入到具有一定形狀的型腔的鑄型中，液態(tài)金屬在重力場(chǎng)或外力場(chǎng)（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成具有型腔形狀的鑄件。Pouring Melt in MoldSolidifi

3、cationCastingFoundry的詞根的詞根Found：建立、創(chuàng)立：建立、創(chuàng)立foundrycastingfactory where metal castings are produced; metalworksobject formed by a mold; the act of creating something by casting it in a mold 特種鑄造一般能至少實(shí)現(xiàn)以下一種性能：鑄造方法公差等級(jí)(CT)GB6414-86手工砂型1113機(jī)器砂型810金屬型69低壓69熔模57提高鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量提高鑄件的物理及力學(xué)性能提高金屬的利用率(工藝出品率)減少原

4、砂消耗量適宜高熔點(diǎn)、低流動(dòng)性、易氧化合金鑄造改善勞動(dòng)條件，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化 特種鑄造泛指除傳統(tǒng)砂型鑄造以外的鑄造方法 特種鑄造不是一個(gè)嚴(yán)格的定義，它是指與砂型鑄造不同的其它鑄造方法，如熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、壓力鑄造、擠壓鑄造、離心鑄造、連續(xù)鑄造、真空鑄造、消失模鑄造、半固態(tài)鑄造等。它們之中還可再分為若干種鑄造方法。特種鑄造方法已得到日益廣泛的應(yīng)用，其中一些方法屬于近凈形成形的先進(jìn)工藝，近年來(lái)發(fā)展的速度極快。 同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的特種鑄造方法還在不斷產(chǎn)生。如20世紀(jì)末出現(xiàn)的快速鑄造，它是快速成型技術(shù)和鑄造結(jié)合的產(chǎn)物。而快速成型技術(shù)則是計(jì)算機(jī)技術(shù)、C

5、AD、CAE、高能束技術(shù)、微滴技術(shù)和材料科學(xué)等多領(lǐng)域高科技技術(shù)的集成。快速鑄造使鑄件能夠被快速生產(chǎn)出來(lái)，滿足科研生產(chǎn)的需要。今后，新的特種鑄造方法仍將隨著技術(shù)的發(fā)展不斷涌現(xiàn)出來(lái)。VCR1. 熔模鑄造熔模鑄造通常是在可熔模樣的表面涂覆多層耐火材料，待其氧化干燥后，加熱將其中模樣熔去，而獲得具有與模樣形狀相應(yīng)空腔的型殼，再經(jīng)過(guò)焙燒，然后在型殼溫度很高的情況下進(jìn)行澆注，從而獲得鑄件的一種方法。定義定義Investment castingLost wax casting/Lost-wax castingLost pattern castingPrecision casting The techniqu

6、e of investment casting is both one of the oldest and most advanced of the metallurgical arts.The ceramic mold, known as the investment1.1 熔模鑄造工藝No. 1 Wax Injection 熔模鑄造生產(chǎn)中的第一道工序就是制造熔模。p 型殼內(nèi)表面光滑，尺寸精確的型腔是由熔模形成的，因此熔模本身必須有高的尺寸精度和細(xì)的表面粗糙度。熔模材料本身還要滿足隨后型殼制造工藝的一系列要求。p 熔模是在壓型（制造熔模的模具）中形成的，熔模材料（簡(jiǎn)稱模料）還需適用于制造熔模

7、的工藝。 熔模的組裝是把形成鑄件的熔模和形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組合在一起，主要有兩種方法： 1、焊接法 用薄片狀的烙鐵，將熔模的連接部位熔化，使熔模焊在一起。此法較普遍。 2機(jī)械組裝法 在大量生產(chǎn)小型熔模鑄件時(shí)，國(guó)外已廣泛采有機(jī)械組裝法組合模組，采用此種模組可使模組組合和效率大大提高，工作條件也得到了改善。No. 2 AssemblyNo. 3 Shell Building熔模鑄造的鑄型可分為實(shí)體型和多層型殼兩種熔模鑄造的鑄型可分為實(shí)體型和多層型殼兩種目前普遍采用的是目前普遍采用的是多型殼多型殼。 將模組浸涂耐火涂料后，撒上料狀耐火材料，再經(jīng)干燥、硬化，如此反復(fù)多次，使耐火涂掛層達(dá)到需要的厚度為

8、止，這樣便在模組上形成了多層型殼，通常將近其停放一段時(shí)間，使其充分硬化，然后熔失模組，便得到多層型殼。制造型殼用的材料可分為兩種類型一種是用來(lái)直接形成型殼的，如耐火材料、粘結(jié)劑等，構(gòu)成涂料另一類是為了獲得優(yōu)質(zhì)的型殼，簡(jiǎn)化操作、改善工藝用的材料，如熔劑、硬化劑、表面活性劑（潤(rùn)濕、消泡）等。1）耐火材料目前熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉，以及硅酸鋁耐火材料，如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。有時(shí)也用鋯英石、鎂砂（MgO）等。2）粘結(jié)劑在熔模鑄造中用得最普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液（簡(jiǎn)稱硅酸溶膠），如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸（H2SiO3）和溶劑，有時(shí)也有穩(wěn)定劑

9、，如硅溶膠中的NaOH。硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得最早、最普遍的粘結(jié)劑；水玻璃殼型易變形、開裂，用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國(guó)，當(dāng)生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時(shí)，水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)；硅溶膠的穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期存放，制型殼時(shí)不需專門的硬化劑，但硅溶膠對(duì)熔模的潤(rùn)濕稍差，型殼硬化過(guò)程是一個(gè)干燥過(guò)程，需時(shí)較長(zhǎng)。1.2.1 制殼用材料制殼用材料No.4 De-wax/Burnout/Pre-heat常用加熱方法：熱水法和高壓蒸汽法。脫蠟De-wax熱水法熱水法：95未沸騰適用于蠟基模料熔模缺點(diǎn)：砂粒易落入型殼內(nèi)引起鑄件夾砂缺點(diǎn)

10、：砂粒易落入型殼內(nèi)引起鑄件夾砂溶化不均勻引起型殼開裂溶化不均勻引起型殼開裂粘接劑吸水回溶引起型殼破粘接劑吸水回溶引起型殼破熱水中模料易皂化熱水中模料易皂化高壓蒸汽法高壓蒸汽法：350600kPa, 150 , 1015min適用于松香基和蠟基模料熔模焙燒預(yù)熱焙燒預(yù)熱Burnout/Pre-heat型殼強(qiáng)度足夠直接進(jìn)行高溫焙燒需要精密度較高的鑄件將型殼埋入裝有填充物的箱中再進(jìn)行焙燒No. 5 Gravity Pouring熔模鑄造技術(shù)的核心是型殼的制造，澆注過(guò)程可以和其他各種鑄造方法相結(jié)合：熱型重力澆注真空澆注離心澆注真空吸鑄（CLA法）定向凝固利用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)等建立單向散熱條件普通鑄造澆注過(guò)

11、程普通鑄造澆注過(guò)程特種鑄造特種鑄造No. 6 Knock-out/Cut-off 敲打振擊電液壓清理高壓水清理No. 7 Finished Castings型殼澆冒口殘留耐火材料等1.3 工藝特征Investment casting is used with almost any castable metal, however aluminium alloys, copper alloys, and steel are the most common. In industrial usage the size limits are 3 g (0.1 oz) to about 5 kg (11

12、lb). The cross-sectional limits are 0.6 mm (0.024 in) to 75 mm (3.0 in). Typical tolerances are 0.1 mm for the first 25 mm (0.005 in for the first inch) and 0.02 mm for the each additional centimeter (0.002 in for each additional inch). A standard surface finish is 1.34 microns (50125 m) RMS.The adv

13、antages of investment casting are:Excellent surface finish良好的表面High dimensional accuracy高尺寸精度Extremely intricate parts are castable可以鑄造特別復(fù)雜的部件Almost any metal can be cast幾乎適用于所有金屬No flash or parting lines無(wú)飛濺或分型面痕The main disadvantage is the overall cost. Some of the reasons for the high cost include

14、 specialized equipment, costly refractories and binders, many operations to make a mold, a lot of labor is needed and occasional minute defects. 2. 金屬型鑄造定義定義: 金屬型鑄造是指將金屬液用重力澆注法澆入金屬型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。由于鑄型可以反復(fù)使用很多次（幾百到幾千次），故有永久型鑄造（Pernament Mold Casting）之稱。也曾經(jīng)有過(guò)硬模鑄造的稱謂。2.1.2 由于金屬型材料沒(méi)有透氣性引起的鑄件成形特點(diǎn)原有氣體和受熱析出

15、的氣體原有氣體和受熱析出的氣體液體金屬在填充鑄型的過(guò)程中，需擠走型腔中原有的氣體和由于涂料、砂芯和鑄型表面受熱作用而析出的氣體，由于金屬型材料本身沒(méi)有透氣性，很易被擠趕入鑄型內(nèi)凹入的死角或兩股金屬流的匯合處，形成氣阻，使液體金屬不能充滿，造成鑄件澆不足和冷隔等缺陷。另一種可能是由于這些部位排不走的氣體受熱膨脹，形成很大的反壓力，把金屬液反推出去，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸾饘僖悍盗?、自澆口涌出等事故。鑄型壁或涂料層內(nèi)殘余氣體鑄型壁或涂料層內(nèi)殘余氣體此外，經(jīng)長(zhǎng)期使用的金屬型表面會(huì)出現(xiàn)許多細(xì)微裂紋，在澆注后被液態(tài)金屬封閉了出口的裂紋中裂紋中的氣體的氣體會(huì)受熱膨脹，產(chǎn)生很大的壓力，鉆入已失去流動(dòng)性的糊狀鑄件金

16、屬中，會(huì)使鑄件表面出現(xiàn)密集或分散的針孔針孔。涂料層中涂料層中的小疙瘩、圓球中也可能保有氣體氣體，當(dāng)它們被金屬液包圍或覆蓋時(shí)，氣體體積脹大，如不能從涂料層排出，也可能產(chǎn)生很大壓力鉆入鑄件表面層，形成針孔缺陷，嚴(yán)重時(shí)個(gè)別穿透整個(gè)鑄件壁的針孔會(huì)使鑄件在水（氣）壓檢試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)泄露的缺陷。采取措施采取措施 1 設(shè)計(jì)金屬型是必須注意金屬型排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)的建立，如開通氣孔、排氣槽、設(shè)計(jì)排氣塞等。 2 設(shè)計(jì)金屬型工藝工藝時(shí)，必須注意型腔氣體的引出氣體的引出，如利用砂芯和較厚的涂料層排氣。 3 盡可能消除產(chǎn)生氣體的根源消除產(chǎn)生氣體的根源，如采用發(fā)氣性較小的涂料原料，金屬型必需預(yù)熱100以上才澆注，涂料層應(yīng)充分

17、干燥，及時(shí)去除型腔表面的鐵銹和微裂紋等。2.1.3 由于金屬型材料無(wú)退讓性引起的鑄件成形特點(diǎn)金屬型鑄造時(shí)，在采用金屬型芯的場(chǎng)合，鑄型和型芯都沒(méi)有退讓性，因此，當(dāng)金屬凝固至固相枝晶形成連續(xù)骨架時(shí)，鑄件上某些部位產(chǎn)生的線收縮線收縮便會(huì)受受到金屬鑄型和金屬型芯的阻礙阻礙，在此情況下，鑄件上收縮受阻的部位內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力出現(xiàn)拉應(yīng)力，不能收縮的鑄件部位呈現(xiàn)拉伸變拉伸變形形。拉伸應(yīng)變值1可以由下式粗略估算：1 =1(Ts-T1)1和金在Ts-至T1溫度范圍內(nèi)的線收縮率；Ts-和金開始出現(xiàn)線收縮時(shí)的溫度；T1凝固至某一時(shí)刻的鑄件溫度采取措施：采取措施：在金屬型鑄造時(shí)特別注意盡可能早早地從型中取出取出鑄件和從鑄件

18、中取出金屬型芯；金屬型設(shè)計(jì)時(shí)考慮設(shè)置能簡(jiǎn)易、平穩(wěn)去除鑄件和簡(jiǎn)易、平穩(wěn)去除鑄件和型芯的機(jī)構(gòu)型芯的機(jī)構(gòu)；對(duì)嚴(yán)重阻礙鑄件內(nèi)孔收縮的部位改用砂芯改用砂芯形成孔腔，增大增大金屬型鑄件的鑄造斜度鑄造斜度，增加涂料層厚度增加涂料層厚度，在涂料中加入可減少摩擦系數(shù)的成分加入可減少摩擦系數(shù)的成分等。2.2 金屬型鑄造工藝 未預(yù)熱的金屬型不能進(jìn)行澆注。這是因?yàn)榻饘傩蛯?dǎo)熱性好液體金屬冷卻決，流動(dòng)性劇烈降低，容易使鑄件出現(xiàn)冷隔、澆不足夾雜、氣孔冷隔、澆不足夾雜、氣孔等缺陷。未預(yù)熱的金屬型在澆注時(shí)，鑄型，將受到強(qiáng)烈的熱擊強(qiáng)烈的熱擊，應(yīng)力倍增，使其極易破壞。因此，金屬型在開始工作前，應(yīng)該先預(yù)熱，適宜的預(yù)熱溫度（即工作溫度

19、），隨合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)和大小而定，一般通過(guò)試驗(yàn)確定。 2.2.1 金屬型的預(yù)熱金屬型的預(yù)熱方法有：金屬型的預(yù)熱方法有： （1）用噴燈或煤氣火焰預(yù)熱；（2）采用電阻加熱器；（3）采用烘箱加熱，其優(yōu)點(diǎn)是溫度均勻，但只適用于小件的金屬型；（4）先將金屬型放在爐上烘烤，然后澆注液體金屬將金屬型燙熱。這種方法，只適用于小型鑄型，因它要浪費(fèi)一些金屬液，也會(huì)降低鑄型壽命。 涂料應(yīng)符合下列技術(shù)要求：要有一定粘度，便于噴涂，在金屬型表面上能形成均勻的薄層；涂料干后不發(fā)生龜裂或脫落，且易于清除；具有高的耐火度；高溫時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大量氣體；不與合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（特殊要求者除外）等。 2.2.5 金屬型的涂料涂料的作

20、用調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度保護(hù)金屬型，防止高溫金屬液對(duì)型壁的沖蝕和熱擊利用涂料層蓄氣排氣涂料配方1粉狀耐火材料（如氧化鋅，滑石粉，鋯砂粉、硅藻土粉等）2粘結(jié)劑（常用水玻璃，糖漿或紙漿廢液等）3溶劑（水） 提高金屬型壽命的途徑為：提高金屬型壽命的途徑為： 1選用導(dǎo)熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，而且強(qiáng)度較高導(dǎo)熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，而且強(qiáng)度較高的材料制造金屬型； 2合理的涂料工藝涂料工藝，嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范； 3金屬型結(jié)構(gòu)合理結(jié)構(gòu)合理，制造毛坯過(guò)程中應(yīng)注意消除殘除殘余應(yīng)力余應(yīng)力； 4金屬型材料的晶粒要細(xì)小晶粒要細(xì)小。 5控制好工作溫度，盡可能早取出鑄件。 2.3 金屬型鑄造特征The main are:. ar

21、e 0.4 mm for the first 25 mm (0.015 in for the first inch) and 0.02 mm for each additional centimeter (0.002 in per in); if the dimension crosses the parting line add an additional 0.25 mm (0.0098 in). are 2.5 to 7.5 m (100250 in) RMS. A draft of 2 to 3 is required are limited to 3 to 50 mm (0.12 to

22、 2.0 in). from 100 g to 75 kg (several ounces to 150 lb). Other advantages include : pThe ease of inducing directional solidification by changing the mold wall thickness or by heating or cooling portions of the mold. pThe fast cooling rates created by using a metal mold results in a finer grain stru

23、cture than sand casting. pRetractable metal cores can be used to create undercuts while maintaining a quick action mold.There are three main :p high tooling cost,p limited to low-melting-point metalsp short mold life. The high tooling costs make this process uneconomical for small production runs. W

24、hen the process is used to cast steel or iron the mold life is extremely short. For lower melting point metals the mold life is longer but thermal fatigue and erosion usually limit the life to 10,000 to 120,000 cycles. 4. 壓力鑄造定義定義: 壓力鑄造(Pressure Casting/Die Casting/High Pressure Die Casting)是液態(tài)或半固態(tài)金

25、屬在活塞的高壓作用下以較高的速度充填鑄型型腔,并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。p 半固態(tài)半固態(tài)semisolid; semi solid state 半固態(tài)是指合金內(nèi)既存在球團(tuán)狀固相又存在流體液相的兩相狀態(tài).半固態(tài)鑄造是合金在凝固過(guò)程中,進(jìn)行劇烈攪拌或控制固-液溫度區(qū)間,得到半固態(tài)組織,然后澆注成形的方法。 20世紀(jì)70年代初美國(guó)麻省理工學(xué)院的學(xué)者開始半固態(tài)研究。p 高壓高壓作用在金屬上的壓力可為幾個(gè)到幾十個(gè)MPa，有時(shí)甚至達(dá)200MPa。p 充填速度充填速度充型線速度約為0.575m/s，有時(shí)可高達(dá)120m/s。相應(yīng)的充型時(shí)間則很短，一般為0.010.2s。p Die模具；沖模；壓模引申

26、為：一種硬模鑄造一種硬模鑄造1、壓鑄時(shí)金屬所受壓力和活塞移動(dòng)速度以臥式冷壓室壓鑄機(jī)為例 壓室全斷面充滿階段 一般金屬液所占?jí)菏殷w積只占?jí)菏艺w體積的75%以下，所以活塞開始移動(dòng)后，首先推動(dòng)金屬液全斷面充滿壓室靠近鑄型一端的部分壓射活塞的速度從0開始上升，活塞前段金屬液面抬高和傳布。A 活塞移動(dòng)的加速過(guò)慢 則可能會(huì)使液面上波峰的前進(jìn)傳布速度大于活塞的移動(dòng)速度，當(dāng)波峰前進(jìn)傳布到達(dá)壓室的左端面時(shí)，在波峰后面的金屬液面上還有一個(gè)充滿空氣的空間，最后反流波峰和活塞面上升高的金屬液便會(huì)在壓室中裹進(jìn)被封死的空氣進(jìn)入壓鑄型，使鑄件中形成氣氣孔孔。第一級(jí)增壓B 活塞移動(dòng)的加速過(guò)快 在活塞端面前可能會(huì)形成液流的波

27、峰，它也會(huì)把空氣裹入金屬液，在鑄件中形成氣孔氣孔。C 活塞移動(dòng)速度適當(dāng) 隨著活塞的移動(dòng)，在活塞端面前形成充滿壓室整個(gè)斷面的液面抬高短，隨著活塞的繼續(xù)前進(jìn)，一次增加抬高段的程度，把壓室內(nèi)空氣向左擠，進(jìn)入型腔，通過(guò)排氣通道進(jìn)入大氣。 瑞士已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)活塞移動(dòng)的等加速壓射系統(tǒng)，可獲得理想壓室全斷面的充滿過(guò)程。 活塞快速壓射、型腔充填階段 金屬液在活塞壓力作用下經(jīng)澆道快速充填型腔n一般活塞的移動(dòng)速度約為10001200mm/s；n型腔填充時(shí)間僅為十分之幾秒至百分之幾秒； 活塞施加在金屬液上的壓力增大，在加上活塞移動(dòng)的高速度，使得金屬液能夠克服在澆道和型腔中流動(dòng)時(shí)所遇到的阻力，表現(xiàn)出很好的充型能力。由于

28、金屬液本身一部分能量消耗于摩擦和它本身運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，所以金屬上的壓力比壓室中金屬液的壓力小。 在型腔被金屬充滿的時(shí)刻，快速流動(dòng)的金屬液突然速度降低為零，金屬液的動(dòng)能瞬間便為壓力：p 這一壓力促使金屬液更緊密的貼近型腔表面，完成最后的充型；p 同時(shí)也更進(jìn)一步的改善了金屬液與型壁間的熱傳導(dǎo)，促使壓鑄件晶粒變得很細(xì)?。籶 還可使金屬液中裹進(jìn)的氣泡體積變小，減小了鑄件中氣孔的危害。第二級(jí)增壓 增壓、保壓階段 先進(jìn)的壓鑄機(jī)上，在壓鑄結(jié)束的末了都有一個(gè)突然增高活塞上壓力的空置機(jī)構(gòu)，使得在0.010.02s時(shí)間內(nèi)活塞上的壓力可以突然升到某一設(shè)定值，一方面抵消充型重點(diǎn)金屬液所產(chǎn)生的反壓力，同時(shí)也爭(zhēng)取在壓鑄性內(nèi)內(nèi)

29、澆道凝固前加大壓室中金屬液上的壓力，增大這部分金屬的補(bǔ)縮能力，進(jìn)一步提高鑄件的致密度。此一增大的壓力值一直保持到型內(nèi)鑄件完全凝固。最終的壓力值可為50500MPa。第三級(jí)增壓5、壓鑄用涂料、壓鑄用涂料壓鑄過(guò)程中，為了避免鑄件與壓鑄型焊合，減少鑄件頂出的摩擦阻力和避免壓鑄型過(guò)分受熱而采用涂料。對(duì)涂料的要求：1） 在高溫時(shí)，具有良好的潤(rùn)滑性；2） 揮發(fā)點(diǎn)低，在100150時(shí)，稀釋劑能很快揮發(fā)；3） 對(duì)壓鑄型及壓鑄件沒(méi)有腐蝕作用；4） 性能穩(wěn)定在空氣中稀釋劑不應(yīng)揮發(fā)過(guò)決而變稠；5） 在高溫時(shí)不會(huì)析出有害氣體； 6） 不會(huì)在壓鑄型腔表面產(chǎn)生積垢。名稱配比%配制方法使用范圍膠體石墨(油劑)成油用于鋁合金

30、對(duì)防粘型效果壓射沖頭,壓室和易咬合部分天然蜂蠟塊狀或保持在溫度不高于85度的熔融狀態(tài)用于鋅合金的成形表面要求光潔的部份氧化鈉水3-5 97-95將水加熱至70-80度再加氧化鈉攪拌均勻用于由于合金沖刷易產(chǎn)生粘型的部位石墨機(jī)油將石墨研磨過(guò)篩(200度)加入40度左右的機(jī)油電攪拌均勻1 用于鋁合金 2 用于壓射沖頭,壓室部分效果良好錠子油30-50度成品用于鋅合金做潤(rùn)滑常用的壓鑄涂料及配置方法6. 擠壓鑄造Squeeze casting, also known as liquid metal forging, is a combination of casting and forging proc

31、ess. 擠壓鑄造擠壓鑄造( 又稱液態(tài)模鍛) , 作為一種實(shí)現(xiàn)鍛鑄相結(jié)合, 凈成形的先進(jìn)工藝技術(shù)， 是指液態(tài)或半固態(tài)金屬在壓力作用下以合理的速度充填模腔并在高壓下快速凝固成型的方法。是介于鑄、鍛之間的一種少無(wú)切削工藝技術(shù)。其基本原理是：澆入到模具內(nèi)的液態(tài)或半固態(tài)金屬在較高的壓力下成型、凝固并伴有微量的塑性變形組織。Definitionp 改變合金狀態(tài)圖和某些熱物理參數(shù) 結(jié)晶時(shí)體積收縮的純金屬和共晶合金,如鋁、鎂、鋅、鋼、鐵及Al2Si 等,壓力下結(jié)晶會(huì)使其熔點(diǎn)升高,即增加其過(guò)冷度增加其過(guò)冷度,這有利于合金顯微組織顯微組織的細(xì)化的細(xì)化。反之,結(jié)晶時(shí)體積膨脹的金屬與共晶合金則會(huì)有相反的結(jié)果。實(shí)際上

32、,壓力的變化會(huì)導(dǎo)致整個(gè)狀態(tài)圖變化,如改變相變點(diǎn)位置、相區(qū)范圍,甚至相的性質(zhì)等。 以Al2Si 狀態(tài)圖為例,隨壓力升高,純鋁熔點(diǎn)升高;Al2Si 共晶點(diǎn)向高溫和富硅的方向移動(dòng),硅在鋁中的固溶體即相區(qū)擴(kuò)大,也向高溫富硅方向移動(dòng)。這將對(duì)初晶硅的形成,相的強(qiáng)化產(chǎn)生一定的影響。合金壓力下結(jié)晶的強(qiáng)化機(jī)理p 影響合金的宏觀晶粒度,細(xì)化其顯微組織 壓力對(duì)合金結(jié)晶的宏觀晶粒度的影響是復(fù)雜的,要視其他工藝條件而定。由于壓力結(jié)晶會(huì)改善合金與鑄型壁的熱交換條件,使生長(zhǎng)中的枝晶破碎,以形成新晶核,因此,在工藝選配得當(dāng)?shù)那闆r下,壓力結(jié)晶是可以使合金宏觀晶粒細(xì)化的。但是工藝不當(dāng)時(shí),在某些條件下,壓力會(huì)促進(jìn)發(fā)達(dá)柱狀晶的形成。

33、由于合金的顯微組織(即枝晶間距或胞晶尺寸) 與其合金成分及凝固速度有關(guān),因此絕大多數(shù)情況下,壓力會(huì)細(xì)化合金的顯微組織,對(duì)改善合金力學(xué)性能是有利的。p 阻止氣體的析出及氣孔的形成 這是由于外部的壓力能提高氣體在合金中溶解度,并阻止氣泡在液態(tài)合金中的形核及長(zhǎng)所致。這無(wú)疑對(duì)提高擠壓鑄件內(nèi)部質(zhì)量是至關(guān)重要的。p 壓力補(bǔ)縮及塑性變形的作用 壓力補(bǔ)縮是擠壓鑄造的最主要特征。而為了使凝固中的液態(tài)合金受壓,外加的機(jī)械壓力必須使已形成的結(jié)晶硬殼不斷壓縮變形才能實(shí)現(xiàn)。因此,擠壓鑄造過(guò)程會(huì)使鑄件有少量塑性變形。當(dāng)然這種壓力補(bǔ)縮及塑性變形的效果是與鑄件形狀、擠壓方式和工藝參數(shù)密切相關(guān)的,也是決定鑄件合金強(qiáng)化效果的關(guān)鍵

34、所在。p 壓力增大液態(tài)合金的流動(dòng)性壓力增大液態(tài)合金的流動(dòng)性, ,減少鑄件收縮及裂紋傾減少鑄件收縮及裂紋傾向向擠壓鑄造時(shí),液態(tài)合金是靠壓力充型的。因此,擠壓鑄造對(duì)合金本身的鑄造流動(dòng)性的要求不高。壓力下凝固可減少合金凝固的鑄造收縮率,一般情況下,擠壓鑄造的收縮率為常規(guī)金屬型鑄造的1/ 21/ 3 ,因而擠壓鑄造可減少合金的鑄造裂紋傾向。因此,擠壓鑄造對(duì)合金本身的鑄造性能(即上述的流動(dòng)性、裂紋傾向等) 要求不高。使某些鑄造性不好的變形合金也適用于擠壓鑄造工藝生產(chǎn)。Heat treatment of squeeze castings 一般情況下,只要工藝、工裝設(shè)置合理,的,但在實(shí)際生產(chǎn)中,尤其是間接擠

35、壓鑄件在固溶處理時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)“起泡”缺陷,使熱處理無(wú)法進(jìn)行, 20世紀(jì)90年代中后期造成我國(guó)擠壓鑄造摩托車鋁輪產(chǎn)量急劇下滑,與當(dāng)時(shí)熱處理技術(shù)未過(guò)關(guān)也是重要原因之一。 為控制熱處理“起泡”缺陷,即盡量減少氣體及夾渣卷入液態(tài)金屬中,要采取如下措施。 (1) 須嚴(yán)格控制液態(tài)金屬的充型速度嚴(yán)格控制液態(tài)金屬的充型速度(澆口速度) ,一般情況下,要控制在0. 8 m / s以下。對(duì)直接擠壓鑄造,此由擠壓沖頭速度來(lái)控制,一般在0. 10. 4 m / s之間,間接擠壓鑄造由澆口速度,或鑄件最窄處速度來(lái)測(cè)算,一般控制在0. 51. 0 m / s之間。 (2) 應(yīng)使用水劑涂料,要禁止用油劑或臘基涂料,而且澆注

36、前,一定要將料缸,型腔中的水氣吹干。 (3) 要解決好模具的集渣,排氣問(wèn)題,對(duì)擠壓鑄造模具,一般是采用模具的配合間隙,排氣槽,集渣包,頂桿等進(jìn)行排氣,對(duì)于形狀復(fù)雜又要求嚴(yán)格的鑄件,有的還需使用排氣塊、排氣閥,甚至真空等方法排氣。 (4) 在模具的進(jìn)料系統(tǒng)及內(nèi)澆道設(shè)計(jì)時(shí),要盡量減少液態(tài)金屬流對(duì)型態(tài)和模腔壁的正面沖擊,使液態(tài)金屬的浮渣和已凝固的硬殼盡量擋在料缸內(nèi),形成料餅或進(jìn)入渣包中,并使型腔中氣體能順利排出。低壓及差壓鑄造1常用壓力為常用壓力為0.020.06MPa。介于。介于重力和壓力鑄造重力和壓力鑄造之間。之間。2鑄件輪廓清晰、組織致密。鑄件輪廓清晰、組織致密。3金屬利用率高（可達(dá)金屬利用率

37、高（可達(dá)90%以上）。以上）。4澆注方法為底注式充型，無(wú)金屬液的飛濺，不對(duì)鑄型澆注方法為底注式充型，無(wú)金屬液的飛濺，不對(duì)鑄型 沖刷，故鑄件中無(wú)針孔等缺陷。沖刷，故鑄件中無(wú)針孔等缺陷。5設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。6升液管的壽命短，金屬液在保溫過(guò)程中易氧化。升液管的壽命短，金屬液在保溫過(guò)程中易氧化。 主要應(yīng)用于鑄造性能要求高的鋁合金和鎂合金鑄件。主要應(yīng)用于鑄造性能要求高的鋁合金和鎂合金鑄件。 如：汽缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件。如：汽缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件。低壓鑄造低壓鑄造差壓鑄造(Differential Pressure Casting)又稱反壓鑄造、壓

38、差鑄造。它是在低壓鑄造的基礎(chǔ)上，鑄型外罩個(gè)密封罩，同時(shí)向坩堝和罩內(nèi)通入壓縮空氣，但坩堝內(nèi)的壓力略高，使坩堝內(nèi)的金屬液在壓力差的作用下經(jīng)升液管充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶。它是低壓鑄造與壓力下結(jié)晶它是低壓鑄造與壓力下結(jié)晶兩種鑄造方法的結(jié)合兩種鑄造方法的結(jié)合。 差壓鑄造差壓鑄造7. 離心鑄造 離心鑄造離心鑄造是將液體金屬是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體型中，使液體金屬在離心力金屬在離心力的作用下充填的作用下充填鑄型和凝固形鑄型和凝固形成的一種鑄造成的一種鑄造方法。方法。 , sometimes called , is a metal casting process that uses

39、centrifugal force to form cylindrical parts. This differs from most metal casting processes, which use gravity or pressure to fill the mold. In centrifugal casting, a permanent mold made from steel, cast iron, or graphite is typically used. However, the use of expendable sand molds is also possible.

40、Definition1)離心鑄型轉(zhuǎn)速的選擇 選擇離心選擇離心鑄型的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速時(shí)，主要應(yīng)考慮兩個(gè)問(wèn)題： (1)離心離心鑄型的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速起碼應(yīng)保證液體金屬在進(jìn)入鑄型后立刻能形成圓筒彩，繞軸線旋轉(zhuǎn)； (2)充分利用離心力的作用，保證得到良好的鑄件內(nèi)部質(zhì)量，避免鑄件內(nèi)產(chǎn)生縮孔、縮松、夾雜和氣孔。 采用砂型離心鑄造離心鑄造時(shí)，也要注意忽使液體金屬對(duì)型壁具有太大的離離心心壓力而引起鑄件粘砂脹砂等的缺陷。Technological factors7.1 半固態(tài)鑄造工藝原理 在普通鑄造過(guò)程中，初晶以枝晶方式長(zhǎng)大，。如果在液態(tài)金屬?gòu)囊合嗟焦滔嗬鋮s過(guò)程中進(jìn)行拌拌，則使普通鑄造成形時(shí)易于形成的樹枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架被打碎而保留

41、分散的顆粒狀組織形態(tài)，懸浮于剩余液相中。這種顆粒狀非枝晶的顯微組織，從而可利用常規(guī)的成形工藝如壓鑄、擠壓，模鍛等實(shí)現(xiàn)金屬的成形。7.3 半固態(tài)鑄造成形方法（1）流變鑄造（）流變鑄造（Rheoforming, Rheocast）觸變鑄造工藝示意圖觸變鑄造工藝示意圖1 壓鑄合金壓鑄合金 2 連續(xù)供給合金液連續(xù)供給合金液 3 感應(yīng)加熱器感應(yīng)加熱器 4 冷卻器冷卻器 5 流變流變鑄錠鑄錠 6 壓射室壓射室 7 壓鑄模壓鑄模 在金屬液從液相到固相冷卻過(guò)程中進(jìn)行強(qiáng)烈攪動(dòng)，在一定固相分?jǐn)?shù)下，直接將所得到的半固態(tài)金屬漿液壓鑄或擠壓成形，見圖2。如R.Shibata等人曾將用電磁攪拌方法制備的半固態(tài)合金漿液直接

42、送入壓鑄機(jī)射室中成形。該方法生產(chǎn)的鋁合金鑄件的力學(xué)性能較擠壓鑄件高，與半固態(tài)觸變鑄件的性能相當(dāng)。問(wèn)題是，半固態(tài)金屬漿液的保存和輸送難度較大，故實(shí)際投入應(yīng)用的不多。 （2）觸變鑄造（）觸變鑄造（Thixoforming, Thixocast）將已制備的非枝晶組織錠坯重新加熱到固液兩相區(qū)達(dá)到適宜粘度后，進(jìn)行壓鑄或擠壓成形，如圖3所示。觸變鑄造工藝示意圖觸變鑄造工藝示意圖1 坯料坯料 2 軟度指示計(jì)軟度指示計(jì) 3 坯料重新加熱坯料重新加熱裝置裝置 4 壓射室壓射室 5 壓鑄模壓鑄模 美國(guó)的EOPCO、HPM Corp.、Prince Machine、 THT Presses以及瑞士的Buhler公司

43、、意大利的IDRA USA、Italpresse of America、加拿大的Producer USA、日本的Toshiba Machine Corp和UBE Machinery Services等均已能生產(chǎn)半固態(tài)鋁合金觸變成形專用設(shè)備。該方法對(duì)坯料的加熱、輸送易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，故是當(dāng)今半固態(tài)鑄造的主要工藝方法。半固態(tài)壓鑄工藝的優(yōu)點(diǎn)可歸納為工藝優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。(1) (1) 工藝優(yōu)勢(shì)工藝優(yōu)勢(shì)1）不需加任何晶粒細(xì)化劑即可獲得細(xì)晶粒組織，消除了傳統(tǒng)鑄造中的柱狀晶和粗大樹枝晶。2）成形溫度低（如鋁合金可降低120以上），可節(jié)省能源。3）模具壽命延長(zhǎng)。因較低溫度的半固態(tài)漿料成形時(shí)的剪切應(yīng)力，比傳統(tǒng)的枝

44、晶漿料小三個(gè)數(shù)量級(jí)，故充型平穩(wěn)、熱負(fù)荷小，熱疲勞強(qiáng)度下降。4）減少污染和不安全因素。因作業(yè)時(shí)擺脫了高溫液態(tài)金屬環(huán)境。5）變形阻力小，采用較小的力就可實(shí)現(xiàn)均質(zhì)加工，對(duì)難加工材料的成形容易。6）凝固速度加快，生產(chǎn)率提高，工藝周期縮短。7）適于采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。(2) (2) 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)1）鑄件質(zhì)量高。因晶粒細(xì)化、組織分布均勻、體收縮減少、熱裂傾向下降，基體上消除了縮松傾向，力學(xué)性能大幅度提高。2）凝固收縮小，故成形后尺寸精度高，加工余量小，近凈成形。3）成形合金范圍廣。非鐵合金有鋁、鎂、鋅、錫、銅、鎳基合金；鐵基合金有不銹鋼、低合金鋼等。4）制造金屬基復(fù)合材料

45、。利用半固態(tài)金屬的高粘度，可使密度差大、固溶度小的金屬制成合金，也可有效地使用不同材料混合，制成新的復(fù)合材料。 真空吸鑄是借助真空裝置在結(jié)晶器內(nèi)造成負(fù)壓/真空，吸入液體金屬生產(chǎn)鑄件的方法。其優(yōu)點(diǎn)是可減少液體金屬充型時(shí)吸氣的可能；鑄件組織致密，晶粒細(xì)化，機(jī)械性能提高；減少金屬消耗，設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，對(duì)生產(chǎn)小型管狀銅合金鑄件尤為有效。真空吸鑄工藝過(guò)程示意圖真空吸鑄工藝過(guò)程示意圖9. 消失模鑄造國(guó)內(nèi)主要的叫法有“干砂實(shí)型鑄造干砂實(shí)型鑄造”、“ 負(fù)壓實(shí)型鑄負(fù)壓實(shí)型鑄造造”，簡(jiǎn)稱EPC鑄造鑄造。國(guó)外的叫法主要有：Lost Foam Process (U.S.A)、 Policast Process(Italy)等。 Lost-foam casting (LFC) is a type of evaporative-pattern casting process