科技资讯２００９ ＮＯ．３４
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术
浅析特种铸造方法
王浡婳
（四川建筑职业技术学院 四川德阳 ６１８０００）
摘 要：砂型铸造是有局限性的，分析特种铸造方法的特点及应用，满足高质量铸件和大规模生产的需求。关键词：特种铸造 型芯 压力 充型速度
中图分类号：ＴＧ２５０文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２００９）１２（ａ）－００７６－０１砂型铸件的尺寸精度低、表面粗糙、铸等原因, 只适于大批量生产。某些小型铸铁
造缺陷多, 砂型仅能使用一次、工艺过程繁和铸钢件也有应用。
琐以及劳动条件差等缺点, 使砂型铸造远
不能满足高质量铸件和大规模生产的要３ 离心铸造
求。特种铸造就是从不同方面弥补砂型铸将液体合金浇入高速旋转着的铸型,
造不足而出现的。使金属在离心力作用下结晶而获得铸件的
方法称为离心铸造, 离心铸造的铸型有绕
１ 熔模铸造垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种。绕垂直
熔模铸造就是在蜡模表面涂覆多层耐轴旋转的离心铸造, 铸件内表面呈抛物面,
火材料, 待硬化干燥后, 加热将蜡模熔去, 使铸件壁的上下厚度不均, 并随铸件高度
而获得具有与蜡模形状相应空腔的型壳, 增大而越加严重; 绕水平轴旋转的离心铸
再经焙烧之后, 进行浇注而获得铸件的一造, 铸件壁厚均匀。
种方法, 故又称为失蜡铸造。由于离心力的作用, 使金属结晶从铸
熔模铸造由于铸型是一个整体, 不受型壁开始, 向铸件内表面呈顺序凝固。气
分型面的限制, 可以制作任何种类、形状复体、夹杂物等集中于内表层, 这里的质量虽
杂的铸件。铸件尺寸精度高, 表面质量好, 然不好, 但却使铸件其它部分组织致密, 无
能减少或无需切削加工, 铸型加热到高温气孔、夹渣等缺陷, 机械性能高。对于中空
才能浇注, 使金属液充填铸型的能力大大铸件, 可以留足余量, 以便用切削加工去除
改善, 故可浇注各种形状复杂的薄壁铸件。劣质的内表层, 并确保内孔形状尺寸精度。
特别适用于高熔点金属或难以切削加工的另外, 离心力大大提高金属液的充型能力,
铸件, 如耐热合金、磁钢等。熔模铸造的主十分适于薄壁铸件及一些流动性较差的合
要缺点是生产工艺复杂, 成本较高, 蜡模尺金铸件生产。特别是, 离心铸造可用来制造
寸过大易变形, 因而多用于制造各种复杂双金属衬套, 但应注意选择合适的金属配
形状的小零件。例如, 各种气轮机、发电机对结构, 易偏析的合金慎用。
的叶子和叶轮、汽车、拖拉机、风动工具、机由于离心铸造可以节省大量浇冒口,
床上的小型零件以及刀具等。以及中空铸件可以省去型芯, 设备投资少,
生产效率高等优点, 故在许多部门都得到
２ 金属型铸造应用。例如, 各种铸铁管、气缸套、轧辊以及
金属型铸造是将液体金属注入金属铸钢套铜衬轴承、各种叶轮、涡轮和齿轮、刀
型中, 借金属液的重力使其充型而获得铸具等的铸件都可采用离心铸造生产。
件的成形方法。金属型常用灰口铸铁或铸
钢制成, 型芯可用砂芯或金属芯, 砂芯常用４ 压力铸造
于高熔点合金铸件; 金属芯常用于有色金压力铸造简称压铸, 是将液态或半固
属铸件。与砂型铸造相比, 金属型铸造有如态金属浇入压铸机的压室中, 金属液在运
下特点:动的压射冲头的作用下, 以极快的速度充
金属型可以多次使用, 并且由于一型填型腔, 并在压力的作用下结晶凝固而获
多铸, 充分利用造型面积, 使单位面积铸件得铸件的一种铸造方法。高压和高速是压
产量提高, 成本降低。金属传热快, 铸件冷铸时金属液充填成型过程中的两大特点,
速大, 铸件晶粒细, 机械性能高。同时, 金属也是压铸与其他铸造方法最根本的区别
型的加工精确, 型壁光洁, 型腔变形小, 因所在。压铸时作用在金属液上的压射比压
而铸件的形状准确, 尺寸精度及表面质量从几兆帕至几十兆帕不等, 有时甚至高达
较高, 金属型的设计、制造和使用维修要求500兆帕。金属液充填型腔时, 浇口处的线
高。必须在分型面上开设通气槽, 并合理安速度达0.5～70m/s。充填的时间极短, 一
排浇注系统, 以免因金属型不透气而导致般为0.01～0.03s 。
铸件气孔缺陷。为了确保铸件质量, 延长铸压力铸造以金属为基础, 保留了金属
型使用寿命, 还必须采取预热铸型, 用耐火型铸造的一些特点。但由于金属是在强大
涂料及煤油等涂刷型壁, 以及掌握合理的的压力下压入型腔的, 可铸出组织致密、薄
浇注温度与开型时间。壁、尺寸精度高的铸件。此外, 铸件上的各
金属型铸造在有色合金铸件的生产中种孔、螺纹、精细的花纹图案, 都可采用压
应用较广, 如发动机零件、汽车拖拉机零力铸造直接得到。
件、电器、农机零件、民用器皿等。然而, 铸由于压铸件在高压下凝固, 金属冷却
件不宜过大、形状不宜过于复杂、壁不能过速度快, 型腔内气体难以完全排出, 易产生
薄; 而且, 由于金属型制造费用高、周期长气孔存于表皮下面和缩松。故压铸件一般
７６科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ不再进行切削加工, 也不进行热处理。压力铸造是先进、高效率的加工方法之一, 目前主要用在铝、镁、锌、铜等有色合金铸件的大批量生产中。５ 挤压铸造挤压铸造是对定量浇入铸型中的液态金属施加较大的机械压力, 使其成形、结晶凝固而获得铸件的一种铸造方法。这种铸造方法也称为“液态金属模锻”、“液态金属冲压”、“液态金属锻造”等。挤压铸件的尺寸精度高, 表面粗糙度值低, 铸件的加工余量小, 无需设置冒口, 金属的利用率高; 铸件组织致密, 晶粒细化, 力学性能较高; 可用于各种铸造合金, 适用性广; 工艺过程较简单, 节省能源及劳力, 容易实现机械化和自动化, 生产率高。但由于没有浇冒口系统, 浇入铸型型腔的金属液中的氧化夹杂物无法排除, 因此, 对金属液的质量要求比普通铸造严格; 挤压铸造在大多数情况下, 定量浇注的精确性决定了铸件高度方向的尺寸精度, 因此, 要求定量浇注装置必须精确。６ 低压铸造低压铸造是介于重力铸造与压力铸造之间的一种铸造方法。铸型可用金属型或砂型。液态金属装在密封的坩埚中, 由管道通入的压缩空气, 使金属液在20～70KN/m2压力作用下, 沿升液管自下而上平稳地压入铸型, 并在压力下铸件凝固, 然后解除压力, 升液管中未凝固的金属回落流入坩埚, 开型取出铸件。低压铸造铸件的组织致密, 机械性能高。可以铸出靠重力充型难以成形的铸件, 尤其是薄壁﹑耐压的铸件, 如铝合金气缸盖等。低压铸造无冒口, 节约金属, 充型平稳缺陷少。但是低压铸造生产率不高, 只适于中小批量生产。参考文献[1]安美龄. 机械基础, 西安:西安电子科技大学出版社,2007,2. [2]颜景平. 机械制造基础, 北京:中央广播电视大学出版社,1991,12. [3]卞洪元, 丁金水. 金属工艺学, 北京理工大学出版社,2006. [4]曹瑜强. 铸造工艺及设备. 北京:机械工业出版社,2003. [5]丁德全. 金属工艺学. 北京:机械工业出版社,2007. [6]刘喜俊. 铸造工艺学. 北京:机械工业出版社,1999.
科技资讯２００９ ＮＯ．３４
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术
浅析特种铸造方法
王浡婳
（四川建筑职业技术学院 四川德阳 ６１８０００）
摘 要：砂型铸造是有局限性的，分析特种铸造方法的特点及应用，满足高质量铸件和大规模生产的需求。关键词：特种铸造 型芯 压力 充型速度
中图分类号：ＴＧ２５０文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２００９）１２（ａ）－００７６－０１砂型铸件的尺寸精度低、表面粗糙、铸等原因, 只适于大批量生产。某些小型铸铁
造缺陷多, 砂型仅能使用一次、工艺过程繁和铸钢件也有应用。
琐以及劳动条件差等缺点, 使砂型铸造远
不能满足高质量铸件和大规模生产的要３ 离心铸造
求。特种铸造就是从不同方面弥补砂型铸将液体合金浇入高速旋转着的铸型,
造不足而出现的。使金属在离心力作用下结晶而获得铸件的
方法称为离心铸造, 离心铸造的铸型有绕
１ 熔模铸造垂直轴旋转和绕水平轴旋转两种。绕垂直
熔模铸造就是在蜡模表面涂覆多层耐轴旋转的离心铸造, 铸件内表面呈抛物面,
火材料, 待硬化干燥后, 加热将蜡模熔去, 使铸件壁的上下厚度不均, 并随铸件高度
而获得具有与蜡模形状相应空腔的型壳, 增大而越加严重; 绕水平轴旋转的离心铸
再经焙烧之后, 进行浇注而获得铸件的一造, 铸件壁厚均匀。
种方法, 故又称为失蜡铸造。由于离心力的作用, 使金属结晶从铸
熔模铸造由于铸型是一个整体, 不受型壁开始, 向铸件内表面呈顺序凝固。气
分型面的限制, 可以制作任何种类、形状复体、夹杂物等集中于内表层, 这里的质量虽
杂的铸件。铸件尺寸精度高, 表面质量好, 然不好, 但却使铸件其它部分组织致密, 无
能减少或无需切削加工, 铸型加热到高温气孔、夹渣等缺陷, 机械性能高。对于中空
才能浇注, 使金属液充填铸型的能力大大铸件, 可以留足余量, 以便用切削加工去除
改善, 故可浇注各种形状复杂的薄壁铸件。劣质的内表层, 并确保内孔形状尺寸精度。
特别适用于高熔点金属或难以切削加工的另外, 离心力大大提高金属液的充型能力,
铸件, 如耐热合金、磁钢等。熔模铸造的主十分适于薄壁铸件及一些流动性较差的合
要缺点是生产工艺复杂, 成本较高, 蜡模尺金铸件生产。特别是, 离心铸造可用来制造
寸过大易变形, 因而多用于制造各种复杂双金属衬套, 但应注意选择合适的金属配
形状的小零件。例如, 各种气轮机、发电机对结构, 易偏析的合金慎用。
的叶子和叶轮、汽车、拖拉机、风动工具、机由于离心铸造可以节省大量浇冒口,
床上的小型零件以及刀具等。以及中空铸件可以省去型芯, 设备投资少,
生产效率高等优点, 故在许多部门都得到
２ 金属型铸造应用。例如, 各种铸铁管、气缸套、轧辊以及
金属型铸造是将液体金属注入金属铸钢套铜衬轴承、各种叶轮、涡轮和齿轮、刀
型中, 借金属液的重力使其充型而获得铸具等的铸件都可采用离心铸造生产。
件的成形方法。金属型常用灰口铸铁或铸
钢制成, 型芯可用砂芯或金属芯, 砂芯常用４ 压力铸造
于高熔点合金铸件; 金属芯常用于有色金压力铸造简称压铸, 是将液态或半固
属铸件。与砂型铸造相比, 金属型铸造有如态金属浇入压铸机的压室中, 金属液在运
下特点:动的压射冲头的作用下, 以极快的速度充
金属型可以多次使用, 并且由于一型填型腔, 并在压力的作用下结晶凝固而获
多铸, 充分利用造型面积, 使单位面积铸件得铸件的一种铸造方法。高压和高速是压
产量提高, 成本降低。金属传热快, 铸件冷铸时金属液充填成型过程中的两大特点,
速大, 铸件晶粒细, 机械性能高。同时, 金属也是压铸与其他铸造方法最根本的区别
型的加工精确, 型壁光洁, 型腔变形小, 因所在。压铸时作用在金属液上的压射比压
而铸件的形状准确, 尺寸精度及表面质量从几兆帕至几十兆帕不等, 有时甚至高达
较高, 金属型的设计、制造和使用维修要求500兆帕。金属液充填型腔时, 浇口处的线
高。必须在分型面上开设通气槽, 并合理安速度达0.5～70m/s。充填的时间极短, 一
排浇注系统, 以免因金属型不透气而导致般为0.01～0.03s 。
铸件气孔缺陷。为了确保铸件质量, 延长铸压力铸造以金属为基础, 保留了金属
型使用寿命, 还必须采取预热铸型, 用耐火型铸造的一些特点。但由于金属是在强大
涂料及煤油等涂刷型壁, 以及掌握合理的的压力下压入型腔的, 可铸出组织致密、薄
浇注温度与开型时间。壁、尺寸精度高的铸件。此外, 铸件上的各
金属型铸造在有色合金铸件的生产中种孔、螺纹、精细的花纹图案, 都可采用压
应用较广, 如发动机零件、汽车拖拉机零力铸造直接得到。
件、电器、农机零件、民用器皿等。然而, 铸由于压铸件在高压下凝固, 金属冷却
件不宜过大、形状不宜过于复杂、壁不能过速度快, 型腔内气体难以完全排出, 易产生
薄; 而且, 由于金属型制造费用高、周期长气孔存于表皮下面和缩松。故压铸件一般
７６科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ不再进行切削加工, 也不进行热处理。压力铸造是先进、高效率的加工方法之一, 目前主要用在铝、镁、锌、铜等有色合金铸件的大批量生产中。５ 挤压铸造挤压铸造是对定量浇入铸型中的液态金属施加较大的机械压力, 使其成形、结晶凝固而获得铸件的一种铸造方法。这种铸造方法也称为“液态金属模锻”、“液态金属冲压”、“液态金属锻造”等。挤压铸件的尺寸精度高, 表面粗糙度值低, 铸件的加工余量小, 无需设置冒口, 金属的利用率高; 铸件组织致密, 晶粒细化, 力学性能较高; 可用于各种铸造合金, 适用性广; 工艺过程较简单, 节省能源及劳力, 容易实现机械化和自动化, 生产率高。但由于没有浇冒口系统, 浇入铸型型腔的金属液中的氧化夹杂物无法排除, 因此, 对金属液的质量要求比普通铸造严格; 挤压铸造在大多数情况下, 定量浇注的精确性决定了铸件高度方向的尺寸精度, 因此, 要求定量浇注装置必须精确。６ 低压铸造低压铸造是介于重力铸造与压力铸造之间的一种铸造方法。铸型可用金属型或砂型。液态金属装在密封的坩埚中, 由管道通入的压缩空气, 使金属液在20～70KN/m2压力作用下, 沿升液管自下而上平稳地压入铸型, 并在压力下铸件凝固, 然后解除压力, 升液管中未凝固的金属回落流入坩埚, 开型取出铸件。低压铸造铸件的组织致密, 机械性能高。可以铸出靠重力充型难以成形的铸件, 尤其是薄壁﹑耐压的铸件, 如铝合金气缸盖等。低压铸造无冒口, 节约金属, 充型平稳缺陷少。但是低压铸造生产率不高, 只适于中小批量生产。参考文献[1]安美龄. 机械基础, 西安:西安电子科技大学出版社,2007,2. [2]颜景平. 机械制造基础, 北京:中央广播电视大学出版社,1991,12. [3]卞洪元, 丁金水. 金属工艺学, 北京理工大学出版社,2006. [4]曹瑜强. 铸造工艺及设备. 北京:机械工业出版社,2003. [5]丁德全. 金属工艺学. 北京:机械工业出版社,2007. [6]刘喜俊. 铸造工艺学. 北京:机械工业出版社,1999.