1-3 特种铸造及铸造新技术《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）机械类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 1-3 特种铸造及铸造新技术 【课程要求】 1. 能说出特种铸造的常见方法名称 2. 能描述熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造的基本原理 3. 能说出陶瓷型铸造、实型铸造的工艺特点 4. 能根据教材图示，正确说出熔模铸造各工艺环节名称 5. 能区分绕立轴与绕水平轴离心铸造的适用铸件类型 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 特种铸造 1.特种铸造概述 ￮特种铸造的定义：有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺 ￮特种铸造的发展背景：为解决砂型铸造精度低、效率低等问题而发展 ￮常用特种铸造方法：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造 ￮特种铸造的应用领域：航空航天、汽车制造、精密机械等 2. 熔模铸造——概述 ￮熔模铸造的定义：利用易熔材料制成模样，涂覆耐火涂料制成型壳，熔化排出模样后浇注 ￮熔模铸造的特点：无分型面，精度高，表面光洁 ￮展示教材图1-17（哑铃形状） ￮熔模铸造的典型应用：哑铃、精密零件等 3熔模铸造——工艺过程 ￮第一步：压型——将熔模料用压蜡机压入压型腔。 -熔模料成分：50%石蜡加50%硬脂酸（低熔点蜡基模料）。 ￮第二步：制作单个蜡模——凝固后取出，得到蜡模。 ￮第三步：制作蜡模组——在铸造小型工件时，将多个蜡模粘在蜡质浇注系统上组成蜡模组。 ￮第四步：制作型壳——将蜡模组浸入涂料，取出后撒硅砂，再放入硬化剂中硬化。 -涂料成分：石英粉加水玻璃粘结剂。 -硬化剂：氯化铵溶液。 -反复进行挂涂料、撒砂、硬化4-10次，形成坚硬型壳。 ￮第五步：型壳脱蜡——将带有蜡模组的型壳放入80-90℃热水或蒸汽中。 -蜡模熔化并从浇注系统流出，得到无分型面的型壳。 -再经过烘干、焙烧，去除水分及残蜡，提高型壳强度。 -关键数据：脱蜡温度80~90℃。 ￮第六步：填砂填实——将型壳放入砂箱，四周填入干砂填实。 ￮第七步：浇注——装炉熔炼。（800~1000℃），将型壳从炉中取出后趁热（600~700℃）进行浇注。 ￮第八步：得到铸件——冷却凝固后清除型壳，得到一组带有浇注系统的铸件。 再经清理、检验，得到合格铸件。 4金属型铸造——概述 ￮金属型铸造的定义：将液体金属浇入金属铸型，在重力作用下充填铸型获得铸件 又称：硬模铸造 ￮展示教材图1-18（垂直分型式金属型） ￮结构组成：定型和动型两个半型，分型面位于垂直位置 5金属型铸造——工艺特点 ￮金属型铸造的工作原理：浇注时合紧两半型，凝固后分离取出铸件 ￮铸型材料：铸铁、非合金钢、低合金钢 ￮材料要求：高的耐热性、导热性、强度、韧性、耐磨性、良好的切削加工性能 ￮工艺特点：导热性好，冷却速度快，浇注温度比砂型铸造高 ￮关键要点：铸造前必须预热铸型，否则易产生冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷 6压力铸造 ￮压力铸造的定义：利用高压使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型腔，在压力下成型和凝固 简称：压铸 ￮压铸机种类：多种，工作原理基本相同 ￮展示教材图1-19（卧式冷压室压铸机工作示意图） ￮关键特点：高压、高速 7离心铸造——概述 ￮离心铸造的定义：将熔融金属注入绕水平轴、立轴或倾斜轴旋转的铸型内，在离心力作用下凝固成型 ￮铸型类型：金属型或砂型 ￮设备：在离心铸造机上进行 ￮展示教材图1-20（离心铸造机） 8离心铸造——工作原理 ￮绕立轴旋转的离心铸造（图1-21a）：铸件内表面呈抛物线面，铸件壁厚上下不均匀，随铸件高度增大而愈加严重 ￮绕立轴旋转的适用范围：高度较小的环类、盘类铸件 ￮绕水平轴旋转的离心铸造（图1-21b）：铸件壁厚均匀 ￮绕水平轴旋转的适用范围：管、筒、套（包括双金属衬套）及辊轴等铸件 9低压铸造 ￮低压铸造的定义：在低压作用下使金属液充填铸型 ￮工艺特点：充型平稳，适用于精密铸件 ￮应用领域：铝合金铸件、精密零件等 知识点2 铸造新技术和新工艺 1.陶瓷型铸造（概述） ￮陶瓷型铸造的定义：用陶瓷浆料制成铸型以生产铸件 ￮展示教材图1-22（陶瓷型的生产工艺过程） ￮陶瓷型铸造与熔模铸造的对比：型壳材料相似，精度和表面质量相当 ￮陶瓷型铸造的优势：工艺简单，投资少，生产周期短，铸件大小基本不受限制 2. 陶瓷型铸造（工艺过程） ￮第一步：固定模件（图1-22a）——将模样固定于模板上 ￮第二步：套砂箱（图1-22b）——套上砂箱 ￮第三步：灌浆（图1-22c）——将调好的陶瓷浆料倒入砂箱 ￮第四步：结胶（图1-22d）——将上表面刮平，等待结胶硬化 ￮第五步：起模（图1-22e）——待浆料出现弹性即可起模 ￮第六步：喷烧（图1-22f）——点火喷烧，吹压缩空气助燃，火焰灭后移入高温炉中焙烧 3. 陶瓷型铸造（特点与应用） ￮陶瓷型铸造的局限性：原材料价格高，有灌浆工序，不适合大批量、形状复杂的铸件 ￮生产过程难以实现自动化和机械化 ￮适用范围：小批量、较大尺寸的精密铸件 ￮主要应用领域：各种模具的生产 4.实型铸造（概述） ￮实型铸造的定义：使用泡沫聚苯乙烯塑料制造模样（包括浇注系统） ￮工作原理：浇注时模样燃烧汽化直到消失，金属液填充原来模样的位置 ￮展示教材图1-23a（泡沫塑料模样） ￮展示教材图1-23b（浇注的铸型） 5实型铸造（工艺过程） ￮第一步：制作泡沫塑料模样（图1-23a） ￮第二步：制作浇注的铸型（图1-23b） ￮第三步：浇注过程（图1-23c）——浇注时模样迅速燃烧汽化消失 ￮第四步：得到铸件（图1-23d）——冷却凝固后即成铸件 ￮核心原理：模样燃烧汽化，金属液填充原位置 【练习题】 一、单项选择题 1.熔模铸造中，型壳脱蜡时热水或蒸汽的温度一般为（ ） A. 40-50℃ B. 60-70℃ C. 80-90℃ D. 100-120℃ 2.下列哪种铸造方法又称为“硬模铸造”？（ ） A. 熔模铸造 B. 金属型铸造 C. 压力铸造 D. 离心铸造 3.压力铸造的核心特点是（ ） A. 低压慢速 B. 高压高速 C. 重力充填 D. 离心充填 4.陶瓷型铸造与熔模铸造相比，其主要优势是（ ） A. 精度更高 B. 工艺简单、投资少 C. 适合大批量生产 D. 型壳材料不同 5.下列铸造方法中，利用离心力使金属液凝固成型的是（ ） A. 熔模铸造 B. 金属型铸造 C. 压力铸造 D. 离心铸造 6.绕水平轴旋转的离心铸造，铸件壁厚（ ） A. 上下不均匀 B. 内表面呈抛物线面 C. 均匀 D. 随高度增大而严重 7.实型铸造所用的模样材料是（ ） A. 石蜡 B. 硬脂酸 C. 泡沫聚苯乙烯塑料 D. 水玻璃 8.低压铸造的充填特点是（ ） A. 高压高速 B. 重力作用 C. 低压平稳充型 D. 离心力作用 9.下列哪种铸造方法最适合制造各种模具？（ ） A. 熔模铸造 B. 金属型铸造 C. 陶瓷型铸造 D. 压力铸造 10.熔模铸造中，制作型壳时常用的粘结剂是（ ） A. 氯化铵 B. 水玻璃 C. 硬脂酸 D. 石蜡 二、判断题 1. 熔模铸造适用于大批量、大型铸件的生产。（ ） 2. 金属型铸造的铸型材料可以使用铸铁或非合金钢。（ ） 3. 压力铸造时，金属液是在常压下缓慢充填型腔的。（ ） 4. 离心铸造的铸型只能使用金属型，不能使用砂型。（ ） 5. 陶瓷型铸造适合小批量、较大尺寸的精密铸件。（ ） 6. 实型铸造浇注时，泡沫塑料模样会燃烧汽化消失。（ ） 7. 金属型铸造浇注前无需对铸型进行预热。（ ） 8. 熔模铸造的蜡模组是由多个蜡模粘在浇注系统上组成的。（ ） 三、名词解释 1. 特种铸造 2. 压力铸造 3. 低压铸造 4. 实型铸造 四、简答题 请简述离心铸造中绕立轴旋转与绕水平轴旋转的区别及各自的适用范围。 【答案】 一、单项选择题 1.C 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C 7.C 8.C 9.C 10.B 二、判断题 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.√ 三、名词解释 1. 特种铸造：是指有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺，常用方法有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造等。 2. 压力铸造：简称压铸，是利用高压使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 3. 低压铸造：是在低压作用下使金属液充填铸型的一种铸造方法，其特点是充型平稳，适用于精密铸件。 4. 实型铸造：是使用泡沫聚苯乙烯塑料制造模样（包括浇注系统），在浇注时迅速将模样燃烧汽化直到消失，金属液随即填充原来模样的位置，冷却凝固后即成铸件的铸造方法。 四、简答题 离心铸造中绕立轴旋转与绕水平轴旋转的区别及适用范围：绕立轴旋转时铸件内表面呈抛物线面，壁厚上下不均匀，随高度增大而愈加严重，适用于高度较小的环类、盘类铸件；绕水平轴旋转时铸件壁厚均匀，适用于管、筒、套（包括双金属衬套）及辊轴等铸件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $