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材料精密热加工

第1章熔模精密铸造

1、熔模精密铸造特点及工艺过程

1、定义:

熔模精密铸造——简称“熔模铸造”。

采用熔模材料（通常为低熔点的材料如蜡料）制成熔模样件并组成模组，然后在模组表面上涂料（耐火材料），待干燥固化后，将模组加热熔出模料形成中空型壳，经高温烧结后浇注金属液体，清理后得到铸件。

由于熔模材料通常为蜡基材料，因此又称“失蜡铸造”。

工艺流程：

压型制造，熔模样件制造，组装模组，型壳制造、脱蜡、焙烧，填砂、浇注

2、熔模精密铸造的工艺流程

主要包括制作蜡模、壳型制造、壳型焙烧与浇注等。

制作蜡模：

将糊状蜡料（常用的低熔点蜡基模料为50%石蜡加50%硬脂酸）用压蜡机压入模型，凝固后取出，得到蜡模。

在铸造小型零件时，常将很多蜡模粘在蜡质的浇注系统上组成蜡模组。

制作型壳:

将蜡模组浸入涂料（石英粉加水玻璃粘结剂）中，取出后在上面撒一层硅砂，再放入硬化剂（如氯化铵溶液）中进行硬化。

反复进行挂涂料、撒砂、硬化4～10次，这样就在蜡模组表面形成由多层耐火材料构成的坚硬型壳。

然后将带有蜡模组的型壳放入80～90℃的热水或蒸汽中，使蜡模熔化并从浇注系统流出，于是就得到一个没有分型面的型壳。

再经过烘干，以去除水分及残蜡并使型壳强度进一步提高。

壳型焙烧、浇注:

将型壳放入砂箱，四周填入干砂捣实，再装炉焙烧（800～1000℃）。

将型壳从炉中取出后，趁热（600～700℃）进行浇注。

冷却凝固后清除型壳，便得到一组带有浇注系统的铸件，再经清理、检验就可得到合格的熔模铸件。

3、熔模铸造的优点：

1）熔模铸件尺寸精度高（CT4-CT6）；表面粗糙度低

2）适合于铸造某些形状、结构复杂的铸件

3）合金材料不受限制。

采用的壳型耐火度高，因此适用于制造各种合金如碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金及镍基高温合金等铸件。

4）宜于保证铸件内部质量。

铸件采用强度较高、表面光滑的型壳作为与液体金属直接接触的型腔，因此，不易产生掉砂现象减少，宜于保证铸件内部质量。

5）适合于大、小批量生产。

大批量生产一般采用金属压型，模具成本低、寿命高。

小批量生产时了可采用价格低廉的石膏压型。

是一种近净成形工艺

4、熔模铸造也存在一定缺点，主要有:

l）熔模铸造工艺过程复杂、工序多，影响铸件质量的工艺因素多，必须严格控制各种原材料及各项工艺操作才能够稳定生产。

2）铸件不易过大，以免影响尺寸精度。

3）生产周期较长。

4）铸件冷却速度慢，容易引起铸件晶粒粗大，碳钢铸件还容易形成表面脱层。

5、熔模铸件尺寸公差及表面粗糙度

1）尺寸公差及其影响因素：

铸件尺寸公差与铸件基本尺寸有关，与铸造方法有关。

影响熔模铸件尺寸公差的因素：

铸件结构形状和大小

压型

生产工艺

注意：

熔模铸件尺寸准确度与稳定性（精密度）是有差别的。

尺寸准确度：

铸件上某个尺寸其众多测量值的平均值偏离名义尺寸的程度。

尺寸准确度差主要是因压型设计时综合收缩率赋值不当而造成的，可通过反复修磨调整。

尺寸稳定性（精密度）：

反映尺寸波动或分散的程度，属随机误差。

其尺寸不稳定的主要原因是工艺控制不严。

而尺寸精确度（精度）则是准确度和稳定性（精密度）的综合，常以公差代表。

2）熔模铸件的表面粗糙度

表面粗糙度指铸件表面高低不平的程度。

影响熔模铸件表面粗糙度的因素:

熔模表面粗糙度、型壳表面粗糙度、金属液复印性、其它

2、熔模铸件工艺设计

从熔模铸造生产工艺角度出发，针对零件的结构和使用性能的要求，确定合理的铸造工艺方案，采取必要的工艺措施，保证生产出质量优良、价格低廉的熔模铸件。

设计过程中要确保铸件质量的可靠性、生产工艺的可行性和简易性以及经济合理性。

铸件结构设计、浇注系统设计、压型设计

1、铸件结构设计

目的：

对一些零件图做必要修改，得到适合熔模铸造特点的最合理的铸件结构。

（1）铸件结构的合理性

铸件结构是否合理，对于铸件质量、生产工艺的可行性和简易性以及生产成本等影响很大。

根据生产实际，总结出铸件结构合理性的几条基本原则。

a）易于从压型中取模b）易于抽芯c）壁厚均匀，减少热节d）避免大平面e）减少不通孔f）简化压型加工

g）设计必要的工艺筋:

①防止环形件、框型件变形设计的工艺筋

②防止铸件开口部位变形而设计的工艺筋

③减少大平面，防止壳形变形

h）设计必要的工艺孔:

①防止大平面型壳变形设计工艺孔

②减少热节、防止缩孔设计工艺孔

（2）铸件结构要素及工艺参数选定

①最小壁厚:

由于熔模铸造的型壳内表面光洁，并且一般为热型壳浇注，因此熔模铸件壁厚允许设计得较薄。

最小壁厚与合金种类及铸件轮廓尺寸有关。

②圆角:

一般情况下铸件上各转角处都设计成圆角，否则容易产生裂纹、缩松。

③铸造斜度:

为了便于取模，抽芯，在拔模面应设有铸造斜度

④最小铸出孔：

熔模铸件上细而长的孔，由于制壳时孔内部不易上涂料和撒砂，

所以一般孔径d＜2.5～3.0mm，孔高与孔径比h/d＞5的通孔和

h/d＞2.5～3.0的不通孔不予铸出。

特殊要求的小而复杂的孔

和内腔，可采用陶瓷型芯或石英玻璃管型芯铸出。

⑤加工余量

⑥线收缩率

2、熔模铸造浇注系统设计

1）浇注系统作用

①把液体金属引入型腔

对于易氧化的合金应注意充型平稳，避免金属液氧化和卷入气体，对于薄壁铸件保证充填良好、保证不产生冷隔和浇不足缺陷。

②补充液体金属凝固时体积收缩

浇注系统应能保证补缩时通道畅通，并保证能提供给铸件必要的补缩金属液，避免铸件产生缩孔、疏松。

③在组焊与制壳时起支撑易熔模和型壳作用。

要求有足够强度，防止制壳过程中易熔模脱落。

④在熔化易熔模时，起液体模料流出的通道作用，浇注系统应能保证排除模料通畅。

⑤浇注系统的结构应尽可能简化压型结构，并使制模、组焊、制壳、切割等工序操作。

2）浇注系统结构

按浇注系统组成分为：

①直浇道一内浇道结构形式:

直浇道兼起冒口作用，操作方便，但排渣不利。

②横浇道一内浇道结构形式：

常用于顶注，有利于顺序凝固。

③直浇道一横浇道一内浇道结构形式

按合金液注入铸件部位分为：

①顶注式：

合金液从型腔的顶部注入，铸件自下而上凝固，合金液易飞溅，排气不畅，适用于高度较低的铸件。

②侧注式：

合金液从型腔侧面注入，铸件补缩好，应用较广泛。

③底注式:

合金液型腔底部平稳注入，不易产生夹渣、气孔。

不利于顺序凝固，需增设冒口。

按断面比例关系分类:

封闭式、开放式

3、浇注系统计算

步骤：

1）确定浇注系统形式：

封闭式或开放式。

2）计算内浇道尺寸。

3）根据浇注系统形式，计算直浇道、横浇道的尺寸。

1）浇注系统形式的确定：

封闭式或开放式浇注系统是按照直浇道、横浇道、内浇道的尺寸比例划分的。

封闭式浇注系统S内≤S横≤S直从浇口杯底孔到内浇道的断面积逐渐缩小

优点：

1）金属液完全充满浇注系统，可防止金属液卷入气体。

2）有较好挡渣能力缺点：

进入型腔流速高、产生喷溅和冲砂、氧化。

开放式浇注系统S直≤S横≤S内从浇口杯底孔到内浇道的断面逐渐加大

优点：

浇注过程呈无压流动状态，金属液不能充满浇注系统，金属液流动平稳，充型快；缺点：

挡渣效果差。

主要用于易于氧化

2）内浇道尺寸的确定：

a）比例系数法b）浇口杯补缩容量法（当量热节法）

c）控制浇注速度的计算方法（略）

3、压型种类及制造方法

1）压型的种类

压型:

用来制造易熔模的模具。

按压型材料分为：

金属压型和非金属压型。

金属压型又分为：

钢模，铝合金模，易熔合金模压型；

非金属压型分为:

石膏压型，硅橡胶压型，环氧树脂压型等。

常用压型类型:

机械加工压型、低熔点合金铸造压型、石膏压型、硅橡胶压型、

环氧树脂压型

2）压型组成：

主要由型体、型芯，定位元件、锁紧机构，抽芯机构，起模机构

3）压型结构

常见压型结构

①水平二开型

特点：

一个水平分型面；结构简单；当型腔较深时加工较困难，取模也不方便，往往需设计取模装置。

应用范围：

使用广泛。

②叠开三开型

特点：

两个水平分型面；结构较二开型复杂；当型腔较深时加工较方便，取模容易。

应用范围：

铸件的主体结构为板状或框形结构；型腔较深、分型面定位两个平行面时。

③滑动三开型

特点：

有两个相互垂直的分型面；结构比较复杂；型腔加工方便，取模操作方便、生产率较高；分型面加工要求较高。

应用范围：

分型面选定为两个相互垂直的面、应用较广泛。

④旋转三开型

特点：

有两个相互垂直的分型面；结构较复杂；型腔加工方便，取模操作方便、生产率较高；分型面及定位加工要求较高。

应用范围：

分型面选定为两个相互垂直的面、铸件主体为回转体结构时，应用较广泛。

其它：

上下左右四开型、多块组合型

4）分型面的选择

分型面：

指压型形体之间的界面。

正确选择分型面是保证获得优质熔模、提高生产效率的重要前提。

分型面的选择要求：

①保证熔模能从压型中方便地取出

②保证熔模的精度要求：

加工精度要求较高的非加工部位尽量放在同一形体内

尽量把加工基准和加工面放在同一型体内

尽量避免分型面截过重要表面

③方便压型加工、方便取模操作：

型腔深度不要过深、分型面尽量平直

④有利于内浇道的设置

5）压型型体设计：

型体壁厚、型体定位、型体锁紧

3、模样材料及熔模的制造

1、熔模模料

1）熔模模料的分类和特点

低温模料、中温模料、高温模料、激光快速成形用模料

2）对模料的基本要求：

工作性能要求+工艺性能要求

热容量小，凝固范围宽收缩率小具有足够的刚度和强度，热稳定性好

足够的硬度粘度小和较好的流动性模料应具有细小的晶粒结构

残留灰分少低温挥发物的含量少

模料还应具备较高的化学稳定性和良好的涂挂性。

3）模料原材料的

①蜡基模料②树脂基模料

4）模料配作工艺：

配制各组分应混合均匀，应根据各组分间的互溶性，合理安排加料次序，减少和避免组分的烧损与编制，尽量避免用电炉直接熔化模料，严格控制温度的上限和高温停留时间。

5）模料的回收和再生

2、熔模的制造

易熔模简称熔模，熔模的质量影响铸件的尺寸精度及表面粗糙度，

1）制模时模料状态

采用压力制模工艺时，模料有三种状态：

液态、糊状、膏状、前者称液态压注，后两者称为膏态压注

2）制造工艺：

分型剂、冷蜡块、型芯撑、校正模、工艺参数、熔模清洗

分型剂：

为防止模料粘附压型，便于取模以及降低熔模的表面粗糙度，需采用分型剂。

冷蜡块：

又称假芯。

将预制冷蜡块放入压型中作为假芯，再注入模料形成模样，可防止厚大的熔模出现缩陷和变形。

可局部采用，也才采用类似零件形状的整体冷蜡块。

型芯撑：

压制带薄而复杂的陶瓷型芯蜡模时，为了防止型芯断裂、变形、错位和浇注时型芯的变形，常采用型芯撑。

芯撑材料主要有三种：

蜡料、塑料和金属丝。

其中蜡料和塑料芯撑用于陶瓷型芯在压型中定位；金属芯撑用于浇注金属时支撑型芯，以防止陶瓷型芯在钢液的冲击下断裂或弯曲变形。

校正模：

把从压型中取出的熔模放入工作面与压型分型面一致的校正模中，冷却30min后取出，采用校正模冷却可避免熔模变形。

校正模可以是石膏、环氧树脂和金属材料制成。

制模工艺参数：

将已配制好的蜡膏，在压力下注入压型，冷凝后从压型中取出熔模。

影响着熔模质量的工艺参数有压射蜡温、压型温度、压射压力、保压时间和起模时间。

a）压射蜡温和压型温度b）压射压力c）保压时间和起模时间

熔模清洗:

熔模在组合和涂料前必须清洗，清洗后在22～25度的清水中清洗数次后干后待用。

目的：

可以清除熔模表面附着的蜡屑、分型剂等，且可以提高涂料对模组的润湿性。

3）熔模组装

把形成铸件的熔模和形成浇冒口系统的熔模组装在一起。

主要有焊接法和机械组装法两种方法。

4）熔模常见缺陷、产生原因及防止方法

缺肉、尺寸超差（过大或过小）、陶瓷型芯损坏、裂纹、表面锁凹、表面粗糙有麻坑、变形

4、壳型材料及壳型工艺

型壳是由黏结剂、耐火粉料和撒砂材料等，从宏观上看，型壳除硅凝胶和耐火粉、砂这些固相外，还存在气孔和裂隙，它是一种多相的非均质体系。

1、制造壳型的原材料

①耐火材料——为型壳主体材料，由适当规格的粉体和颗粒料组成，占熔模铸造壳型质量的90%以上。

②黏结剂——将粉体和颗粒料粘结在一起，占铸型重量7%～10%。

熔模精密铸造使用的主要原料之一。

③其他附加材料包括表面活性剂、消泡剂、晶粒细化剂、湿强度添加剂等。

主要作用：

改善熔模附着性、壳型性能、铸件的质量。

2、型壳分类、组成及结构

按壳型厚度分类，熔模铸造铸型有两类：

陶瓷多层壳体（陶瓷型壳），厚度3～8mm，常用由陶瓷耐火材料、黏结剂和添加剂组成。

多层型壳通过逐层浸渍浆料、撒砂和干燥而成。

实体型，如石膏型和陶瓷实体型，厚度15～25mm

陶瓷实体铸型通过一次灌注陶瓷耐火材料浆料而成。

实体铸型由胶凝材料（如石膏）作为基体材料，再加入适当耐火材料颗粒填料、添加剂和适量水经过水化形成。

按使用黏结剂不同，熔模铸造铸型可分为水玻璃黏结剂型壳、硅溶胶黏结剂型壳、硅酸乙酯黏结剂型壳、硅酸乙酯-硅溶胶复合型壳。

金属液浇注及凝固过程中，金属与铸型间将发生物理化学作用：

物理作用：

金属液对铸型的热冲击和机械冲击，金属液通过铸型散热而冷却凝固；

化学作用：

金属材料与铸型材料之间高温化学反应而产生的表面晶粒细化和化学粘砂。

铸型材质直接影响铸件的尺寸精度和表面粗糙度，需合理选择

3、型壳主要性能

为保证生产出优质铸件，对型壳有一系列性能要求：

强度、透气性、线量变化、导热性、脱壳性等。

（1）壳型强度——最基本的性能。

壳型的三种强度指标：

常温强度：

又称湿强度。

指制完壳型后壳型的强度。

取决于制壳过程中黏结剂自然干燥和硬化的程度。

湿强度太低，脱蜡过程中壳型会开裂或变形。

高温强度：

焙烧或浇注时壳型的强度。

取决于高温下黏结剂对耐火材料的黏结力。

高温强度不足，使壳型在焙烧和浇注过程中发生变形或破裂。

残留强度：

壳型在浇注后脱壳时的强度。

主要影响铸件清理的难易程度。

残留强度过高，清理困难，易使铸件因清理而变形或破坏。

（2）透气性——气体通过壳型壁的能力。

由于壳型壁致密度高，气体只能通过壳型中细微的孔洞和裂隙排出。

透气性不好的壳型浇注时，易使铸件产生气孔或浇不足等缺陷。

（3）导热性——壳型的导热能力，以热导率表示。

影响散热快慢和铸件的冷却速度，从而影响铸件晶粒度和力学性能。

壳型的热导率主要受到耐火材料性质、壳型中的孔隙以及壳温等因素的影响。

耐火材料对热导率影响较大。

刚玉和铝矾土壳型的热导率高于石英和铝矾土壳型。

其他条件相同的情况下，各种黏结剂壳型的热导率处于相近水平，即0.3～0.6W/m·K。

（4）线量变化——尺寸随温度升高而增大（膨胀）或者缩小（收缩）的热物理性质。

直接影响铸件的尺寸精度，还影响壳型应力大小及分布、壳型的热震稳定性和高温抗变形能力。

与加热初期的壳型脱水、液相生成及其对孔隙的填充和颗粒拉近、拉紧等过程有关。

（5）脱壳性——铸件浇注冷却后，壳型从铸件表面被去除难易程度的性能。

4、制壳用耐火材料

耐火材料性能要求：

对制壳用耐火材料应具有足够的耐火度，以保证金属液浇注时型壳不熔融软化变形；

适宜而均匀的热膨胀系数，保证型壳和铸件尺寸精度好；

好的热化学稳定性防止型壳在高温下与金属液发生化学反应，恶化铸件表面质量，保证型壳有足够的强度；粒度合适、价廉而无毒等。

1）硅砂（硅石粉）2）熔融石英3）电熔刚玉4）锆砂（锆英石）

5）铝硅系耐火材料

5、制壳用黏结剂

黏结剂是熔模铸造制壳用的主要原材料，它直接影响着型壳及铸件质量、生产周期和成本。

对黏结剂的基本要求：

不与模料反应；能快速硬化、黏结性能好。

（1）硅溶胶硅溶胶的制备方法：

离子交换法、溶解法

涂料的配制：

涂料的两个基本组成：

耐火材料+黏结剂，两者的比例即为涂料的粉液比；

（2）硅酸乙酯黏结剂：

由四氯化硅和乙醇经化学作用而制得，属于醇基酸性易燃性液，易水解、酸解、碱解。

熔模铸造采用硅酸乙酯水解液作为黏结剂。

（3）水玻璃：

又称泡花碱，是一种可溶性碱金属的硅酸盐，固态呈玻璃状，溶于水后形成水玻璃溶液。

按所含碱金属的不同，有钾水玻璃和钠水玻璃两类。

6、型壳的制壳工艺

1）硅溶胶型壳制壳工艺

制壳过程是硅酸胶体胶凝的过程。

涂料中的黏结剂把耐火粉料及撒砂黏结在模组外边，形成所需形状的型壳。

硅溶胶型壳采用干燥硬化，即让型壳干燥，水分蒸发，使硅溶胶浓度增加，达到胶凝临界浓度时，硅溶胶则胶凝。

每制一层型壳有三个工序：

上涂料、撒砂、干燥，如此反复多次就可得到所需厚度的多层型壳。

①上涂料：

涂料的浸涂是制壳的关键工序之一，其是建立型壳强度和保证型壳表面质量的关键。

应注意各处都要均匀涂上涂料。

浸涂面层涂料时，要根据熔模的结构特点在涂料桶中转动或上下移动，防止熔模上的凹角、沟槽和小孔集存气泡。

②撒砂：

撒砂是为了增强型壳和固定涂料，防止涂层干燥时由于胶凝收缩而产生穿透性裂纹。

撒砂的种类、粒度和撒砂方式均应合理进行选择。

撒砂粒度从面层到背层逐渐变粗，撒砂的含水量和含粉量应严格控制，面层最好使用雨淋撒砂，背层使用沸腾撒砂

③干燥：

型壳干燥是制壳工艺的又一关键工序。

随着型壳的干燥，硅溶胶含量提高，胶体颗粒碰撞几率增加，溶胶便胶凝而形成冻胶、凝胶，牢固地将耐火材料颗粒黏结起来，同时耐火材料颗粒彼此接近，这就使得型壳获得了强度。

硅溶胶型壳常见缺陷：

型壳表面粗糙、型壳面层裂纹、型壳面层鼓裂、型壳面层剥落、型壳强度低、型壳裂纹

型壳表面粗糙特点：

型壳表面粗糙、不平度过大

型壳面层裂纹特点：

型壳表面层出现不规则的裂纹或者出现细小的龟状裂纹

型壳面层鼓裂特点：

型壳面层局部与蜡模分开，向外鼓起或鼓起后破裂

型壳面层剥落特点：

型壳型腔尺寸变大，表面不光洁

型壳强度低特点：

型壳强度不足

型壳裂纹特点：

型壳开裂，浇出的铸件有不规则的毛刺、飞边强度不足

2）硅酸乙酯型壳制壳工艺：

每层型壳需五个工序：

上涂料、撒砂、自干（或风干）、氨固化、去味（抽风去氨）。

硅酸乙酯型壳常见缺陷：

型壳强度不高、型壳内表面“白霜”、型壳内表面分层、型壳内表面“蚁孔”、涂料胶凝、内表面鼓胀、干燥过程面层涂料剥落

3）水玻璃黏结剂型壳制壳工艺：

浸面层涂料撒砂、空干、硬化、晾干；浸背层涂料撒砂、硬化、晾干（重复数次）；脱蜡焙烧

水玻璃型壳常见缺陷：

型壳变形、型壳内表面“蚁孔”、型壳内表面分层、型壳表面凹陷、型壳表面鼓胀

5、熔模铸造型芯

当铸件内腔过于窄小或形状复杂时，必须使用预制的型芯来形成铸件内腔。

当铸件成形后，型芯必须设法去除。

使用较广泛的主要有金属型芯、陶瓷型芯和可溶性型芯。

对型芯的性能要求：

（1）高的耐火度。

型芯的耐火度应高于合金的浇注温度，以保证铸件浇注和凝固时型芯不软化变形。

普通型芯的耐火度大于1400℃。

（2）低的热膨胀率和高的尺寸稳定性。

一般型芯的线膨胀系数应小于4×10-6K-1。

（3）足够的强度。

型芯应具有足够的常温强度和高温强度，以承受操作和浇注过程中的冲击力和静压力。

（4）好的化学稳定性。

型芯应不会污染合金，不与金属液发生化学反应，以防止铸件表面产生化学粘砂或反应性气孔。

（5）容易清除。

铸件中的陶瓷型芯绝大多数采用化学腐蚀法溶失，因此陶瓷型芯应具有相当大的孔隙率（20%～40%）。

金属型芯

工艺方法：

将形成复杂内腔的芯块分成若干可卸式嵌块，以利于分开出模。

特点：

模具制造较复杂、工艺简单，广泛用于结构不复杂的铸件。

可溶性型芯

工艺方法：

采用可溶于水的材料预先制成型芯，在压制熔模前放入压型内，压制熔模后放入水中将型芯熔失，即得具有复杂内腔的熔模。

特点：

制作简单，适用于结构比较复杂，精度要求较高，上两种方法无法满足要求，难于机械机械加工、型腔较大的铸件。

陶瓷型芯

工艺方法：

用耐火材料制作的陶瓷型芯，在制模前放入压型型腔内，制模后，露出定位芯头，然后制壳，脱出熔模，陶瓷型芯留在型壳内，浇注金属后，陶瓷型芯直接形成铸件内腔。

特点：

工艺复杂、成本较高，使用与精度要求高又难于机械加工的耐热、耐腐蚀和耐磨合金的复杂异形孔铸件。

陶瓷型芯：

以耐火材料与矿化剂、增塑剂混合而成，在专用的压力机上压制成形，并经高温焙烧而成。

陶瓷型芯基体材料：

主要有石英玻璃、电熔刚玉、锆英石、氧化镁和碳化硅等。

矿化剂：

主要是促进型芯的焙烧，降低烧结温度和缩短焙烧时间。

常用的矿化剂有工业氧化铝、铝硅系矾土、氧化钙等。

增塑剂：

采用有机材料、石蜡、蜂蜡、聚乙烯和松香类的混合物。

表面活性剂：

主要有油酸、脂肪醇类物质。

它被陶瓷粉料吸附形成薄膜，可减少陶瓷粉料质点间的硬摩擦，增加颗粒表面的滑动性，减少增塑剂的用量。

一般用量为粉料重量的0.5%～1%。

陶瓷型芯制作工艺:

热压注法、注浆法

六、熔模铸件的浇注

1）热型重力浇注方法2）真空吸气浇注

3）压力下结晶4）定向结晶（定向凝固）

7、熔模铸件清理与精整

冷却后的熔模铸件需经过清理和精整，才能得到最终的铸件产品。

具体工序：

去除铸件组树上的型壳、切除浇冒口和工艺肋、打磨铸件上的浇冒口余根、清除铸件表面和内腔的粘沙、氧化皮和毛刺

铸件清壳硅溶胶黏结剂型壳残留强度大于水玻璃黏结剂型壳。

初次清壳、局部清壳：

（1）机械清壳

（2）化学清砂（3）水力清壳

铸件的修补和精整：

补焊、

热等静压处理：

将铸件置于密封耐压容器，抽真空后充入惰性气体，然后升温加压，在高温和高压下铸件内部封闭的空隙被压实闭合，并扩散结合为致密的组织。

热等静压温度：

合金固溶线绝对温度值的0.6~0.9倍，即接近铸件的固溶温度。

热等静压压力：

需高于被处理材料的屈服强度和蠕变强度，一般98~196MPa。

保温时间：

一般需2~4h，有的甚至10h。

使铸件有充足时间发生蠕变、扩散。

第二章挤压铸造

一、挤压铸造原理

把液态金属直接浇入金属模内，然后在一定时间内以一定的压力作用于焙融或半熔融的金属液体使之成形，并在此压力下结晶和塑性流动，从而获得毛坯或零件。

是介于铸、锻之间的一种少无切削工艺技术。

工艺流程：

可分为金属熔化、模具准备、浇注、合模施压、卸模和顶出制件等工序。

2、挤压铸造技术发展概况

三、挤压铸造特点及实用范围

由于挤压铸造是使液态金属在高的机械压力下进行结晶，因而此工艺具有如下的特点：

1）挤压铸造可以消除铸件内部的气孔、缩孔和缩松等缺陷，产生局部的塑性变形，使铸件组织致密。

加之，在压力下结晶，还有明显的细化晶粒、加快凝固速度和使组织均匀化的作用。

因而，挤压铸件的力学性能一般要高于其它普通铸件，而接近甚至达到同种合金的锻件水平，同时它没有锻件中通常存在的各向异性问题。

所以，挤压铸造是目前用以提供高质量、高力学性能铸件的一种重要工艺方法。

（2）挤压铸件表面粗糙度低和尺寸精度高，其级别能达到压铸件的水平。

液态金属在压力下成形和凝固，使铸件与型腔壁贴合紧密。

（3）挤压铸件在凝固过程中，各部分处于压应力状态，有利于铸件的补缩和防止铸造裂纹的产生。

因而，挤压铸造工艺的适用性较强，使用的合金不受铸造性能好坏的限制。

它不仅适用于铸造性能好的铸造合金，而且也适用于铸造性能较差的变形合金。

既可用于铝、铜、镁、锌等有色合金，又可用于铁、钢等黑色金属，以及复合材料等。

（4）便于实现机械化、自动化，可大大减轻工人的劳动强度，改善铸造车间劳动条件。

加之，挤压铸造通常没有浇冒口，毛坯精化，铸件尺寸精度高，因而金属材料的利用率高，可