《特种铸造》课件

特种铸造特种铸造工艺是在普通铸造基础上发展起来的，具有独特优势和应用场景课程目标掌握特种铸造的基础知识学习特种铸造的工艺技术理解特种铸造的概念、分类、工艺流程、特点掌握常见的特种铸造工艺，如压铸、精密铸造和应用等、失蜡铸造等掌握特种铸造的设计方法掌握特种铸造的缺陷分析了解铸件设计、浇注系统设计、模具设计等方能够识别和分析铸件缺陷，并提出改进措施面的知识特种铸造概述特种铸造是指应用特殊工艺和材料，生产具有特定性能和结构的铸件与传统铸造工艺相比，特种铸造工艺能够制造出具有更高的强度、耐高温、抗腐蚀等特性的铸件特种铸造工艺广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域，为高性能产品提供关键部件特种铸造的分类按铸造方法分类按材料分类特种铸造方法多种多样，根据铸造方法的不同，可以将特种铸造特种铸造的材料种类繁多，可以分为金属基复合材料铸造和陶瓷分为以下几类压铸、精密铸造、失蜡铸造、离心铸造、气雾化基复合材料铸造铸造、静电喷涂铸造等铸造工艺流程铸型制作1准备铸型熔炼2熔化金属浇注3将熔融金属倒入铸型冷却凝固4金属凝固成型清理5去除浇口和砂芯铸造工艺流程是将液态金属浇注到铸型中，冷却凝固成型，再经清理、检验等工序制成铸件的整个过程模具制造精确度耐用性

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22.模具是铸造的核心，其精度直特种铸造往往使用高温高压，接影响铸件的质量模具需要具备良好的耐用性材料选择加工工艺

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44.根据铸造工艺和金属特性选择模具制造通常采用精密加工技合适的模具材料，例如钢、陶术，如数控加工、电火花加工瓷等等铸件设计材料选择结构设计根据铸件性能要求，选择合适的铸造材料考虑铸造合金的流动性合理设计铸件结构，避免应力集中，提高铸件的强度和韧性、凝固性、机械性能等工艺性成本控制考虑铸造工艺的可行性，例如模具设计、浇注方式、冷却方式等在满足性能要求的前提下，尽量降低铸件的成本，提高铸件的经济效益铸型制作传统砂型金属型铸造3D打印铸型砂型铸造是历史悠久、应用广泛的铸造方法金属型铸造利用金属模具，可以提高铸件尺3D打印技术可以快速制作复杂结构的铸型，利用砂子混合粘结剂制成铸型寸精度和表面光洁度，适合生产复杂形状的，极大地提高铸造效率，并可实现个性化定铸件制浇注系统设计充型能力保证金属液顺利充满铸型，避免产生缩孔和气孔流动性控制金属液流动方向和速度，确保铸件表面光洁，避免产生冷隔温度控制确保金属液在浇注过程中保持合适的温度，避免过早凝固或发生气孔冒口和排气设计冒口设计排气设计12冒口主要用于补充铸件凝固过程中产生排气道主要用于排出铸型中的空气，防的收缩，防止铸件产生缩孔和缩松缺陷止铸件产生气孔和气泡缺陷排气道的冒口的设计需要考虑其尺寸、形状、设计需要考虑其形状、尺寸、位置和数位置和数量等因素，以确保能够有效地量等因素，以确保能够有效地排出空气补充金属液优化设计3为了提高铸件质量，需要对冒口和排气道进行优化设计，以确保能够有效地控制金属液的流动方向和凝固过程凝固过程及其控制晶核形成液体金属冷却至凝固点以下时，形成微小的固态晶体，即晶核晶粒长大晶核形成后，开始吸收周围的液态金属，逐渐长大枝晶生长在凝固过程中，晶体通常以枝晶的形式生长，形成树枝状结构凝固过程控制控制冷却速度、浇注温度、金属成分等因素，可有效控制凝固过程冷却及脱模冷却1铸件冷却过程需要控制冷却速率，以避免产生应力集中和内部缺陷采用不同的冷却方式，如自然冷却、水冷、风冷，根据铸件材质和尺寸进行选择脱模2脱模是将铸件从模具中取出，需要根据模具结构和铸件形状选择合适的脱模方法，如人工脱模、机械脱模等清理3脱模后，需要对铸件进行清理，清除表面上的砂芯、毛刺、飞边等，以确保铸件质量达到要求金属化学成分分析金属化学成分分析是特种铸造工艺中至关重要的环节，它对铸件的性能起着决定性作用分析结果可以帮助控制合金的成分，确保铸件满足设计要求1005元素精度常见的分析元素包括碳、硅、锰、磷、硫等分析精度要求较高，通常在千分之五以内10K100M方法仪器常用的分析方法包括光谱分析、化学分析等先进的分析仪器，例如电感耦合等离子体发射光谱仪热处理及机械性能热处理工艺机械性能测试热处理可以改变铸件的显微组织通过拉伸试验、硬度试验、冲击，从而改善其力学性能和耐腐蚀试验等测试，评估铸件的抗拉强性度、屈服强度、硬度、韧性等指标•退火•正火•淬火•回火性能控制根据铸件的应用场景和要求，控制热处理参数和机械性能指标，确保铸件满足设计需求铸件缺陷分析与控制铸件缺陷分类缺陷产生的原因常见的缺陷类型包括气孔、缩孔、裂纹、缺陷的产生通常由多种因素造成，包括金冷隔、夹渣、沙眼等这些缺陷会影响铸属液中的气体含量过高、铸型温度过低、件的强度、耐用性和美观性金属液流动性差、铸件设计不合理等特种铸造的特点精度高形状复杂性能优越应用广泛特种铸造工艺可制造出尺寸精特种铸造工艺可以生产出形状特种铸造工艺可制备出性能优特种铸造工艺应用于航空航天度和形状精度都很高的铸件，复杂的铸件，如薄壁、空腔、异的铸件，例如高温合金铸件、汽车、医疗器械、军工装备满足对产品精度的要求异形结构，满足设计需求，满足高强度、耐腐蚀、耐高等多个领域，满足不同行业的温等特殊要求需求压铸工艺模具1金属模具金属液2高温金属高压3注入模具冷却4铸件成型压铸工艺利用金属模具和高压将熔化的金属液注入模具内，在冷却后形成铸件该工艺适用于批量生产形状复杂、尺寸精度高的铸件，例如汽车零部件、电子产品外壳等精密铸造工艺蜡模制作1使用石蜡或塑料等材料制作精密的蜡模，并组装成铸件的形状模具制作2将蜡模埋入特制的陶瓷浆料中，形成陶瓷模具，然后将蜡模熔化取出熔融浇注3将熔融的金属注入陶瓷模具中，冷却固化后，便可得到最终的铸件脱模处理4将陶瓷模具破碎，取出铸件，进行清理和后续加工处理精密铸造工艺具有精度高、表面光洁度好、尺寸稳定性好、可铸造复杂形状等优点精密铸造广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造、模具等领域失蜡铸造工艺蜡模制作根据设计图纸，制作出精确的蜡模，通常采用注射成型或雕刻方式树脂模制造将蜡模组装成树状结构，然后用耐火材料制成树脂模，将蜡模包裹起来，使之形成一个整体的树脂模脱蜡将树脂模放入高温炉中进行脱蜡，使蜡模熔化流出，留下空腔浇注将熔化的金属液倒入树脂模的空腔中，使其冷却凝固成铸件脱模铸件冷却后，将树脂模敲碎，取出铸件清理对铸件进行清理，去除残余的树脂模和毛刺等，并进行后续的加工处理离心铸造工艺铸造过程1金属熔体被浇入旋转的模具中，由于离心力的作用，熔体被均匀地分布在模具壁上，形成铸件主要特点2适用于生产具有对称轴的管状、圆盘状、环状等铸件，例如管道、齿轮、轴承等工艺优势3•提高铸件的致密度•改善铸件的机械性能•降低废品率气雾化铸造工艺熔融金属1高温熔融金属喷雾2高速气流喷雾成细小液滴冷却固化3快速冷却形成粉末压制成型4粉末压制成型烧结5高温烧结成致密材料气雾化铸造工艺是一种新型的铸造技术，通过高速气流将熔融金属喷雾成细小的液滴，然后在冷却气流中迅速固化成粉末，再经压制成型和高温烧结，获得高纯度、高性能的金属材料静电喷涂铸造工艺喷涂金属粉末1金属粉末经过静电场，带正电荷吸附于模具2带电粉末被吸附到带负电的模具表面塑形3粉末层在模具表面形成均匀的形状烧结4高温下烧结成型，形成致密结构静电喷涂铸造工艺是一种新型的铸造技术，它利用静电场将金属粉末喷涂到模具表面，形成均匀的粉末层，再通过烧结工艺将粉末层固化成型金属基复合材料铸造增强相基体材料金属基复合材料通过添加增强相通常使用铝、镁、钛等轻金属作，提高其强度、硬度、耐磨性等为基体材料，以降低材料的密度机械性能铸造工艺应用领域金属基复合材料的铸造工艺与传广泛应用于航空航天、汽车、电统铸造工艺类似，但需要特殊的子等领域，可制造轻质高强度的模具和浇注技术零部件陶瓷基复合材料铸造陶瓷基复合材料铸造的工艺陶瓷基复合材料铸造工艺主要包括粉末冶金法、熔融法、化学气相沉积法等，不同的工艺方法适用于不同的材料和产品陶瓷基复合材料的优势陶瓷基复合材料具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域特种铸造在航空航天领域的应用轻量化设计耐高温性能航空航天器材要求重量轻，强度高，特种特种铸造工艺可以生产耐高温的铸件，满铸造工艺可以生产高强度、轻质的铸件，足航空航天领域对耐高温材料的需求满足航空航天领域的需求复杂形状精密铸造特种铸造工艺可以生产复杂形状的铸件，特种铸造工艺可以生产精密铸件，满足航满足航空航天领域对复杂结构的需求空航天领域对高精度零件的需求特种铸造在汽车工业领域的应用轻量化特种铸造工艺可以生产轻量化零件，提高燃油效率和降低排放高强度特种铸造零件可以承受更高的压力和温度，提高发动机性能和安全性复杂形状特种铸造可以制造复杂的汽车零部件，例如发动机缸体、变速箱壳体等特种铸造在医疗器械领域的应用植入物牙科器械手术器械医疗设备特种铸造工艺可制造出精密、精密铸造工艺可用于生产牙科特种铸造可制造出耐腐蚀、耐特种铸造可用于制造各种医疗耐用且生物相容的医疗植入物器械，如义齿、种植体和牙冠高温和耐磨损的手术器械，如设备，例如注射器、输液管和，例如人工关节、骨钉和心脏，以满足患者的个性化需求手术剪、镊子和钳子导管，以提高医疗精度和安全瓣膜性特种铸造在军工装备领域的应用航空发动机装甲车辆导弹系统特种铸造工艺用于制造航空发动机关键部件特种铸造工艺制造高强度、耐磨损的装甲板特种铸造工艺生产高精度导弹部件，例如弹，例如涡轮叶片和燃烧室，提高车辆的防御能力体和发动机组件，提高导弹的可靠性和准确性特种铸造的发展趋势智能化绿色化

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22.应用人工智能，提升铸造效率减少污染，提高资源利用率，和精度实现可持续发展高性能化个性化

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44.开发高强度、耐高温、耐腐蚀满足定制化需求，为特定应用等特种合金材料场景提供专业解决方案结语与思考特种铸造技术不断发展，未来将更加精密、高效、智能化特种铸造在航空航天、汽车、医疗等领域具有广阔的应用前景。