特种铸造及其工艺过程介绍

特种铸造是指有别于砂型铸造的其他铸造方法。特种铸造方法很多，各有其特点和运用范围，它们从各个不同的侧面来弥补普通砂型铸造的不足。常用的特种铸造有如下几种。

1）熔模铸造

熔模铸造是指用易熔材料（如蜡料）制成模样壳，熔去模样后经高温焙烧即可浇注的铸造方法。

（1）熔模铸造的工艺过程。熔模铸造的工艺过程如图2-24所示。首先用石蜡和硬脂酸各50%的易熔材料做成与铸件形状相同的蜡模及相应的浇注系统；把蜡模与浇注系统焊成蜡模组；在蜡模组上涂挂涂料和硅砂，放入硬化剂（如NH4Cl水溶液等）中硬化；反复几次涂挂涂料和硅砂并硬化，形成5～10mm厚的型壳；将型壳浸泡在热水中，熔去蜡模便获得无分型面的铸型；型壳再经烘干并高温焙烧；四周填砂后便可浇注而获得铸件。

图2-24　熔模铸造工艺过程

（2）熔模铸造的特点。熔模铸造是一种精密铸造方法，生产的铸件尺寸精度和表面质量均较高（精度可达IT11级，Ra0.8）。可铸出形状复杂的薄壁铸件，能够生产各种合金铸件，生产批量不受限制，从单件、成批到大量生产均可。但熔模铸造工序繁多，生产周期长，原材料的价格贵，铸件不能太大。

（3）熔模铸造的应用。熔模铸造主要用来生产形状复杂、精度要求高或难以进行切削加工的小型零件，如汽轮机、水轮发动机等的叶片，切削刀具，以及汽车、拖拉机、风动工具和机床上的小型零件。

2）金属型铸造

金属型铸造是依靠重力将熔融金属浇入金属铸型而获得铸件的方法。

图2-25　垂直分型式金属型

1—动型　2—定位销　3—定型　4—底座

（1）金属型铸造的工艺过程。金属型常用铸铁或铸钢制成，有多种形式。常见的垂直分型式金属型如图2-25所示。它由定型、动型、底座等部分组成。分型面处于垂直位置。浇注时，将两个半型合紧，待注入的金属液凝固后，将两个半型分开，就可取出铸件。

（2）金属型铸造的特点。金属铸型可“一型多铸”，一般可浇注几百次到几万次，故亦称为“永久型铸造”。由于铸件冷却速度快，晶粒细，故铸件的力学性能好；生产率较高、成本低、便于机械化和自动化；铸件精度较高，表面质量较好。缺点是金属铸型制造成本高、周期长，不适合单件及小批量生产；不适于浇注薄壁铸件，铸件形状不宜太复杂；与砂型相比，金属铸型没有透气性和退让性，易产生内应力。

（3）金属型铸造的应用范围。目前，金属型铸造主要用于中、小型非铁合金铸件的大批量生产，如铝合金活塞、汽缸体、缸盖、油泵壳体、轴衬套等。(www.xing528.com)

3）压力铸造

压力铸造是将熔融金属在高压下高速充填入金属型腔，并在压力下凝固而获得铸件的铸造方法。

（1）压力铸造的工艺过程。压铸需要使用专用的设备——压铸机，其铸型一般用耐热合金钢制成。压铸工艺过程如图2-26所示。

图2-26　压铸工艺过程

1—压铸活塞　2、3—压型　4—下活塞　5—余料　6—铸件

（2）压力铸造的特点。压力铸造的生产率高，是所有铸造方法中生产率最高的；铸件的精度和表面质量较高（精度可达IT11级，Ra0.8），可铸出形状复杂的薄壁铸件，并可直接铸出小孔、螺纹、花纹等，可不经切削加工直接使用；由于压铸件是在压力下结晶凝固，故晶粒细密、强度高，比砂型铸造提高20%～30%。但压铸件内部易产生气孔和缩孔，压铸件不能进行热处理；压铸设备投资大，铸型制造成本高。

（3）压力铸造的应用。目前压铸合金除了铝、铜等有色金属外，已扩大到铸铁、碳钢和合金钢。用压铸法生产的零件有发动机汽缸体、汽缸盖、变速箱箱体、发动机罩、仪表和照相机的壳体及管接头、齿轮等。

4）离心铸造

离心铸造是将液态金属浇入旋转着的铸型中，并在离心力的作用下凝固成形而获得铸件的铸造方法。

（1）离心铸造的工艺过程。离心铸造的铸型可以是金属型，也可以是砂型。铸型在离心铸造机上可以绕垂直轴旋转，也可以绕水平轴旋转，如图2-27所示。铸型绕垂直轴旋转时，铸件内表面呈抛物面，因而铸造中空铸件时，其高度不能太高，否则铸件壁厚相差较大。铸型绕水平轴旋转时，可制得壁厚均匀的中空铸件。

图2-27　离心铸造的工艺过程

（2）离心铸造的特点。离心铸造的铸件是在离心力下结晶，内部晶粒组织致密，无缩孔、气孔及夹渣等缺陷，力学性能较好。铸造管形铸件时，可省去型芯和浇注系统，提高金属利用率，简化铸造工艺。可铸造“双金属”铸件，如在钢套内镶铜轴瓦等。但铸件内表面质量较粗糙，内孔尺寸不准确，需采用较大的加工余量。

（3）离心铸造的应用。目前离心铸造已广泛用于制造圆形中空铸件，如铸铁水管、汽缸套、铜轴衬等。