特种铸造是指什么？

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砂型铸造虽然有很多优点，但是砂型铸造的铸件其尺寸精度和表面质量及内部质量在某些方面不能满足要求，因此出现了与砂型铸造有显著区别的其他铸造方法，统称为特种铸造。常用的有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。特种铸造方法有很多优点，绝大多数方法获得的铸件尺寸精度高、表面光滑，易于实现少切削、无切削加工；铸件的力学性能和内部质量较好；金属浇注液消耗少，工艺出品率高；多数工艺方法简单，易于实现机械化和自动化，可以改善劳动条件、提高劳动生产率。

（1）熔模铸造。

熔模铸造又称失蜡铸造，是用易熔材料（如蜡料）制成精确的可熔性模样并组装成蜡模组，然后在模样表面反复涂上若干层耐火材料，经过干燥、硬化成整体壳型，再加热型壳，熔去蜡模，经高温熔烧制成耐火型壳，将液体金属浇入型壳中，金属冷凝后敲掉型壳获得铸件的方法。其生产流程如图5-2所示，包括：压制蜡模、制作蜡模组、制模壳、熔模（失蜡）、焙烧模壳、填砂、浇注、清理等过程。

图5-2　熔模铸造的生产流程熔模铸造的优点是铸造精度高，表面质量好；适用于各种铸造合金，特别是一些高熔点合金和难以切削加工的合金铸件；可铸造出形状复杂的薄壁铸件。但是熔模铸造工艺繁杂，生产周期长；原材料价格贵，铸件成本高；影响铸件质量的因素多，必须严格控制各道工艺的质量。所以熔模铸造是一种精密铸造，是少切削和无切削加工工艺的重要方法，它主要用于汽轮机、涡轮发动机的叶片与叶轮、纺织机械、汽车、拖拉机、风动工具、机床、电气、仪器上的小零件及刀具、工艺品等。

（2）金属型铸造。

金属型铸造是将液态金属在重力作用下浇入金属铸型内以获得铸件的方法。金属铸型常用铸铁、铸钢或其他合金制成。因为金属铸型可以重复浇注几百次以至于数万次，所以，又有“永久型铸造”之称。

金属型铸造与砂型铸造相比有很多优点：金属铸型导热快，冷却速度快；一个金属铸型可以反复使用，生产效率高；金属型铸件的尺寸精度高，表面质量好。但是金属铸型本身的制造成本高，周期长，金属铸型冷却速度快，容易产生冷隔、浇不足等铸件缺陷。因此，生产中必须严格控制金属铸型铸造的浇注温度、金属铸型预热温度和开型时间。所以它不宜生产形状复杂的薄壁铸件，主要用于生产铝、镁、铜等低熔点的有色金属铸件，如活塞、气缸体等。

（3）压力铸造。

压力铸造是将液态金属在高压作用下充填金属铸型，并在保持压力的情况下凝固成铸件的铸造方法。常用压力铸造的压力为5～70MPa ，有时高达200MPa，充型速度为5～100m/s，充型时间很短，一般只有0.1～0.2s。为了承受高压、高速金属液的冲击，压铸模材料一般使用耐热合金钢制造。压力铸造在压铸机上进行，压铸机种类较多，目前应用较多的是卧式冷压室压铸机，其工作原理如图5-3所示。

图5-3　卧式冷压室压铸机的工作原理压力铸造的优点是：铸件尺寸精度高，表面质量好；强度和硬度等力学性能高；可铸造形状复杂的薄壁铸件，可嵌铸其他材料；易于实现机械化、自动化生产，生产效率高。缺点是：压铸模制造周期长，设备投资大，压型制造成本高。铸件内部常有气孔和氧化物夹杂。压力铸造主要用于薄壁且形状复杂的熔点较低的锌、铝、镁及铜合金铸件的大批量生产，广泛用于汽车、仪表、航空、电气及日用品铸件的生产中。

（4）离心铸造。

离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型内，在离心力作用下充填铸型，凝固后获得铸件的方法。根据铸型旋转的空间位置不同，离心铸造机有立式和卧式两类。离心铸造的成形过程如图5-4所示。

离心铸造的优点是熔融的金属在离心力作用下凝固成形，故铸件组织致密，没有缩孔、气孔和渣眼等缺陷，力学性能高。铸造具有圆形内腔的铸件时，不需要型芯和浇注系统，提高了金属材料的利用率。离心铸造的缺点是靠离心力铸出内孔，尺寸不精确，且内壁非金属夹杂多，需要增大内孔的切削余量。离心铸造常用于铸造水管、套类空心旋转体铸件，以及双层金属（如缸套铜衬）复合材料铸件的生产。

图5-4　离心铸造成型过程

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