2010特种铸造9金属型
铸造安全要求
编号：SM-ZD-37674 铸造安全要求Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：____________________审核：____________________批准：____________________本文档下载后可任意修改铸造安全要求简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。
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由于人类文化的进步，现代科学技术和生产水平的提高，常要求生产出大量同类型的质量高并且稳定的铸件。
同时，还要求提高劳动生产率，降低成本，改善劳动条件。
普通的砂型铸造已经满足不了这样的要求，所以不得不寻求其它更先进的铸造方法，许多与普通砂型铸造有区别的铸造方法，虽然本身也各不相同，但都通称为“特种铸造”。
特种铸造方法主要有下列几种：（1）金属型铸造（俗称硬模铸造）；（2）压力铸造；（3）离心铸造；（4）熔模精密铸造（失蜡铸造）；（5）低压铸造；（6）壳型铸造；（7）连续铸造；（8）真空吸铸；（9）挤压铸造；（10）磁型铸造等。
生产中常用的是前三种，现分述如下。
一、金属型铸造金属型铸造又称为“硬模铸造”，就是用铸钢、铁或其它金属材料制造铸型，用以浇注各种铸件的工艺方法。
金属型铸造时可使用金属型芯和砂芯。
一套金属型可以浇注几百次至几万次，所以也称为“永久型”。
它与普通砂型铸造相比较，具有生产效率高、铸件质量好、改善劳动条件、便于机械化等优点。
因而广泛应用于各工业部门铸件的生产，特别是大批量的有色铸件更为合适。
特 种 铸 造
二、金属型铸造
金属型铸造是指将液态 金属浇入金属铸型中获得铸 件的工艺。金属铸型有多种 形式，如垂直分型式、水平 分型式和复合型式等，其中 垂直分型式使用方便，应用 最广。
1，2—左右半型；3—底型；4，5，6—分块 金属砂芯；7，8—销孔金属砂芯
图6-23 铸造铝活塞的金属铸型
与砂型铸造相比，金属型铸造具有以下特点。
室；7—压射活塞；8—铸件
图6-24 卧式冷挤压铸机的工作过程示意图
与砂型铸造相比，压力铸造具有以下特点。
（1）铸件的表面质量和尺寸精度高，一般可以不经机械加工而直接 使用。
（2）铸件的强度和硬度较高。 （3）可以压铸形状复杂的薄壁铸件。 （4）压铸件中可嵌铸其他材料，如钢、铸铁、铜合金、钻石等，可 以节省贵重材料和机械加工工时。 （5）压力铸造的生产效率较高，但压铸设备成本高、生产周期长。 （6）压铸件容易产生气孔，不宜进行大余量的切削加工和热处理。
四、低压铸造
低压铸造是指液态金属在较低的压力（一般0.02～0.06 MPa）下， 自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的工艺。
1—铸型；2—密封盖；3—坩埚；4—金属液；5—升液管 图6-25 低压铸造的工艺过程
与砂型铸造相比，低压铸造具有以下特点。
（1）适应性强。由于浇注及凝固时的压力可以人为控制，所以适用 于金属型、砂型、树脂壳型、熔模壳型等铸型。
（1）实现了“一型多铸”。 （2）铸件的精度与表面粗糙度有所改善。 （3）铸件的力学性能高。 （4）金属型铸造的局限性。
三、压力铸造
压力铸造是指液态金属在高压作用下快速充填金属型腔，并在压力下 凝固成铸件的铸造工艺。压力铸造的两大特点是高压和高速充型。
（a）
（b）
（c）
特种铸造技术介绍PPT
（1）适用于生产形状复杂、精度要求高或难以切削加工成形的各种金属材料（尤其是碳钢及合金 钢）小型零件。如汽轮机、涡轮机的叶片或叶轮，汽车、拖拉机或机床用的各种小件。
2.压力铸造
█ 定义：是指将液态或半液态合金浇入压铸机的压室中，使之在高压和高速 下充填型腔，并在高压下成形结晶而获得铸件的一种铸造方法。常用压射压力 为5－70MPa，压射速度0.5－5m/s，充填时间很短，约0.01－02s。
6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
3.低压铸造
█ 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔 并凝固而获得铸件的一种铸造方法。常用压力为0.02~0.06MPa，介于重力和 压力铸造之间。
➢ 工艺过程：
3.低压铸造
3.低压铸造
特点和应用：
1、液态金属自下而上平稳的充填型腔， 型腔中的液流的方向与气体排出的方向一 致，避免了液态金属对型壁、型芯的冲刷 以及气体和氧化物，从而防止了铸件产生 气孔和非金属夹杂物；
3.应用范围
离心铸造是生产管套类铸件的主要方法，广泛应用于生产铸铁水管、缸套、轴套等。
各种铸造方法与砂型铸造加工精度对比：
结束
1.熔模铸造
◆◆ 熔模精密铸造：是指利用易熔材料制成模样，并在模样表面粘结一定厚度的耐火材料，然
后将模样熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。（也称失蜡铸造）
熔 模 铸 造 工 艺 过 程
1.熔模铸造（1）熔模铸源自的工艺过程① 制作压型 压型根据铸件图制作，压型是压制蜡模的中间铸型。对高精度或大批量生产的铸件，常用机 械加工制成的钢或铝合金压型；对精度要求不高或生产批量不大的铸件常用低熔点合金（锡、铅、 铋）直接浇注的压型；对单件小批量的铸件可用石膏或塑料制作的压型。 ② 制作蜡模 将低熔点熔融态蜡料（常用50%的石蜡+50%的硬脂酸）压入压型中，冷凝后取出，得到单个蜡 模。将若干拉模粘到预制的蜡质浇口棒上，成为蜡模组。 ③ 制作壳型 将蜡模组浸入石英粉与水玻璃配成的浆料中，取出后在其表面撒上一层细石英砂，再浸入氯 化铵的溶液中硬化。如此由细到粗反复涂挂4-5次，指导表面结成5-10mm厚的硬壳后，放入8590℃的热水中，熔去蜡模而得到型腔与蜡模组一致的壳型。
铸造安全要求(完整篇)
编号：SY-AQ-06840( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑铸造安全要求(完整篇)Casting safety requirements (complete)铸造安全要求(完整篇)导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
由于人类文化的进步，现代科学技术和生产水平的提高，常要求生产出大量同类型的质量高并且稳定的铸件。
同时，还要求提高劳动生产率，降低成本，改善劳动条件。
普通的砂型铸造已经满足不了这样的要求，所以不得不寻求其它更先进的铸造方法，许多与普通砂型铸造有区别的铸造方法，虽然本身也各不相同，但都通称为“特种铸造”。
特种铸造方法主要有下列几种：（1）金属型铸造（俗称硬模铸造）；（2）压力铸造；（3）离心铸造；（4）熔模精密铸造（失蜡铸造）；（5）低压铸造；（6）壳型铸造；（7）连续铸造；（8）真空吸铸；（9）挤压铸造；（10）磁型铸造等。
生产中常用的是前三种，现分述如下。
一、金属型铸造金属型铸造又称为“硬模铸造”，就是用铸钢、铁或其它金属材料制造铸型，用以浇注各种铸件的工艺方法。
金属型铸造时可使用金属型芯和砂芯。
一套金属型可以浇注几百次至几万次，所以也称为“永久型”。
它与普通砂型铸造相比较，具有生产效率高、铸件质量好、改善劳动条件、便于机械化等优点。
因而广泛应用于各工业部门铸件的生产，特别是大批量的有色铸件更为合适。
1．金属型的要求（1）应保证铸件的形状、尺寸、质量，符合技术要求。
（2）正确的浇注系统及冒口，符合铸造工艺的要求。
（3）金属型应便于铸件的取出及修理安装的方便。
常见的铜套铸造方法
本文摘自再生资源回收-变宝网（）常见的铜套铸造方法铜套铸造是将铜合金熔炼成符合一定要求的液体并浇注进入铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因已近乎成形，因此可免机械加工或只进行少量加工，降低了成本，并在一定程度上减少了制作时间。
铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
根据铸造铜套工艺的特点及使用发展程度，一般可以将铸造方法分为砂型铸造铜套和特种铸造铜套两种。
一、砂型铸造是生产中用得最普遍的方法，它具有适应性广、生产准备比较简单等优点。
但用此法生产的铸件，其尺寸精度和表面质量及内部质量远不能满足机械零件的要求，而且生产过程较复杂，实现机械化、自动化生产又投资巨大，在生产一些特殊零件和特殊技术要求的铸件时，技术经济指标较低，因此，砂型铸造在铸造生产中的应用受到了一定的限制。
二、特种铸造除砂型铸造以外，通过改变铸型材料、浇注方法、液态合金充填铸型的形式或铸件凝固条件等因素，形成了多种有别于砂型铸造的其他铸造方法。
铸造工作者把有别于砂型铸造工艺的其他铸造方法，统称为特种铸造。
机械制造行业中常见的特种铸造铜套方法有：1、挤压和液态冲压铸造。
它是铸造与锻压加工的综合加工方法。
2、金属型铸造。
它是采用金属铸型提高铸件冷却速度、实现一型多铸、获得致密结晶组织的铸件的方法。
3、连续铸造。
它是通过快冷的结晶器，在连续浇注、凝固、冷却的条件下铸造管和铸锭的一种高效生产方法。
4、离心铸造铜套。
它是通过改变液态合金的充填铸型和凝固条件，利用离心力的作用来铸造环、管、筒、套等特殊铸件的方法。
5、熔模铸造。
它是采用可熔性模型和高性能型壳(铸型)来铸造较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的无切削或少切削铸件的方法。
6、压力铸造。
它是通过改变液态合金的充型和结晶凝固条件，使液态合金在高压、高速条件下充填铸型，并在高压下成形和结晶，从而获得精密铸件的方法。
7、消失模铸造。
它是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型族，刷涂耐火涂层并烘干后，埋在于石英砂中振动造型，然后在一定条件下浇注液体金属，使模型汽化并使金属液占据模型位置，待金属液凝固冷却后形成所需铸件的方法。
特种铸造简介
特种铸造特种铸造：铸型用砂较少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造的方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造和实型铸造等。
特点：特种铸造具有铸件精度和表面质量高、铸件内在性能好、原材料消耗低、工作环境好等优点。
但铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料种类往往受到一定限制。
一、熔模铸造（失蜡铸造）（一）熔模铸造的工艺过程1．制造蜡模蜡模材料常用50%石蜡和50%硬脂酸配制而成。
如图1-34a 所示。
为提高生产率，常把数个蜡模熔焊在蜡棒上，成为蜡模组，如图1-34b 所示。
2．制造型壳在蜡模组表面浸挂一层以水玻璃和石英粉配制的涂料，然后在上面撒一层较细的硅砂，并放入固化剂（如氯化铵水溶液等）中硬化。
使蜡模组外面形成由多层耐火材料组成的坚硬型壳（一般为4~10层），型壳的总厚度为5~7mm，如图1-34c所示。
3．熔化蜡模（脱蜡）通常将带有蜡模组的型壳放在80~90℃的热水中，使蜡料熔化后从浇注系统中流出。
4．型壳的焙烧把脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热到800~950℃，保温0.5~2h，烧去型壳内的残蜡和水分，并使型壳强度进一步提高。
5．浇注将型壳从焙烧炉中取出后，周围堆放干砂，加固型壳，然后趁热（600~700℃）浇入合金液，并凝固冷却。
6．脱壳和清理用人工或机械方法去掉型壳、切除浇冒口，清理后即得铸件。
（二）熔摸铸造铸件的结构工艺性熔摸铸造铸件的结构，除应满足一般铸造工艺的要求外，还具有其特殊性：1．铸孔不能太小和太深否则涂料和砂粒很难进入腊模的空洞内，只有采用陶瓷芯或石英玻璃管芯，工艺复杂，清理困难。
一般铸孔应大于2mm.。
2．铸件壁厚不可太薄一般为2~8mm。
3．铸件的壁厚应尽量均匀熔摸铸造工艺一般不用冷铁，少用冒口，多用直浇口直接补缩，故不能有分散的热节。
（三）熔模铸造的特点和应用熔模铸造的特点是：（1）铸件精度高、表面质量好，是少、无切削加工工艺的重要方法之一，其尺寸精度可达IT11~IT14，表面粗糙度为Ra12.5~1.6μm。
第四节特种铸造介绍
消失模铸造应用： 特别适合于形状复杂铸件的生产，适用范 围广，不但适合于生产各类合金 （包括灰铸铁、球墨铸
铁以及除低碳钢以外的铸钢，还包括铝、镁、铜合
金），而且不受铸件结构、尺寸、重量和批量限制。
三、金属型铸造 将液态金属浇入用金属制成的铸型，冷凝后获得 铸件的方法。
1、金属铸型构造 1）铸型材料：多数用铸铁；要求较高用碳钢或低合金钢。 2）型芯材料：形状简单件或有色金属件用金属型芯；薄壁复 杂件或铸铁、铸钢件用砂芯。 3）铸型的种类：按分型面的方位分为垂直分型式、 水平分型 式和整体式、复合分型式。 4）合箱、开箱方式：自动或半自动的连杆机构。
图4.18 圆筒件的离心铸造
2、特点及应用
特点：
（1）工艺过程简单；铸造圆筒形铸件时，可节省型芯和浇注系 统，省工省料，降低成本； （2）铸件组织致密，极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷， 铸件力学性能高。 （3）合金充型能力得到了提高，可以浇注流动性较差的合金铸 件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等； （4）便于制造双金属件，如轧辊、钢套、镶铜衬、滑动轴承等。 （5）缺点：铸件内表面质量差，内孔尺寸不易控制。
3、金属型铸造的特点和适用范围 特点： 1）铸型能反复使用，可一型多铸； 2）冷却快，组织致密,机械性能高 ； 3）尺寸精度和表面质量高； 4）生产率高，劳动条件好 。 5）铸型制造成本高，周期长； 6）透气性差，无退让性，铸件易产生浇不足、冷隔、 裂纹等缺陷； 7）铸造合金的熔点不能太高，质量不能太大。 应用： 主要用于有色合金铸件的大批量生产。 如：铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦等。
（3）起模与喷烧：灌浆约十几分钟后，在浆料尚有 一定弹性时起出模型，然后用明火喷烧整个型腔以加 速固化。
（4）焙烧与合箱：浇注前陶瓷型要加热到350～ 550℃焙烧几个小时，去除残留在陶瓷型中的乙醇及 水分，并进一步提高铸型强度。
特种铸造
3、压力铸造
• 压力铸造使用的设备是压铸机，由动型、 定型以及压室等组成。可移动的压铸型部 分叫动型。安装在压铸机固定板上且固定 不动的压铸型部分叫定型，其中有浇注系 统与压室相通。压铸型用耐热的合金工具 钢制成，加工质量要求很高，需经严格的 热处理。 （铸造过程）
特点及应用范围
（1）压铸件尺寸精度高，表面质量好，一般不需机 加工即可直接使用。 （2）压力铸造在快速、高压在成型，可压铸出形状 复杂、轮廓清晰的薄壁精密铸件，铝合金铸件最 小壁可达0.5mm，最小壁孔径直径为0.7mm。 （3）铸件组织致密，力学性能好，其强度比沙型铸 件提高25%~40%。 （4）生产率高，劳动条件好。 （5）设备投资大，铸型制造费用高，周期长。
概念：
• 特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造 方法。 • 常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型 铸造、压力铸造、离心铸造等。
1、熔模铸造
• 熔模铸造是用易熔材料制成模样，然后用 造型材料将其表面包覆，经过硬化后再将 模样熔去，从而制成无分型面的铸型壳， 最后经浇注而获得铸件的方法。 • 由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，所以 熔模离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸 型中，使其在离心力作用下凝固成形的铸 造方法。 • 铸造过程
特点及应用范围：
• （1）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩 孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。 • （2）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系 统，简化了工艺，节约了金属。 • （3）便于制造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬。 • （4）离心铸造内表面粗糙，尺寸不易控制，需要 加大加工余量来保证铸件质量，且不适宜易偏析 的合金。
• 熔模铸造的工艺过程：
• 压型 注蜡 • 蜡模组 • 脱蜡、焙烧 • 完成
1.特种铸造的分类依据
特种铸造的分类依据主要基于不同的铸造方法和工艺特点。
根据参考文章，特种铸造主要分为以下七种类型：
●金属型铸造：利用金属型模具进行铸造，可以实现“一型多铸”，提高生
产率，改善劳动条件。
●压力铸造：通过高压将液态或半液态金属注入模具中，实现快速、高效的
铸造过程。
●低压铸造：通过降低模具中的压力，使液态金属在低压下填充模具并实现
凝固。
●离心铸造：在旋转的模具中进行铸造，使液态金属在离心力作用下填充模
具并实现凝固。
●熔模铸造：使用易熔材料制作模具，将液态金属注入模具并实现凝固，可
以制作出复杂的铸件。
●实型铸造：通过将液态金属直接浇注到造型材料上，实现铸件的成型。
●陶瓷铸造：使用陶瓷材料制作模具，通过热处理工艺实现铸件的成型。
这些分类方法并非绝对，不同的人或组织可能会有不同的分类标准和命名方式。
特种铸造
或暗灰色粗晶粒，则球化不良或未球化。随白口宽度
增大σb上升，δ下降。浇温越高三角试块内陷越大。
观察金相组织及并测试力学性能验证。
• 思考题： • • • • • 1. 铸造的实质是什么，具有哪些优缺点，适 用范围如何? 2. 合金铸造性能的衡量指标和易生铸造缺陷? 3. 如何划分和改变铸件的凝固方式? 4．简述砂型铸造的基本工艺过程。 5. 什么是特种铸造，与砂型铸造相比有何特 点？
• • • • • • 带有抽气箱的模具上有透气孔直接与抽气室相连； 用0.10～0.20mm EVA 塑料薄膜在烘膜器加热软化； 模具真空使软化的塑料薄膜紧密贴覆； 将负压砂箱放置在模具上； 砂箱充干砂，震动紧实； 砂型顶覆层密封薄膜，将浇口盆与上型直浇道相连，下型只 需要在覆膜前将砂子刮平； • 对砂箱抽真空，使干砂得到紧实，同时释放模具抽气室的真 空，并通入压缩空气反吹，将砂型与模具分开; • 同样方法，生产下型。将上型与下型合型，准备浇注； • 浇注过程中继续对砂型抽真空。铸件冷却后，去除真空，铸 件直接落下，干砂可再生循环使用。
第四节 几种常用金属材料的铸造法制备技术 • 铸造技术是现在工业生产中最常用和最重
要的金属合金铸锭和铸件的制备方法，下面通
过几种重要的金属结构材料的制备进一步了解
材料的铸造法制备过程及工艺。
• 一．铸造铝合金ZL 104的制备
• ZL104为可热处理强化的铝-硅-镁系铸造 铝合金。具优良铸造工艺性能和气密性，强度 高。但有形成针孔倾向，熔炼工艺较复杂。适 砂型或金属型铸造复杂薄壁件，也可压力铸造，
振动法、金相法和热分析法等，这些方法虽然
在理论上具有一定的先进性，但都不如传统的
特种铸造
第五节特种铸造特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造方法。
可列入特种铸造的方法有近二十种，常用的有金属型铸造、压力铸造、低压铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等。
特种铸造在提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等方面具有独特的优点。
一、金属型铸造【金属型铸造】是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法。
金属型可连续使用几千次至数万次，所以也称“永久型”。
1．金属型的材料与结构金属型常采用铸铁或铸钢制造，按分型面不同，金属型有整体式、垂直分型式、水平分型式等。
下图为垂直分型式金属型的结构。
由底座、定型、动型等部分组成，浇注系统在垂直的分型面上，为改善金属型的通气性，在分型面处开有 0.2mm~0.4mm深的通气槽。
移动动型、合上铸型后进行浇注，铸件凝固后移开动型取出铸件。
2．金属型铸造工艺要点由于金属型的导热快、无退让性、无透气性，使铸件易出现冷隔与浇不到、裂纹、气孔等缺陷。
因此金属型铸造必须采取一定的工艺措施：浇注前应将铸型预热，并在内腔喷刷一层厚 0.3mm~0.4mm的涂料，以防出现冷隔与浇不到缺陷，并延长金属型的寿命；铸件凝固后应及时开型、取出铸件，以防铸件开裂或取出铸件困难。
3．金属型铸造的特点及应用范围金属型使用寿命长，可“一型多铸”，提高生产率；铸件的晶粒细小、组织致密，力学性能比砂型铸件高约２５％；铸件的尺寸精度高、表面质量好；铸造车间无粉尘和有害气体的污染，劳动条件改善。
金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高，且不能生产形状复杂的薄壁铸件，否则易出现浇不足和冷隔等缺陷；受铸型材料的限制，浇注高熔点的铸钢件和铸铁件时，金属型的寿命低。
目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。
如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴瓦、轴套等。
二、压力铸造【压力铸造】是指熔融金属在高压下快速压入铸型中，并在压力下凝固的铸造方法，简称“压铸”。
特种设备目录(2010年)
依据：①《特种设备安全监察条例》（2009 年国务院令597 号）；②《特种设备目录》（国质检锅[2004]31 号）；③《增补的特种设备目录》（国质检特[ 2010]22 号）。
特种设备种类简表（含增补）特种设备目录（含增补）中华人民共和国国务院令第 549 号《国务院关于修改〈特种设备安全监察条例〉的决定》已经 现予公布，自 2009年 5月 1日起施行。
总二○○九年一月二十四日国务院关于修改《特种设备安全监察条例》的决定（摘录）国务院决定对《特种设备安全监察条例》做如下修改：一、第二条第一款修改为： “本条例所称特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气 瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。
”二、第三条第二款修改为：“军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及矿山井下使 用的特种设备、民用机场专用设备的安全监察不适用本条例。
”第三款修改为： “房屋建筑工地和市政工程工地用起重机械、场（厂）内专用机动车辆的安装、使用的监督 管理，由建设行政主管部门依照有关法律、法规的规定执行。
”三十五、第九十九条第一款增加一项作为第八项： “场（厂）内专用机动车辆，是指除道路交通、农用车辆 以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。
”《特种设备安全监察条例（ 2009 年修订）》（摘录）第二条 本条例所称特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管 道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。
前款特种设备的目录由国务院负责特种设备安全监督管理的部门 （以下简称国务院特种设备安全监督管理部 门）制订，报国务院批准后执行。
第九十九条 本条例下列用语的含义是：（一）锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的 设备，其范围规定为容积大于或者等于 30L 的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于 0.1MPa （表压），且额定功率大于或者等于 0.1MW 的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。
铸造工程学-特种铸造
应用先进的传感器和检测技术对铸造过程进行实 时监控和数据采集，为生产优化和质量控制提供 依据。
大数据与人工智能技术
利用大数据分析和人工智能技术对铸造过程进行 优化和控制，实现精益生产和智能化决策。
05 特种铸造质量控制与检测
质量影响因素分析
原材料质量
特种铸造对原材料的成分、纯净度和 组织结构有严格要求，原材料质量直
热处理设备
对铸件进行退火、正火、淬火等热处理，改善其力学性能和加工 性能。
表面处理设备
采用喷涂、电镀、化学处理等方法对铸件表面进行防护和装饰， 提高其耐腐蚀性和美观度。
自动化与智能化技术应用
1 2 3
自动化生产线
实现铸造生产全过程的自动化，包括熔炼、造型、 浇注、清理等工序，提高生产效率和产品质量稳 定性。
低压铸造
01
02
03
定义
低压铸造是在低压气体作 用下，使液态金属由下而 上地充填型腔并凝固成形 的铸造方法。
工艺流程
合模→升液→充型→增压 →保压→卸压→开模取件 。
特点
铸件组织致密，力学性能 高，可铸造大型复杂薄壁 铸件，适用于铝合金等有 色金属的铸造。
离心铸造
定义
离心铸造是将液态金属浇 入旋转的铸型中，在离心 力作用下充填铸型和凝固 成形的铸造方法。
造型与制芯技术
3D打印技术
01
通过逐层堆积材料的方式构建三维模型，可快速制造出复杂形
状的砂型和芯子。
机器人造型
02
利用机器人进行自动造型，提高生产效率和造型精度。
陶瓷型芯制造技术
03
采用陶瓷材料制造型芯，具有高温稳定性、耐磨损等优点，适
用于高精度铸件生产。
铸造工艺----特种铸造
4、浇注
离心铸造时，浇注工艺有其本身的特点，首先由于铸件 的内表面是自由表面，而铸件厚度的控制全由所浇注液体金 属的数量决定，故离心铸造浇注时，对所浇注金属的定量要 求较高。此外由于浇注是在铸型旋转情况下进行的为了尽可 能地消除金属飞溅的现象，要很好控制金属进入铸型时的方 向。 液体金属的定量有重量法、容积法和定自由表面高度 （液体金属厚度）法等。容积法用一定体积的浇包控制所浇 注液体金属的数量，此法较简便，但受金属的温度，熔渣等 影响，定量不太准确，在生产中用的较多。 为尽可能地消 除浇注时金属的飞溅现象，要控制好液体金属进入铸型时的 流动方向。
缺点 1）铸件易产生比重偏析，因此不适合于合金易产生 比重偏析的铸件(如铅青铜)，尤其不适合于铸造杂质 比重大于金属液的合金，但近年来，也有利用离心铸 造的这个特点来生产梯度复合材料的情况； 2）铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量 较差，加工余量大； 3）用于生产异形铸件时有一定的局限性。
•3）模型组合成簇：
是将自行加工好（或外购）的泡塑模型与浇冒口模型组 合粘结在一起，形成模型簇，这种组合有时在涂料前进行， 有时在涂层制备后埋箱造型时进行。是消失模（实型）铸 造不可缺少的一道工序。
• 4）模型涂层：
实型铸造泡塑模型表面必需涂一层一定厚度的涂料， 形成铸型内壳。其涂层的作用是为了提高EPS模型的强度和 刚度，提高模型表面抗型砂冲刷能力，防止加砂过程中模 型表面破损及振动造型及负压定型时模型的变形，确保铸 件的尺寸精度。 外购的消失模铸造专用涂料,在涂料搅拌机内加水搅 拌,使其得到合适的粘度。搅拌后的涂料放入容器内,用浸、 刷、淋和喷的方法将模型组涂覆。一般涂两遍，使涂层厚 度为0.5 ~ 2mm。据铸件合金种类、结构形状及尺寸大小不 同选定。涂层在40~50℃下烘干。
《特种铸造》第9章- 半固态铸造(3-4学时)-杨湘杰(ppt文档)
切速率之间的关系一般呈非线性关系。为了表征非牛顿流体的
粘度，工程上常采用表观粘度的概念，并定义为
式中
—表观粘度，Pa•s；
—剪切速率，s-1；
τ —切应力，Pa。
9-17
“十三五”规划教材
特种铸造
第9章 半固态铸造
（2）宾汉流体
宾汉流体与牛顿型流体相比，既有相同之处，又有不同之处。 相同之处为切应力与剪切速率之间呈线性关系，其流动曲线为一 条直线。不同之处是宾汉流体的流动不通过原点，且只有当切应 力达到一定值 τ s 之后才开始流动。使流体流动所需的最小切 应力（τ s）称为屈服应力，可表述为：当 τ ＜τ s 时， =0； 当 τ ＞τ s 时，τ =τ s +η p 。这里τ s为屈服应力（Pa）,为 流动曲线（直线）在 τ 轴上的截距；η p为塑性粘度（Pa•s）， 为流动曲线的斜率。
图9-3 铝合金半固态铸件（教材图9-3）
9-8
“十三五”规划教材
特种铸造
第9章 半固态铸造
（2） 材料的选择
开发新型半固态铸造合金或改造原有牌号的半固态铸造合金 的基本原则：具有合适的固液相温度区间；随着温度的变化，固 相体积分数的变化率适当；半固态坯料具有可重熔加热性；微观 组织形貌适当；半固态流变性能适当。
涨塑性流体与伪塑性流体相比很少见，只有在固相含量高的 悬浮液中才能观察到。
（5）有限屈服应力
半固态浆料的固体性质，表明有限屈服应力 τ s存在，τ s定 义为浆料的表观强度，即材料初始流动的最小应力。一旦超过有
限屈服应力，材料表现出类似液体，且具有非线性应力与应变关
系。因此，有限屈服应力应是浆料的一种真实物理特性，它的存
特种铸造
特种铸造与普通砂型铸造不同的其他铸造方法统称为特种铸造。
如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、挤压铸造、实型铸造等。
一、熔模铸造在易熔模样表面包覆若干层耐火涂料，待其硬化干燥后，将模样熔去后而制成型壳，经浇注而获得铸件的一种方法。
模样材料多为工业石蜡，所以又称失蜡铸造。
1．熔模铸造工艺过程(1) 根据铸件的要求设计和制造压型(制造蜡模的模具)；(2)用压型将易熔材料压制成蜡模；(3)把若干个蜡模焊在一根蜡制的浇注系统上组成蜡模组；(4)将蜡模组浸入水玻璃和石英粉配制的涂料中，取出后撒上石英砂，并放人硬化剂中进行硬化，如此重复数次，直到蜡模表面形成一定厚度的硬化壳；(5) 将带有硬壳的蜡模组放人80～90℃的热水中加热，使蜡熔化后从浇口中流出，形成铸型空腔；(6) 烘干并焙烧(加热到850～950℃)后，在型壳四周填砂，即可浇注；(7) 清理型壳即可得到铸件。
2．熔模铸造的特点及应用范围(1) 铸件精度高，表面质量好。
(2) 可制造形状复杂的铸件。
蜡模可以焊接拼制，模样可熔化流出，故可以铸出形状极为复杂的铸件，铸出孔最小直径为0.5mm，最小壁厚可达0.3mm。
(3) 适用于各种合金铸件。
尤其用于高熔点和难切削合金的铸造，更显示出其优越性。
(4) 生产批量不受限制。
从单件到大批量生产都适用，能实现机械化流水作业。
熔模铸造主要用于生产形状复杂、精度要求高、熔点高和难切削加工的小型零件。
二、金属型铸造金属型铸造是在重力作用下将金属液体浇入金属铸型以获得铸件的方法。
铸型用金属制成，可反复使用，故又称永久型铸造。
1、金属型的构造：金属型的材料一般采用铸铁，铸件内腔可用金属型芯或砂芯得到。
其结构有整体式、水平分型式、垂直分型式、复合分型式等。
2、金属型铸造的工艺特点1）金属型预热：未预热的金属型导热性好，使金属液冷却过快，铸件容易出现冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷；铸型受到强烈的热冲击，热应力倍增，极易损坏。
特种铸造的分类依据
特种铸造的分类依据一、材料分类特种铸造根据铸件的材料可以分为铁、钢、铝合金、铜合金等不同类别。
不同材料具有不同的物理和化学性质，因此在铸造过程中需要采用不同的工艺和设备。
铁的铸造工艺比较成熟，应用广泛；钢的铸造需要更高的温度和压力，工艺要求较高；铝合金和铜合金的铸造具有良好的流动性和耐腐蚀性，常用于制造航空航天和汽车等高要求的零件。
二、工艺分类特种铸造根据铸造工艺的不同可以分为砂型铸造、金属型铸造、压铸等几个主要类别。
砂型铸造是最常见的铸造方法，它利用砂模来制造铸件的空腔。
金属型铸造是通过制造金属型来制造铸件，可以获得更高的精度和表面质量。
压铸是利用金属型的压力将熔融金属注入型腔中，适用于生产大批量、高精度的铸件。
三、形状分类特种铸造根据铸件的形状可以分为块铸件、管件、盘件、环件等不同类别。
块铸件是最常见的铸件形状，常用于制造机械零件和工程结构件。
管件是具有空心结构的铸件，常用于制造管道和容器等。
盘件是具有平面或弯曲结构的铸件，常用于制造齿轮和飞轮等。
环件是具有环形结构的铸件，常用于制造轴承和密封件等。
四、用途分类特种铸造根据铸件的用途可以分为汽车零件、航空航天零件、机械零件、建筑结构件等不同类别。
汽车零件是特种铸造的主要应用领域之一，包括发动机缸体、曲轴箱等。
航空航天零件需要具有轻量化和高强度的特点，常用于制造发动机叶片和飞机结构件等。
机械零件是特种铸造的传统应用领域，包括各种轴承、齿轮和连接件等。
建筑结构件是近年来特种铸造的新兴应用领域，包括桥梁支座和建筑构件等。
总结起来，特种铸造是根据材料、工艺、形状和用途等不同的分类依据对铸件进行分类的方法。
不同的分类具有不同的特点和应用，可以满足各种不同行业的需求。
特种铸造在现代工业中起着重要的作用，为各行各业提供了高质量的铸件产品。
随着科技的不断进步，特种铸造技术也在不断发展，将为更多领域的发展提供支持和保障。
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覆砂金属型（铁模复砂） 覆砂金属型（铁模复砂）
优点。 工艺。如金属型的复砂层为树脂砂，一般可用射砂 工艺复砂，金属型的温度要求在180～200℃之间。 复砂金属型可用于生产球铁，灰铁或铸钢件。
金属型的寿命
金属型的寿命提高金属型寿命的途径为： 选用导热系数大，热膨胀系数小，而且强度较高 的材料制造金属型； 合理的涂料工艺，严格遵守工艺规范； 金属型结构合理，制造毛坯过程中应注意消除残 余应力； 金属型材料的晶粒要细小。
金属型铸造机
工艺流程
工艺流程
工艺特点： 工艺特点： 一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高， 一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批 大量生产铜、 镁等非铁合金铸件。 大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。
金属型铸造的优点：
（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。 （2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺 由于铸件金属在金属型中冷得较快， 由于铸件金属在金属型中冷得较快，铸件 寸稳定； 对热节敏感度低， 对热节敏感度低，液态金属中过饱和气体 （3）金属型可方便采用各种工艺措施控制凝固顺序、充填平 不易析出，铸件致密度高。晶粒细小。 不易析出，铸件致密度高。晶粒细小。故 力学性能比砂铸好。 力学性能比砂铸好 轻合金可达CT7-9。 •铸造精度一般为 •铸造精度一般为CT7-10级，轻合金可达CT7-9。砂 铸造精度一般为CT7-10级 。 稳度等，保证获得优质铸件。 铸一般都小于CT8。 铸一般都小于 。 （4）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约 •表面光洁度 表面光洁度Ra6.3-12.5µm，最好可达 µm。砂铸 15～30％； 表面光洁度 ，最好可达3.2 。 一般都大于Ra12.5µm 一般都大于 （5）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；环 境好； （6）金属型铸造的生产效率高； （7）使铸件产生缺陷的原因减少； （8）工序简单，易实现机械化和自动化。
级，铝镁等轻合金可达CT7-9。 铝镁等轻合金可达 。 有色金属铸件质量在几千克到几十千克， 有色金属铸件质量在几千克到几十千克，钢 一般只有成批或大量生产时使用。 µm，最好可达 µm。 一般只有成批或大量生产时使用。但一般航 •表面光洁度 表面光洁度Ra6.3-12.5 ，最好可达3.2 。 表面光洁度 铁铸件质量在几十到几百千克。 铁铸件质量在几十到几百千克。 空件不受此限制。 空件不受此限制。
金属型铸造的不足之处： （1）最小壁厚不小于2mm； （2）金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开 裂或铸铁件白口等缺陷；必须采取一定措施导出气体； （3）金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇 注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对 铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。 （4）金属型制造成本高；铸件外形不宜太复杂。不能生产大 型铸件。
金属型铸造工艺卡Ⅰ 零件（铸件）名称 齿轮 铸件毛重（kg） 13 最大轮廓尺寸（mm） φ254×66 冒口重量（kg） 2.65 加 工 余 量（mm） 上面 3.5 侧面 3 冒口编号 冒口类型 上部尺寸 冒口 下部尺寸 冒口高度 冒口数量 型体材料 金属型 HT200 涂料种类 铸铁Ⅰ号 480×602×310 预热温度 ≥240℃ 定型 浇注温度 1340℃～1380℃ 其它工艺说明 动型 浇注时间 12～15 s 其他 开型时间 3～4 min 70×32 105 1 轮廓尺寸 第一部分 1# 明冒口 100×48 浇口 横浇口 内浇口1 内浇口2 第二部分 第三部分 φ36/2 60×8 1 1 下面 轴孔 3.5 2# 3# 其它 外缩 8 4# 浇口杯 直浇口 内缩 8 尺寸 φ70 φ36/2 数量 1 1 单件净重（kg） 10.40 浇口重量（kg） 2.85 铸件材质 QT500-7 浇注重量（kg） 18.5 缩 X向 尺 （‰） Y向 Z向 图 号
金属模重力铸造（倾 金属模重力铸造（ 转）模拟分析实例
分析目的
网格模型
工艺参数
充型过程及温度场
充型时型腔内气体 运动过程
凝固过程及温度场
缩松、 缩松、缩孔预测
金属型的预热
为什么要预热？ 为什么要预热？ 如何预热？ 如何预热？ 预热的规范。 预热的规范。
金属型浇注前为何要预热？
（1）金属型导热性好，液体金属冷却决，流动性 金属型导热性好，液体金属冷却决， 剧烈降低，容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、 剧烈降低，容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、 气孔等缺陷。 气孔等缺陷。 未预热的金属型在浇注时，铸型， （2）未预热的金属型在浇注时，铸型，将受到强 烈的热击，应力倍增，使其极易破坏。 烈的热击，应力倍增，使其极易破坏。
1.2 1.0 J/cm·K 0.8 0.6 0.4 0.2 2锆英粉涂料 锆英粉涂料 3 涂料 ）））） 1石墨粉涂料 石墨粉涂料
比比比比 热热热热 流流流流 、、
（（（（
涂料
0 涂料 1 涂料 2 料 3 mm 4
400
600
200
铸件 20 铸铸铸铸铸铸铸铸 件件件件件件件件 凝凝凝凝凝凝凝凝 固固固固固固固固 时时时时时时时时 间 s （（（（ ）））） 圆柱形铸件 平板铸件 40 mm 60
除热裂倾向大的合金，常用铸造合金都可利用金属 热裂倾向大的合金， 型铸造。 型铸造。
金属型铸件形成特点
导热性引起的铸件成形特点 没有透气性引起的铸件成形特点 无退让性引起的铸件成形特点
金属型铸件形成特点 －热交换特点
中间层的导热系数比金属材料的导热系数小2-3个 中间层的导热系数比金属材料的导热系数小 个 数量级， 数量级，而中间层的厚度比铸件或型壁小一个数 量级，即中间层热阻很大。 量级，即中间层热阻很大。 (t0-t1)/(t1-t2)<<1 (t3-t2)/(t1-t2)<<1 中间层的传热特点决定了金属型中铸件的传热特 点。 q=λ2(t1-t2)t/x2 λ2- 中间层热阻 t - 传热时间
铸件材质 （按零件图技术要求） 浇注重量（kg） （铸件+冒口+浇口）总重量 （‰） 内缩 参见2.1.12收缩量中内容及表JSXB-11 X向
（参见2.1.5加工余量 及表JSXB-4～表JSXB-5） 冒口编号 冒口类型 上部尺寸 冒 口 下部尺寸 分别根据 2.3.3冒口设计要点 和 冒口高度 冒口数量 金 属 型 型体材料 见表JSXB-39 涂料种类 见 表JSXB-9 8～ JSXB-12 8 轮廓尺寸 （计算金属型装 配后的尺寸） 预热温度 参见表JSXB-97 根据2.3.1冒口位置的确定视铸件具体情况考虑 第一部分 （金属型主型部分说明） 浇注温度 参见表JSXB-129 其它工艺说明 1 # 2# 3# 4#
1953年河北兴隆铁范的发现，证明 我国早在战国时期已经用白口铁的金属 型浇注生铁铸件。这批铁范包括锄、镰、 斧、凿、车具等类共87件，大部完整配 套。其中，镰和凿是一范两件，锄和斧 还采用了金属芯。它们的结构十分紧凑， 颇具特色。范的形状和铸件相吻合，使 壁厚均匀，利于散热：范壁带有把手， 以便握持，又能增加范的刚度。可以说 是创造了一种中国风格的金属型，并且 在那个时候已经大体定型了。
涂料技术要求： 涂料技术要求： 要有一定粘度，便于喷涂，在金属型表面上能形 成均匀的薄层； 涂料干后不发生龟裂或脱落，且易于清除； 具有高的耐火度；高温时不会产生大量气体；不 与合金发生化学反应（特殊要求者除外）等。
涂料基本物质组成： 涂料基本物质组成： 粉状耐火材料（如氧化锌，滑石粉，锆砂粉、硅 藻土粉等）； 粘结剂（常用水玻璃，糖浆或纸浆废液等）； 溶剂（水）。 具体配方可参考有关手册。
应用范围
合金种类 铸件形状和大小 一般金属型铸造适用于形状不太复杂的中小 铸件。非铁合金可铸较复杂的铸件， 铸件。非铁合金可铸较复杂的铸件，例如气 尺寸精度和表面粗糙度 冷式发动机缸盖、液压泵壳体、各种壳体等。 冷式发动机缸盖、液压泵壳体、各种壳体等。 •按GB/T6414-1999,金属型铸造精度一般为 金属型铸造精度一般为CT7-10 按 钢铁合金只能铸形状简单的铸件。 金属型铸造精度一般为 钢铁合金只能铸形状简单的铸件。 生产规模
犁铧图片
Die-Casting Examples
(a)
(b)
Figure 11.1 (a) The Polaroid PDC-2000 digital camera with a AZ91D die-cast, high purity magnesium case. (b) Two-piece Polaroid camera case made by the hot-chamber die casting process. Source: Courtesy of Polaroid Corporation and Chicago White Metal Casting, Inc.
金属型铸造工艺卡填写说明 最大轮廓尺寸 （mm） （参考铸件图） 冒口重量（kg） （按铸件图计 算） 加 工 余 量（mm） 上 面 侧面 下 面 轴孔 其它 外缩
零件（铸件）名称 （来自零件图） 铸件毛重（kg） （按铸件图计算）
单件净重（kg） （按零件图或重新计算） 浇口重量（kg） （按铸件图计算） 缩 尺
金属型铸件形成特点 －气体影响
金属型铸件无退让性引起的铸件成形特点 金属型阻碍收缩，产生较大应力 可能形成的缺陷 －热裂 －冷裂 －抽芯、出型困难
•尽可能早的取出铸件和从铸件中取出金属型芯 尽可能早的取出铸件和从铸件中取出金属型芯 •设计简易平稳取出铸件和型芯的结构 设计简易平稳取出铸件和型芯的结构 •严重收缩的内孔改为砂芯 严重收缩的内孔改为砂芯 •增大铸造斜度、涂料层厚度 增大铸造斜度、 增大铸造斜度 •涂料层中添加润滑成分 涂料层中添加润滑成分
金属型的浇注
金属型的浇注温度，一般比砂型铸造时高。 由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先 慢，后快，再慢。