03第三章 铸造方法及其发展解析
古代铸造技术的发展
古代铸造技术的发展“铸造”一词最初出现于《周礼》中，已有三千多年的历史。
古代铸造技术的发展与人类文明的演进密不可分，对于古代农业、生产和军事等方面都有重大贡献。
本文将从古代铸造技术的历史背景、发展过程、技术特点等层面，对古代铸造技术进行探讨。
一、古代铸造技术的历史背景铸造技术的起源可以追溯到古代文明的繁荣时期。
早在公元前3000年左右，中国的夏王朝时期就有了青铜器的使用。
铸造技术在殷周时期得到了进一步的发展，这个时期的铸造技术基本上都是以青铜器为主。
随着材料科学、冶金学和金属加工技术的发展，铸造技术也不断地得到完善和提高，炼铜、炼铁等技术的出现为铸造技术的推进提供了技术保障，使得铸造技术逐步实现了从工艺学到技术学的转变。
二、古代铸造技术的发展过程古代铸造技术的发展经历了不同的阶段和历史变迁。
我们可以从不同的材料及铸造方式展开古代铸造技术的历程。
1. 青铜器的铸造青铜器是中国古代铸造技术的代表。
在铸造过程中，最大的难点是金属的制备和铸造工艺的控制。
如何精准控制铸造温度、保持金属的质量、制作成型器具及铸造件的加工磨制等诸多方面都考验着古代铸造工匠的智慧和技术水平。
铸造青铜器至少需要有十余种材料，其中包括铜、锡、铁、铅、锑等。
除此之外，铸造时要控制好铜合金的成分比例和铸造温度，才能制造出精美的青铜器。
2. 铁器的铸造随着铸铁技术的发展和普及，铁制品逐步代替了青铜器成为了古代冶炼和生产的主流。
其中铸铁技术在铁器生产领域中发挥着至关重要的作用。
铸铁技术是青铜器技术的发展延伸，对于催生古代属于工业化生产的生产阶段提供了不可或缺的支持。
铸铁技术的确立标志着中国古代冶炼技术的新阶段——炼铁阶段的开始。
3. 瓷器的烧制中国的瓷器生产有着悠久的历史。
中国古代在陶制品的基础上，发展了名声世界的瓷器。
瓷器的生产与制造工艺早在宋代就已经非常成熟。
何为瓷器？瓷器是一种以法兰石墨、正长石、石英和白云石等为主要原料烧制而成的陶器，这种陶器的摩擦系数极低，构成非常致密，逐渐被人们所喜爱。
铸造基础知识
铸造基础知识铸造是一种古老而重要的金属加工工艺，它通过将液态金属注入模具中，待其冷却凝固后获得具有特定形状和性能的铸件。
铸造技术在工业生产中有着广泛的应用，从汽车零部件到航空航天部件，从机械制造到艺术雕塑，都离不开铸造工艺。
一、铸造的分类铸造的方法多种多样，常见的有砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造等。
砂型铸造是最传统也是应用最广泛的铸造方法。
它以砂为主要造型材料，制作铸型。
砂型铸造成本低，适应性强，可生产各种形状和尺寸的铸件，但铸件的精度和表面质量相对较低。
熔模铸造则适用于生产形状复杂、精度要求高的小型铸件。
它首先用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经过硬化和干燥后，将模样熔去，形成铸型。
熔模铸造的铸件尺寸精度高，表面光洁，但工艺复杂，成本较高。
金属型铸造采用金属模具进行铸造，模具可以反复使用，生产效率高，铸件的组织致密，力学性能好。
但金属型铸造的模具成本高，且不适合生产形状复杂的铸件。
压力铸造是在高压下将液态金属快速压入模具中成型。
这种方法生产效率极高，铸件精度高，表面质量好，但设备投资大，主要用于生产薄壁、形状复杂的有色金属铸件。
二、铸造工艺流程无论采用哪种铸造方法，其基本工艺流程都包括模具制造、熔炼金属、浇注、凝固冷却和铸件清理等环节。
模具制造是铸造的关键步骤之一。
模具的质量和精度直接影响到铸件的质量和尺寸精度。
在制造模具时，需要根据铸件的形状和尺寸要求，选择合适的造型材料和制造工艺。
熔炼金属是将原材料（如金属锭、废钢等）加热至液态，并调整其化学成分和温度，使其符合铸造要求。
熔炼过程中需要严格控制温度、化学成分和杂质含量，以保证金属液的质量。
浇注是将熔炼好的金属液倒入模具中。
浇注的速度、温度和方式都对铸件的质量有着重要影响。
过快或过慢的浇注速度可能导致铸件出现缺陷，如气孔、夹渣等。
在浇注完成后，金属液在模具中逐渐凝固冷却。
凝固过程中的冷却速度会影响铸件的组织和性能。
合理控制冷却速度可以获得理想的组织和性能。
《铸造基础知识培训》课件
特种铸造
特种铸造是一种特殊的铸造方法，它 使用非传统的方法和材料来生产铸件 。
特种铸造的缺点是成本较高，技术要 求较高，需要专业的技术和设备支持 。
特种铸造的优点是可以生产出传统铸 造方法难以制造的复杂、高性能的铸 件，同时还可以提高铸件的质量和性 能。
铸造工艺流程
铸造工艺流程包括熔炼、 浇注、冷却、落砂、清理
等步骤。
浇注是将熔化的金属液注 入模具中，形成铸件。
落砂是将凝固后的铸件从 模具中取出，并进行清理
和加工。
熔炼是将金属加热至熔化 成液态，然后进行精炼和
除渣。
冷却是指铸件在模具中冷 却凝固的过程。
清理是去除铸件表面上的 残渣和毛刺，保证铸件的
质量和外观。
PART 04
铸造缺陷与质量控制
REPORTING
脱模剂
用于使铸件易于从铸型中 脱出，如石墨粉、滑石粉 等。
PART 03
铸造工艺
REPORTING
砂型铸造
砂型铸造是最常见的铸造方法 之一，它使用砂型作为模具来 生产铸件。
砂型铸造的优点是成本低、工 艺成熟、适用范围广，可以生 产各种形状和尺寸的铸件。
砂型铸造的缺点是生产周期较 长，需要经过多个步骤才能完 成一个铸件，且生产效率相对 较低。
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REPORTING
铸造技术的未来展望与挑战
智能化铸造
将人工智能、大数据等技术与铸 造工艺相结合，实现铸造过程的 智能决策和自动化控制，提高生
产效率和产品质量。
绿色铸造
发展环保、节能、低碳的铸造技 术，降低铸造过程的环境污染和
资源消耗，实现可持续发展。
高性能材料铸造
研究和发展高性能、高强度的新 型铸造材料，满足高端装备和新
金属铸造技术的发展与应用
金属铸造技术的发展与应用随着时代的发展和科技的进步，金属铸造技术已成为现代工业生产不可或缺的一项重要技术。
铸造技术是一种以熔化金属为原料，通过铸模的方式制作出各种复杂零部件的工艺。
本文将从铸造技术的历史、分类、发展、现状以及未来的应用等几个方面来介绍金属铸造技术的发展与应用。
一、铸造技术的历史早在公元前3500年，人类就已经开始使用了黄铜铸造技术，制造出各种器具和武器。
在此后的几千年中，人类逐渐发掘出了更多的金属资源，也开始了更加复杂的铸造工艺，这也促进了人类文明的发展。
在工业革命时期，铸造技术得到了进一步的发展和改善，不仅提高了铸件的精度和质量，还加快了生产速度，推动了工业革命的发展。
二、铸造技术的分类铸造技术主要分为砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、失重铸造、熔模铸造等几种类型。
其中，砂型铸造是最常用的一种，它的原理就是将熔化的金属浇注到砂型中，然后冷却固化，最后取出铸件。
除了砂型铸造之外，其他类型的铸造技术都需要特殊的模具和设备。
三、铸造技术的发展在铸造技术的发展历史中，工艺的改进和技术的创新一直是不断进行的。
比如，在砂型铸造中，随着砂型技术的进步，以及采用数控机床和压力机等先进设备的使用，使得铸件的制作更加精确，质量也得到了大幅提高。
在金属型铸造方面，采用快速凝固技术和真空冷却技术等，可以提高金属的冷却速度，从而获得更高的强度和硬度。
四、铸造技术的现状在当今的工业生产中，铸造技术的应用越来越广泛。
例如，航空、汽车、机械制造等行业，都需要大量的铸造件来支撑生产。
随着科技的发展和生产工艺的改进，铸件的质量和精度也有了大幅提高，这也推动了铸造技术在这些行业中的广泛应用。
五、铸造技术的未来应用未来，随着3D打印技术和人工智能的不断发展，铸造技术的应用也将发生一些改变。
例如，利用3D打印技术可以快速加工出各种形状的模具和铸模，使得铸造工艺更加精确和高效。
而人工智能技术则可以利用数据分析和模拟等手段，更好地控制铸造过程，从而改善铸件的质量和生产效率。
铸造工艺基础分解.pptx
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影响凝固的主要因素
*合金的结晶温度范围：
合金的结晶温度范围越小， 凝固区域越窄，越趋向于逐 层凝固。在铁碳合金中普通 灰铸铁为逐层凝固，高碳钢 为糊状凝固。
*铸件的温度梯度：
在合金结晶温度范围已定的
前提下，凝固区的宽窄取决于
铸件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间
的温度差由小变大，则其凝固区相应由宽变窄。
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铸造工艺基础
5.1 液态合金的充型能力
充型能力的概念:
液态金属充满铸型型腔， 获得尺寸精确、轮廓清晰 的成型件的能力
充型能力 不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
气孔缺陷
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合金的充型能力
测试合金充型能力的方法:
如右图,将合金液浇入铸型中， 冷凝后测出充满型腔的式样长 度。浇出的试样越长，合金的 流动性越好,合金充型能力越好
L
L+A
A
Ld
F+A
P L'd
金属的液态成形 （铸造） 概述：铸造的优缺点
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铸造
第5章 铸造工艺基础
教学内容
5.1液态合金的充型 5.2 铸造合金的凝固与收缩 5.3 铸造内应力、变形与裂纹
5.4 铸件的气孔与偏析（自学） 液态合金的工艺性能
教学要求：
5.2 液态金属的凝固与收缩
5.2.1 铸件的凝 固
在铸件的凝固过程 中，截面一般存在三 个区域，即液相区、 凝固区、固相区。对 铸件质量影响较大的 主要是液相和固相并 存的凝固区的宽窄。 铸件的凝固方式就是 依 据 凝凝固固区方式的有宽：窄 来 划 分 的逐。层凝固
铸造方法及其发展
铸造方法及其发展
铸造是一种常见的制造技术，利用熔融的金属或合金将其倒入模具中，然后冷却凝固，最终得到所需的铸件或零件。
铸造方法的发展经历了多个阶段，包括传统的手工铸造，半自动铸造和全自动铸造。
传统手工铸造是最古老的铸造方法之一，要求铸造工人亲自动手进行模具制备、材料
熔炼和浇铸等各个环节。
这种方法工艺简单，但生产效率低下，且易受到人为因素的
影响，品质难以保证。
半自动铸造方法在手工铸造的基础上进行了改进，引入了一些机械设备来提高生产效
率和质量稳定性。
例如，机械搅拌技术可以更均匀地混合金属材料，机械浇注装置可
以更准确地控制铸造过程，减少人为误差。
全自动铸造则将机械化技术发挥到了极致。
自动化控制系统、机器人和计算机辅助设
计软件等设备和技术的引入，使得铸造生产的各个环节实现了高度自动化。
例如，在
模具制备过程中，采用了精密数控机床和电火花加工技术；在浇注过程中，利用了智
能铸造系统和自动浇注机器人等。
近年来，随着科技的进步和工艺的创新，一些新型铸造方法也不断涌现。
例如，粉末
冶金铸造技术利用金属粉末穿过高能束的瞬间加热、熔化和快速凝固，实现了金属部
件的高效制备。
激光三维印刷技术则将激光束通过计算机控制逐层烧结固化材料，形
成复杂的金属构件。
总体来说，铸造方法的发展既体现了人们对生产效率和质量稳定性的不断追求，也体
现了科技进步和创新的推动作用。
未来，随着人工智能、物联网和材料科学等领域的
不断发展，铸造方法还将继续迎来新的突破和进步。
铸造概述PPT课件
由于铸件结构不合理、浇注温度过低或冷却 过快等原因引起。
缺陷预防措施和补救方法
预防缩孔与缩松措施
改进铸件结构、降低浇注温度、 增加冒口补缩等。
预防裂纹措施
改进铸件结构、提高浇注温度、 控制冷却速度等。
预防气孔措施
控制型砂水分、烘干型芯、降 低金属液含气量等。
预防夹渣措施
提高型砂质量、改进浇注系统、 降低金属液含渣量等。
节能技术
采用先进的节能技术和设备，可以降低铸造过程中的能耗和排放， 提高能源利用效率和环保性能。
绿色材料
开发和应用绿色材料，如可再生材料、低污染材料等，可以减少 对环境的污染和破坏，促进可持续发展。
未来发展趋势预测
01 02
个性化定制
随着消费者需求的多样化，个性化定制将成为未来铸造发展的重要趋势 之一。通过数字化技术和3D打印技术等手段，可以实现快速、灵活的 生产个性化产品。
铸造概述ppt课件
contents
目录
• 铸造基本概念与分类 • 铸造材料选择与性能要求 • 铸造工艺流程及关键环节 • 典型铸造方法及设备介绍 • 铸件缺陷分析与防止措施 • 现代铸造技术发展趋势与展望
01
铸造基本概念与分类
铸造定义及作用
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金 属材料，并将其倒入模具中冷却 凝固，从而获得所需形状和性能 的工件的加工方法。
清理与检验标准
清理操作
去除铸件表面的型砂、芯砂、浇口、冒口等多余部分，使铸件表 面达到规定的粗糙度要求。
检验项目
对铸件进行外观检查、尺寸测量、化学成分分析、力学性能试验等 检验项目，确保铸件质量符合要求。
检验标准
根据铸件用途和重要性，制定相应的检验标准和质量等级要求，对 不合格的铸件进行返工或报废处理。
铸造的历史分类及发展趋势
医疗器械：铸造用 于制造医疗器械的 关键部件，如人工 关节、牙科器械、
手术器械等
艺术品和工艺品： 铸造被广泛应用于 制造各种艺术品和 工艺品，如铜像、 铜器、铸铁门窗等
这只是铸造应用的 一小部分，实际上 铸造工艺在各个行 业都有着广泛的应 用，为各种产品的 将液态金属倒入砂型中，经过冷却凝固后得到所需形状的成型工艺。砂型 铸造是最常用的铸造方法之一，适用于制造各种大型和中小型铸件
压力铸造：在高压下将液态金属注入模具中，经过冷却凝固后得到所需形状的成型工 艺。压力铸造具有高精度、高效率、高品质等优点，适用于制造高精度、复杂形状的 铸件
失蜡铸造：将液态金属倒入蜡模中，经过冷却凝固后得到所需形状的成型工艺。 失蜡铸造具有高精度、高表面质量、低气孔率等优点，适用于制造高要求的铸件
铸造在各领域的常见应用
汽车工业：铸造用于制造汽车发动机、底盘部件、车轮、制动器等关键零部件
航空航天工业：铸造在航空航天领域中扮演着重要角色，用于制造发动机零部件、涡 轮叶片、航空航天结构件等
电力工业：铸造用于制造电力设备和输电线路的关键部件，如发电机转子、变压器壳 体、电线电缆支架等
建筑工业：铸造用于制造建筑材料和装饰品，如铸铁门、栏杆、铸铁排水系统等
XXXXXX
铸造的历史、分 类及发展趋势
铸造是一种将液态 金属或其他材料倒 入模具中，经过冷 却凝固后得到所需
形状的成型工艺
铸造的主要发展阶段
古代铸造：早在公元前3000年左右，古埃及、古印度、古中国等文明已经掌握了铜和铁的铸 造技术。古代铸造主要使用砂型和石膏模具，通过熔化金属并倒入模具中，制造各种器物和 武器 中世纪铸造：在中世纪，铸造技术逐渐传播到欧洲。铸造工艺得到了改进和提高，尤其是对 铁的铸造技术的发展。中世纪铸造主要使用砂型和泥炭模具，用于制造农具、武器和建筑材 料等 工业革命铸造：18世纪的工业革命推动了铸造技术的进一步发展。新的材料，如钢和铸铁的 广泛应用，使得铸造工艺得到了革命性的改进。铸造设备也得到了改进和自动化，提高了生 产效率和产品质量 现代铸造：20世纪以来，铸造工艺经历了快速的发展和创新。新的材料，如高温合金、复合 材料等的应用，推动了铸造工艺的发展。新的铸造方法，如失蜡铸造、熔模铸造等的引入， 提高了铸造的精度和表面质量
第三章 铸造方法及其发展
1) 2) 3)
二）熔模铸造的特点和适用范围
1)
2)
3) 4) 5)
铸件的精度和表面质量较高，尺寸公差等级可达 IT11-IT13，表面粗糙度Ra值达1.6-2.5um。 合金种类不受限制，钢铁及有色合金均可适用。尤其 适用于高熔点及难加工的高合金钢。 可铸出形状较复杂的铸件，如铸件上宽度大于3mm的 凹槽、直径大于2mm的小孔均可直接铸出。 生产批量不受限制，单件、成批、大量生产均适用。 工艺过程较复杂，生产周期长，原材料价格贵，铸件 成本高，铸件不能太大、太长。 熔模铸造最适合25kg以下的高熔点、难以切削加工合 金铸件的成批大量生产。目前主要用于航天、飞机、 汽轮机、燃气轮机叶片、泵轮、复杂刀具、汽车、拖 拉机和机车上的小型精密铸件的生产。
②按模型特征分 整模造型 用于铸件最大截面靠一端且为平 面的铸件，不会错箱 挖砂造型 用于分型面是曲面的单件、小批 量生产的铸件 假箱造型 用于成批生产需要挖砂的铸件 活块造型 刮板造型 用于单件、小批量生产带有凸出 部分、难以起模的铸件 用于有等截面或回转体的大、中 型铸件，单件、小批生产
二、机器造型
压铸工艺过程
合型
浇注合金液
压入型腔
推出铸件
抽芯
压型分开
压力铸造示意图
压力铸造演示
二）压力铸造的特点和适用范围
1) 2)
压力铸造的优点：
3)
4)
5)
铸件尺寸精度和表面质量最高。公差等级一般为IT11IT13级，Ra为3.2-0.8um，可不经机加工而直接使用。 铸件晶粒细小、组织致密、表层紧实，强度和表面硬 度高，抗拉强度可比砂型铸造高25％-30％，但伸长率 有所下降。 可压铸出形状复杂的薄壁件。可铸出极强件，或可铸 出细小的螺纹、孔、齿、槽、凸纹及文字。 生产率高。国产压铸机每小时可铸50-150次，便于实 现机械化和自动化。 便于采用镶嵌法。对于复杂而无法取芯的铸件或局部 要求有特殊性能(耐磨、导电、导磁、绝缘等)的铸件， 可采用镶嵌法，扩大了压铸件的应用范围，可以将许 多小铸件合铸在一起，也可铸出十分复杂的铸件。
铸造的历史及发展前景
铸造的历史
在欧洲，古希腊和罗马时期 也出现了青铜和铁的铸造技 术。中世纪时期，欧洲的铸 造技术得到了进一步发展， 出现了如哥特式大教堂等建 筑物的复杂铸造
铸造技术的发展
铸造技术的发展
01
02
随着工业革命的到来，铸造技术得到了极 大的发展。18世纪末至19世纪初，出现了 用木材或粘土作为模具的工艺，这使得铸 造变得更加高效和可控。20世纪初，随着 机械加工和材料科学的进步，铸造技术又 得到了新的提升
-
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6
拓展应用领域
铸造技术不仅在传统机械制造领域有广泛应用，
还将拓展到新兴领域如新能源、电动汽车、航
空航天等。这些领域的发展将进一步推动铸造
技术的进步
铸造的前景
01
综上所述，铸造行 业有着广阔的发展
前景
02
随着科技的进步和市场需求的不 断变化，铸造行业将继续不断创 新和发展，满足人类对高质量、 高性能、环保和个性化的需求
现代铸造技术已经非常先进，包括数控加 工、3D打印等技术都被应用在铸造工业中。 这些技术的应用使得铸造精度更高，生产 效率更快，同时也降低了废品率和对环境
的影响
铸造的前景
铸造的前景
随着科技的进步和 市场需求的不断变 化，铸造行业的前 景非常广阔。以下 是一些主要的发展
趋势
铸造的前景
1
高精度、高强度材料
铸造的历史及发展 前景
XXXX：xxxx
XX：xxx
-
1 铸造的历史 2 铸造技术的发展 3 铸造的前景
铸造的历史
铸造技术是人类最早掌握的 生产工艺之一，可以追溯到 公元前3000年的古代中国、 印度和埃及。早期人们利用 天然砂和简单的铸造技术生 产工具和器皿。在中国，商 周时期出现了青铜铸造，如 著名的司母戊大方鼎。随着 技术的发展，到了春秋战国 时期，人们开始使用铁范进 行铸造，这种技术一直沿用
第三章铸造成形及其工艺控制
原件高64.5厘米，宽138 厘米，眼球柱状外突长达 13.5厘米，其造型在世界 上亦属首见。
发展历史
第3章 铸造
发展历史
第3章 铸造
发展历史
第3章 铸造
永乐大钟
铜钟通高6.75米，钟壁
厚度不等，最厚处185 毫米，最薄处94毫米， 重w约46吨。钟体内外 遍铸经文，共22.7万字 。铜钟合金成分为：铜 80.54％、锡16.40％、 铝1.12％，为泥范铸造
。
发展历史
第3章 铸造
铁器时代（Iron Age）
发展历史
湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织
第3章 铸造
发展历史
现代铸造
我国已成功地生产出了世界上最大的轧钢机机架铸钢件
（重410t）和长江三峡电站巨型水轮机的特大型铸件。
各种铸造方法和铸造合金发展迅速，应用范围不断扩大
司母戊鼎，1939年安阳 武官村出土，高133厘米， 重833千克，是中国目前 发现最重的青铜器。 据估计，铸造这样大型 青铜器，需300多人同时 工作。
发展历史
第3章 铸造
豕尊
青铜文化
发展历史
司母辛觥
第3章 铸造
发展历史
湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑
第3章 铸造
三星堆
立人像铸于商代晚期，人
像高172厘米，底座高90 厘米，通高262厘米，是 世界上最大的青铜立人像 ，被尊称为“世界铜像之 王”。
➢ 铸造合金 用于铸造的金属称为铸造合金。常用的铸造合金有铸铁、 铸钢和铸造有色金属，其中铸铁、特别是灰铸铁用得最为 普遍。
➢凝 固
物质从液态到固态的转变过程。
铸 造：Casting 铸造合金：Casting alloys 凝 固： Solidification
铸造知识PPT课件
尺寸精度和表面粗糙度控制方法
尺寸精度控制方法
采用高精度的造型和制芯设备；加强模样和芯盒的制造精度 ；严格控制型砂和芯砂的性能等。
表面粗糙度控制方法
选用细粒度的型砂和芯砂；提高铸型的表面光洁度；优化浇 注系统设计，减少铁液对型壁的冲刷等。
05
特种铸造技术简介
压力铸造（压铸）
定义
压力铸造是利用高压将熔融金属压入金属模具中， 并在压力下快速凝固成型的铸造方法。
冷铁应用
02
在铸件厚大部位放置冷铁，以加快该部位的冷却速度，实现顺
序凝固，防止缩孔和裂纹缺陷。
其他辅助措施
03
根据铸件特点和生产要求，还可采用其他辅助措施，如设置出
气孔、加强型芯的固定和排气等。
04
常见铸造缺陷及防止措施
气孔、夹杂等内部缺陷产生原因及防止方法
气孔产生原因
型砂水分过多或过少；造型操作不当； 浇注系统设计不合理；熔炼过程控制不
准备原材料
选择符合要求的金属原材 料，并进行必要的预处理。
铸造工艺过程
熔炼金属
将金属原材料按照一定比 例配料，通过熔炼设备将 其熔化，获得符合要求的 液态金属。
制造模具
根据铸件的结构和尺寸， 设计并制造相应的模具， 包括型腔、型芯、浇口、 冒口等部分。
浇注
将液态金属倒入模具中， 注意控制浇注温度、速度 和压力等参数。
智能化生产
应用机器人、自动化生产线等智能化设备，实现铸造生产的自动化、 柔性化和智能化，提高生产效率和产品质量。
数字化检测
采用三维扫描、无损检测等数字化检测技术，实现铸件质量的快速、 准确检测，提高产品质量和生产效率。
绿色、环保、可持续发展理念在铸造中体现
铸造技术的演变
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。
中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。
中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎，战国时期的曾侯乙尊盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。
早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。
那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。
中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件晋国铸型鼎，重约270公斤。
欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。
铸铁件的出现，扩大了铸件的应用范围。
例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。
18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展。
进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能；另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。
如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。
在这一时期内开发出大量性能优越，品种丰富的新铸造金属材料，如球墨铸铁，能焊接的可锻铸铁，超低碳不锈钢，铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺，使铸件的适应性更为广泛。
50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯，负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺，使铸件具有很高的形状、尺寸精度和良好的表面光洁度，铸造车间的劳动条件和环境卫生也大为改善。
20世纪以来铸造业的重大进展中，灰铸铁的孕育处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊的意义。
这两项发明，冲破了延续几千年的传统方法，给铸造工艺开辟了新的领域，对提高铸件的竞争能力产生了重大的影响。
铸造知识概述
铸造知识概述（１）第三篇铸造概念：把熔化的金属液浇注到与零件形状相适应的铸型中，使其凝固获得铸件和毛坯的方法称——。
特点：1、可生产形状复杂件，如箱体、床身、机架、矿车轮等。
2、铸造方法适应性广，各种合金及大小，武重40T的龙门刨，床身26T。
86.11上海压力机厂生产铸件490T世界少有。
3、铸件成本低，砂，粘土，设备。
4、节省金属、毛坯与零件相近。
但铸件机性差、组织粗大，铸件质量难于控制，工人劳动强度大。
矿山机械中铸件占重量80%左右。
特别是近年来特种铸造出现，可做到少，无切削。
第一章铸造工艺基础铸造常用合金有铸铁，铸钢和铸造有色合金。
铸造合金除了有必要机要性能，物理、化学性能，还应有良好的铸造性能，是指合金在铸造生产中表现出的工艺性能，选择合金的重要依据，是保证铸件质量的重要因素，包括：流动性、收缩、偏析、吸气等。
§1-1液态合金的流动性一、合金的流动性：概念：浇注时，液体金属充填铸型的能力，与合金种类、结晶，特点，粘度等有关。
流动性好，充型能力强，可得到形状复杂，轮廓清晰的铸件，缺陷少，补缩好。
流动性差，易于产生浇不足、冷隔，是选择合金重要依据，流动性测定用螺旋试样，见实验指导书。
常见合金、黄铜、铸铁最好，铸钢最差。
二、影响合金流动性因素：影响保持液态时间长短……1、化学成分：与合金种类、成分、结晶特点及物理性能有关，结构特点。
见P64图3.1-1。
层状结晶，纯金属、共晶合金流动性好。
见图3.1-2。
P能降低液体粘度和表面张力，提高流动性，明太祖朱元障在南京铸钟……。
2、浇注温度：T℃高，粘度小，冷却慢，提高流动性T℃太高，收缩大，吸气严重，氧化严重，粘砂厉害。
3、充型能力：减小流动阻力，减小冷却速度、均使流动性提高，铸型光滑，流提高，直浇口高，压力大，流动性提高，含水少，透气性好，流动性高，金属型<砂型，干>湿。
§1-2铸造合金的收缩一、合金的收缩及影响因素：1、合金的收缩：合金在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象。
铸造的分类和原理
铸造的分类和原理铸造是将液态金属或合金倒入铸型中，通过冷却凝固以得到所需形状和尺寸的工艺方法。
铸造是金属加工的重要方法之一，广泛应用于各个行业。
铸造的分类主要根据铸型的材料以及工艺特点进行划分，常见的铸造方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、连铸等。
1. 砂型铸造：砂型铸造是最常见的铸造方法之一，主要用于生产大多数铸件，尤其是具有复杂形状和大型尺寸的铸件。
砂型铸造的原理是以砂型作为铸型材料，将砂模盒中的湿砂压实成型，然后倒入熔化的金属或合金，通过冷却凝固获得所需的铸件。
2. 金属型铸造：金属型铸造是利用金属型作为铸型材料的铸造方法。
金属型可以耐高温和高压，适用于生产中小型、复杂结构的铸件。
金属型铸造的原理是将熔液的金属或合金倒入预制的金属型中，经过一定的冷却时间后取出铸件。
3. 压力铸造：压力铸造是一种通过施加压力将熔液注入铸型中形成铸件的铸造方法。
压力铸造可以分为冷室压力铸造和热室压力铸造两种类型。
它们的原理是将金属或合金加热至熔点，然后利用注射机将熔液压入铸型中，在高压下快速冷却凝固并取出铸件。
4. 连铸：连铸是一种通过连续浇铸熔化的金属或合金，使其在一个连续流程中冷却凝固成材的铸造方法。
连铸主要应用于生产棒材、管材和板材等形状简单的铸件。
连铸的原理是将熔液通过连续浇注到连铸机中的结晶器内，通过刮板或滚筒等设备将凝固的金属带出，并经过一系列的加工工艺得到所需的连续铸件。
在铸造过程中，不同铸造方法有着各自的特点和应用范围。
砂型铸造成本较低，适用于各种材料铸件；金属型铸造生产效率高，适用于小批量生产；压力铸造具有较高的精度和表面质量，适用于大批量生产；连铸可以实现高效连续生产，适用于大规模生产等。
总之，铸造是一种重要的金属成形加工方法，通过将熔化的金属或合金倒入铸型中，经过冷却凝固得到所需的铸件。
根据铸型的材料和工艺特点，铸造可以分为砂型铸造、金属型铸造、压力铸造和连铸等不同类型。
每种铸造方法有各自的优点和适用范围，广泛应用于各个行业中。
3第三章 铸造方法及其发展
合金性能特点
1）强度提高
2）塑性提高
3）耐磨性提高
4）耐蚀性提高
2. 快速凝固工艺
1） 雾化法 雾化为细小的熔滴颗粒，快凝，粉末 或，雾化，喷射，沉积 2.）液态急冷法 将液态金属喷到急冷板或转动的辊轮上 获得箔或丝
3）束流表层急冷法 用激光束快速加热金属表面，熔化 用自淬火作用快冷
①只改变组织结构，不改变成分
（5）浇注与清理 浇注：宜趁热浇注，以便获得表面清晰 的精密铸件 清理：用喷砂、抛丸等清除表面及内腔 的残壳，粘砂等，获得表面光洁 的铸件
2. 特点及应用
1）铸件精度高，表面光洁 2）可铸出形状复杂的薄壁件 3）适用于各种合金 4）生产批量不受限制 缺点：工序复杂，周期长， 原材料价贵，铸件成本高 铸件不能太长太大，否则蜡模变形 应用：高熔点难以加工的铸件
特点：
连铸工艺简单，生产率高，铸件组织致密， 晶粒细小，铸件力学性能好 无浇、冒口系统，金属利用率高
应用：
只能铸造等截面的长铸件
五、磁型铸造
基本方法： 用泡沫制成的模样放进特制的砂箱内，填 入磁丸，再将砂箱放在磁型机里通电， 使磁丸相互吸引，形成强度好，淬透性 高的铸型 浇注时气化模消失，凝固后解除磁场，取 出铸件
②制造蜡模
蜡料熔化后注入压型内，凝固后取出
③装配成蜡模组
为提高生产率，减少直浇道损耗，将多个 蜡模组焊在一起，一次浇出多个铸件
（2）制壳 在蜡模组上涂挂耐火材料层，以制成较坚固 的耐火型壳 过程：浸涂料→撒砂→硬化、风干 需要重复4～6次 （3）脱蜡 将有型壳的模组浸泡于热水中，使蜡料熔化 上浮脱除 （4）焙烧 放入加热炉中（800～950℃） 彻底去除水分、残余蜡料、硬化剂
三、压力铸造
金属工艺学铸造
确定直浇道的位置、截面形 状和尺寸，以及其与横浇道 的连接方式，以保证液态金 属顺利引入型腔。
横浇道设计
确定横浇道的位置、数量、 截面形状和尺寸，以调节液 态金属的流量和流向，实现 顺序凝固或同时凝固。
冒口设计
根据铸件结构和工艺要求设 置冒口，以补偿液态金属凝 固过程中的体积收缩，防止 缩孔、缩松等缺陷。
加强原材料和熔炼控制
选用优质原材料，严格控制熔炼工艺，减少金属液中的气体和夹杂物 含量。
提高造型质量
采用先进的造型技术和设备，提高铸型的紧实度和均匀性，减少气孔 等缺陷的产生。
控制浇注温度和速度
根据铸件结构和大小选择合适的浇注温度和速度，避免产生浇不足、 冷隔等缺陷。
谢谢聆听
优点
适应性强，几乎可以铸造各种 形状和尺寸的铸件；成本低， 原材料来源广泛。
缺点
铸件精度和表面质量相对较低 ；生产周期长，劳动强度大。
特种铸造
定义
金属型铸造
特种铸造是指与砂型铸造不同的其他铸造 方法，如金属型铸造、压力铸造、离心铸 造等。
利用金属模具进行铸造的方法，具有高精 度、高表面质量、高效率等优点，但模具 成本高，适用于大批量生产。
进入20世纪以来，随着科技的不断进步，铸造技术也在不断革新。例如， 计算机模拟技术的引入使得铸造过程更加精确可控，新型合金材料的开 发也拓展了铸造工艺的应用范围。
铸造工艺的应用领域
A
机械制造
铸造是机械制造行业的重要基础工艺之一，用 于生产各种机床床身、汽缸体、齿轮等复杂零 件。
航空航天
在航空航天领域，由于零件需要承受极高 的温度和压力，因此常采用高性能合金进 行铸造，如钛合金、高温合金等。
造型工艺控制
采用合适的造型材料、 造型方法和紧实度，确 保铸型的尺寸精度和表 面质量。
铸造的原理工艺特点及应用情况
铸造的原理工艺特点及应用情况1. 铸造的原理铸造是一种常用的制造工艺，通过将熔融金属或合金倒入制定的模具中，经过冷却后得到所需的产品。
铸造的原理可以概括为以下几个步骤：•模具制备：首先需要制备好适合铸造的模具，可以根据所需产品的形状和尺寸来设计和制造模具。
•熔化金属：将所需的金属或合金熔化，通常使用高温熔炉来进行熔化。
•倒铸过程：将熔融金属倒入模具中，待凝固后取出，并进行后续的处理。
•后处理：对铸造件进行修整、清理、热处理等工艺，以获得最终的产品。
2. 铸造的工艺特点铸造作为一种重要的制造工艺，具有以下几个特点：•适应性强：铸造工艺可以制造各种复杂形状和大尺寸的零件，适用范围广泛，可用于制造大型铸件、零件和薄壁铸件等。
•材料选择广泛：铸造工艺可以使用多种金属和合金材料，如铁、铝、铜、镁、锌等，满足不同产品的要求。
•成本效益高：铸造工艺相对于其他制造工艺来说成本较低，可以大批量生产，提高生产效率。
•良好的表面质量：铸造件的表面质量较好，无需进行太多的后处理操作，能够满足一些对表面精度要求不高的产品。
•灵活性强：铸造工艺具有较高的灵活性，可以根据需要随时调整和改变制造的产品。
3. 铸造的应用情况铸造工艺广泛应用于各个行业，并涉及到许多领域。
以下是铸造在几个重要行业中的应用情况：3.1 汽车制造铸造工艺在汽车制造行业中扮演着重要的角色，主要应用于发动机和传动系统、车身结构等关键部件的生产。
汽车发动机的缸体、缸盖、曲轴和连杆等部件常采用铸造工艺制造，以保证其强度和耐用性。
3.2 航空航天在航空航天领域，铸造工艺被广泛用于制造飞机引擎、航空发动机涡轮叶片、空间站构件等关键部件。
这些部件通常需要具备较高的强度、耐高温性和耐腐蚀性，铸造工艺能够满足其制造要求。
3.3 重工业在重工业领域，如钢铁、石化、能源等行业，铸造工艺被广泛应用于制造各种大型设备和零部件。
比如，钢铁工业中的高炉冷却壁、耐火砖等零件常采用铸造工艺制造。
铸造的概念原理分类应用
铸造的概念原理分类应用概念铸造是一种常见的制造工艺，通过在高温下将熔化的金属或合金注入到模具中，然后冷却固化，最终得到所需的零件或产品。
铸造工艺被广泛应用于制造业，特别是在汽车、航空航天、船舶等行业中。
原理铸造的原理是将熔化的金属或合金注入到模具中，然后通过冷却固化，使金属形成所需的形状和尺寸。
这种方法可以用来生产各种复杂的零件和产品，包括铸铁、铸钢、铸铜、铸铝等。
铸造工艺有以下几个关键步骤：1.模具准备：根据产品的形状和尺寸，制作适应的模具。
模具可以是金属、木材或其他材料制成。
2.熔化金属：将所需的金属或合金加热至足够高的温度，使其熔化并成为液态。
3.浇注：将熔化的金属或合金注入到预先准备好的模具中，填满整个空腔。
4.冷却固化：待金属或合金冷却时，逐渐固化并形成所需的形状和尺寸。
5.取出零件：待金属或合金完全固化后，打开模具并取出铸造好的零件。
铸造工艺的原理相对简单，但实际操作过程中需要严格控制温度、合金成分和冷却速度等参数，以确保产品的质量和性能。
分类铸造工艺可以根据材料、模具和操作方法的不同进行分类。
以下是常见的铸造分类：1.材料分类：•铸铁铸造：使用铸铁作为原料，铸造出的产品通常在强度和耐磨性方面具有较好的性能，常用于制造发动机缸体、轴承座等零件。
•铸钢铸造：使用钢材作为原料，铸造出的产品具有较高的强度和耐腐蚀性能，常用于制造船舶、桥梁等结构零件。
•铸铜铸造：使用铜作为原料，铸造出的产品具有良好的导热性和导电性能，常用于制造电器元件、导线等。
•铸铝铸造：使用铝作为原料，铸造出的产品具有较低的密度和良好的耐蚀性，常用于制造汽车发动机缸头、航空零件等。
2.模具分类：•砂型铸造：使用砂土作为模具材料，适用于生产较大且形状复杂的铸件，如发动机缸体、轮毂等。
•金属型铸造：使用金属模具制成的熔铸模具，适用于生产高精度和高质量的铸件，如汽车发动机曲轴、航空发动机叶片等。
•精密铸造：使用特殊材料或特殊工艺制作的模具，适用于制造高精度和复杂结构的铸件，如精密机械零件、珠宝首饰等。
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如通过表面涂覆合金元素
三、气化模铸造
用泡沫‘塑料制造模型后不取出模样，浇 注金属时模样气化消失，获得铸件
1. 模样的制造
1）加工成形 用手工或机械加工预制出 各个部件，再经粘结和组装成形 2）发泡成形 聚苯乙烯颗粒在金属模内 加热膨胀发泡成形
2. 特点
不必起模和修型，工序少，生产率高，
1. 覆膜砂的制备
覆膜砂由原砂、粘结剂、硬化剂、附加物
等组成
覆膜砂的混制：热法
1. 壳型制造过程
翻斗法
2. 特点及应用 1）耗砂量少 2）能获得尺寸精确的壳型，无需捣砂 3）铸件表面光洁，壳型透气性好 4）壳型强度高，铸件废品率低 5）生产率高，易于实现机械化 6）劳动强度低
§3—3液态成形新工艺
增大内应力和开裂倾向，还使铸件
取出难度增大 铸件强度足够的前提下，应及早 开型取件
（4）提高浇注温度和防止铸铁件产生白 口 因导热能力强，浇注温度比砂型适当高 防止白口组织产生：铸件臂厚应大于15mm
3. 金属型铸造的优缺点
●可一型多铸，节省造型材料 ●工艺简便，易于实现自动化 ●铸件精度高，表面光洁，力学性能好 ▲费用高；无透气性 ▲冷速快，不宜铸造结构复杂、大型、薄 壁件 ▲铸型寿命低；灰铁件易产生白口组织
第三章液态金属的成型方法
两类： 重力作用下的成型方法 外力作用下的成型方法 按工艺方法不同： 砂型铸造 特种铸造
§3—1砂型铸造
在砂型中生产铸件的方法 1.常用砂型 （1）湿砂型 不经烘干可直接浇注
（2）干型（干砂型） 高粘土含量；强度、透气性高 （3）表面干型 将型腔表层进行干燥 兼有湿砂型和干砂型的优点 （4）化学硬化型 靠型砂自身的化学反应硬化
五、陶瓷型铸造
将液态金属浇入陶瓷型中成形的方法
1. 工艺过程
砂套造型→灌浆与胶结→起模与焙烧→烧
结与合箱→浇注
2. 特点及应用
1）陶瓷型的高温变形小，铸件的尺寸精度 高，且陶瓷耐高温，可浇注高熔点金属 2）适合于单件，小批量生产
3）铸件大小不受限制
六、壳型铸造
用酚醛树脂砂制造薄壳砂型的铸造方法
四、离心铸造
将金属液浇进高速旋转的铸型内，使之在离心力作
用下充型并凝固。
1. 离心铸造机 有立式和卧式 图
立式：垂直轴旋转。因液体自重，壁厚不均 多用于高度小于直径的环类 卧式：壁厚均匀。多用于管类、套筒类
离心铸造机
卧式
立式 成型件
2. 特点 1）在离心力作用下，由外表面向内表面顺 序凝固，缺陷少，组织致密，性能好 2）生产管状铸件时，不用型心，工艺简化 3）便于生产双金属铸件 缺点：设备投资大 内表面粗糙且尺寸不易控制
（5）浇注与清理 浇注：宜趁热浇注，以便获得表面清晰 的精密铸件 清理：用喷砂、抛丸等清除表面及内腔 的残壳，粘砂等，获得表面光洁 的铸件
2. 特点及应用
1）铸件精度高，表面光洁 2）可铸出形状复杂的薄壁件 3）适用于各种合金 4）生产批量不受限制 缺点：工序复杂，周期长， 原材料价贵，铸件成本高 铸件不能太长太大，否则蜡模变形 应用：高熔点难以加工的铸件
一、挤压铸造
简称挤铸 1. 原理 2. 特点 ●铸件致密 ●无浇口 ●铸件尺寸较大、较厚时，液流所受阻力 小 所需压力比压铸小 缺点：液体金属于铸型接触紧密且停留时 间较长， 故应用水冷却铸型
二、 快速凝固技术
1. 特点、对合金性能的影响 以大于105/s的冷速，或数米/s的固液界面 快速冷却—非平衡凝固 亚稳相，晶粒细小 非晶
二、熔模铸造
将液态金属浇入由蜡模熔失后形成的中空
型壳中成形，从而获得精密铸件的方法
1. 工艺过程 制造压型，蜡模，制壳，脱蜡，焙烧，浇 注
（1）制造蜡模 ①制造压型 压型是用于压制蜡模的模具 材料：大批量时，可用钢、铝合金 小批量时，易熔合金，环氧树脂，石膏等
制作过程：a）机械加工压型
b）易熔合金压型
三、压力铸造
简称压铸 将液态金属在一定压力作用下注入铸型 型腔并在压力下凝固 高压、高速是它的最大特点
1. 压铸机
压铸机组成：压射机构和合型机构组成 分类：冷室压铸机 热室压铸机
2. 特点
优点：1）铸件精度高，表面光洁 2）可铸出形状复杂的薄壁件 3）组织致密，机械性能好，缺陷少 4）生产率高 缺点：1）设备投资大 2）气体难排除，皮下易产生小气孔 3）因铸型寿命，适宜于低熔点合金 4）铸件尺寸不能太大
②制造蜡模
蜡料熔化后注入压型内，凝固后取出
③装配成蜡模组
为提高生产率，减少直浇道损耗，将多个 蜡模组焊在一起，一次浇出多个铸件
（2）制壳 在蜡模组上涂挂耐火材料层，以制成较坚固 的耐火型壳 过程：浸涂料→撒砂→硬化、风干 需要重复4～6次 （3）脱蜡 将有型壳的模组浸泡于热水中，使蜡料熔化 上浮脱除 （4）焙烧 放入加热炉中（800～950℃） 彻底去除水分、残余蜡料、硬化剂
强度高，生产率高
2. 常用造型方法 （1）手工造型 （2）机器造型
§3.2 特种铸造
与普通砂型铸造有区别的铸造方法 不同铸造方法各有其优越之处 一、金属型铸造 在重力作用下，将液态金属浇入金属型， 获得铸件 金属型可以反复使用，又称“永久型铸造”
1. 金属型
材料：多采用铸铁，其中多用灰铁
铸件性能要求高时，用耐热铸铁、
铸钢等 无透气性
结构：水平分型、垂直分型、综合分型
其中垂直分型应用最广
特点：导热性好，浇道截面积大
无透气性
2. 工艺特点 （1）铸型必须预热
因金属型导热性好
（2）型腔须喷刷涂料 以保护其免受金属液直接冲蚀和热击 调节铸件各部分的冷速 特殊涂料还可赋予铸件某些特殊性能
（3）控制开型时间 铸件在金属型内停留越久，收缩越大
形状可复杂，劳动强度低
缺点：气化时污染环境，工件含有渗碳
应用：几乎不受铸件结构、尺寸、重量、 批量和合金种类的限制。特别适用于形 状复杂铸件的生产
合金性能特点
1）强度提高
2）塑性提高
3）耐磨性提高
4）耐蚀性提高
2. 快速凝固工艺
1） 雾化法 雾化为细小的熔滴颗粒，快凝，粉末 或，雾化，喷射，沉积 2.）液态急冷法 将液态金属喷到急冷板或转动的辊轮上 获得箔或丝
3）束流表层急冷法 用激光束快速加热金属表面，熔化 用自淬火作用快冷
①只改变组织结构，不改变成分