铸造文献综述

概述
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。

铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，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。

铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的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。

被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。

特种铸造的铸型包括：熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。

（原砂包括：石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等）。

铸造的发展
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。

铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的加工余量和更光洁的表面。

此外，节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。

为适应这些要求，新的铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。

铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。

节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展，少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。

质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面，将有新的发展。

铸造业的发展，铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。

据2008年统计，我国年产铸件3350万吨，是世界铸造第一大国。

例如
“十五”期间，铸造机械行业主要经济指标的年均增长都在30%以上，高于机床工具全行业平均增长水平，特别是利润增长更快，年均利润增长高达46%，同时也保持较高的市场销售水平。

另外，树脂砂造型成套设备，基本可以满足国内市场需求，改变了过去主要依赖进口的局面；已经能够生产出较高水平的铸造自动生产线，达到可部分替代进口的水平，部分的解决了轿车发动机缸体、缸盖等铸件毛坯也要进口的情况；高水平自动制芯机、自动铸件清理机、自动砂处理机、大型自动压铸机以及精密铸造设备等铸造机械，国内基本上都能生产制造。

应当说“十五”期间铸造机械行业的产品水平有了很大提高，为中国铸造机械行业今后的进一步发展打下良好基础。

“十一五”期间，装备制造业在国际、国内巨大市场需求的刺激下，铸造仍将继续保持较高速度增长。

由于铸造机械产品的技术水平仍然与市场需求差距较大，使行业的发展存在巨大的发展潜力和扩展空间，为铸造机械行业的快速增长带来机遇。

铸造正在中国蓬勃的发展，相信不久的将来铸造将掀起一阵工业发展的浪潮！参考文献
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15.曲卫涛，铸造工艺学.西安：西北工业大学出版社，1994
2、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
本毕业设计（论文）课题应达到的目的：
铸造工艺设计方案应满足铸件的质量要求。

工装设计要坚固耐用，轻巧方便；制造容易；成本低，便于维护和修理。

（1）铸件结构的铸造工艺性
铸件结构的铸造工艺性是指铸件的结构符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。

从避免缺陷方面审查铸件结构
铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。

铸件也不应该设计太厚铸件壁厚随铸件尺寸增大相应增大，但在设计受力铸件时不可单纯用增厚的方法来增加强度。

铸件内壁应薄于外壁，铸件的内壁和肋等散热条件差，应薄于外壁，以使内外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。

壁厚力要均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。

壁厚不均的铸件在冷却的过程中会形成较大的内应力，在热节出易于造成缩孔、缩松和热裂纹。

要取消不必要的厚大部分。

防止铸件翘曲变形，生产经验表明：某些壁厚均匀地细长形铸件、较大的平板形铸件及壁厚不均匀的长形箱体如机床床身等，会产生翘曲变形。

前两种铸件发生变形主要原因是结构刚度差，铸件各方面冷却条件的差别引起不大的内应力，但却使铸件显著翘曲变形。

后者变形是壁厚相差悬殊，冷却过程中引起较大的内应力，造成铸件变形。

可通过改进铸件结构、铸件热处理时矫形、塑性铸件进行机械矫形和采用反变形模样等措施予以解决。

从简化铸造工艺方面改进铸件结构
改进妨碍起模的凸台，凸缘和肋板的结构
取消铸件外表面侧凸
改进内腔结构减少砂芯
减少和简化分型面
减少清理铸件的工作量
简化模具的制造
大型复杂件的分体铸造
（2）造型、造芯方法的确定
优先采用湿型
应用湿型时注意：
浇注位置上有较大水平壁时，用湿型容易引起夹砂缺陷，应考虑使用其他砂型。

造型时间过程长，需长时间等待浇注的砂型不宜采用湿型。

湿型放置过久会风干，使表面强度降低，易出现冲砂缺陷。

因此，湿型一般应在当天浇注，如需次日浇注应将造好的上下半型合箱，防止水分散失，于浇注前开箱。

下芯，再合箱浇注
认为湿型不可靠可考虑采用干砂型，砂型只进行表面烘干，它具有湿型的许多优点，而在性能上也好减少了气孔、冲砂、胀砂、夹砂的倾向，多用于手工或机械造型的中大件。

对于大型铸件，可以应用树脂自硬砂型、水玻璃砂型和粘土干砂型。

树脂自硬砂型可获得尺寸精确、表面光洁的，但成本较高。

机器造型是目前铸造工艺常用的造型方法。

造型机械已从单一的震击式造型机发展到能够静压造型，气冲造型等先进造型机器。

机器造型是铸造实现现代化的主要工具。

（3）浇注系统的设计
浇注位置确定时先要确定出铸件中品质要求高的部分（如重要加工面、受力较大的部分、承受压力的部分等）结合生产条件估计主要废品倾向和容易发生缺陷的部位（如厚大部位容易出现收缩缺陷薄壁部位容易发生浇注不到、冷隔。

薄厚相差悬殊的部位应力集中，容易发生裂纹等）。

这样确定浇注位置时，就应使重要部位处于有利的状态，并针对容易出现的缺陷，采取相应的工艺措施予以防止。

浇注位置的确定着眼于控制铸件的凝固。

实现顺序凝固的铸件，可消除缩孔，缩松，保证获得致密的铸件；浇注位置的确定应有利于安防冒口;实现同时凝固铸件，内应力小、变形小，金相组织均匀一致，不用或很少采用冒口，节约金属，减少热裂倾向。

浇注位置应考虑的主要原则：
逐渐的重要部位、重要加工面应朝下或呈直立状态，机床床身的导轨面是关键面，不允许有砂眼、气孔、渣孔、裂纹和缩孔等缺陷，而且要求组织致密、均匀，以保证硬度在允许范围以内。

对于灰铸铁而言，床身的最佳浇注位置是导轨面朝下。

应保证铸件能充满，浇注薄壁件时要求金属液到达薄壁处所经过的路程或所需时间越短越好，使金属液在静压力的作用下平稳地充填铸件的各部分。

应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致，这样可避免在合箱后或于浇注后再次翻转铸型。

翻转铸型不仅劳动量大，而且易引起砂芯移动、掉砂，甚至炮火等缺陷。

大批量生产，应采用造型、合箱、浇注和冷却位置相一致的卧浇，卧冷方案。