液态成型工艺2-1
三种液态成形方法
三种液态成形方法液态成形是工程领域中的一种重要成形技术，用于制造各种金属或非金属零件。
它通过将材料加热至液态，并注入到模具中，随后冷却并固化成所需形状。
液态成形方法具有制造复杂零件、提高生产效率和减少原材料浪费等优点。
下面将介绍三种常用的液态成形方法：压铸、注射成型和热挤压。
1.压铸压铸是一种通过将液态金属或合金注入高温模具中，并以高压使其充分充实和冷却而形成所需零件的成形方法。
压铸适用于制造具有复杂形状和精密尺寸要求的铝、镁、锌等金属零件。
工艺流程：(1)准备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制造金属模具。
(2)准备材料：根据所需零件的要求，选择适合的金属或合金，并将其加热至液态。
(3)充填模具：将液态金属或合金注入已加热的模具中。
(4)施加压力：通过驱动液压系统，施加高压使液态金属或合金充实模具腔体，并排除有害气体。
(5)冷却固化：等待足够时间，让液态金属或合金冷却并固化成所需形状。
(6)分离模具：打开模具并取出成品零件。
(7)修整和后处理：将零件上的余料切割掉，并进行必要的表面处理。
2.注射成型注射成型是一种通过将液态或半液态塑料材料注入模具中，并在成型温度下固化成所需形状的成形方法。
注射成型适用于制造塑料零件，广泛应用于电子、汽车、日用品等领域。
工艺流程：(1)准备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制造塑料模具。
(2)准备材料：选择适合注射成型的塑料树脂，并将其加热至液态或半液态。
(3)充填模具：将液态或半液态塑料注入已加热的模具中。
(4)冷却固化：等待足够时间，让塑料在模具中冷却并固化成所需形状。
(5)分离模具：打开模具并取出成品零件。
(6)修整和后处理：将零件上的余料切割掉，并进行必要的表面处理。
3.热挤压热挤压是一种通过将液态金属在高温和高压下通过模孔挤压成型的成形方法。
热挤压适用于制造具有长直形截面或复杂截面的杆、管和型材等零件。
工艺流程：(1)准备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制造高温合金模具。
金属液态成形工艺概述
铸造产品称为： 铸件、铸锭、铸坯、铸带等
一、金属液态成形工艺特点
1. 适应性强
铸件重量：几克 ~ 几百吨 铸件壁厚：0.5 毫米 ~ 1 米 铸件长度：几毫米 ~ 十几米 铸件材质：铁碳合金（鋳铁、鋳钢）、铝合金、铜合金、
镁合金、锌合金、钛合金、复合材料等
速箱体（灰口铸铁）
精密铸造件（不锈钢）
水轮机铸件（铜合金）
箱体（铝合金）
叶轮（钛合金）
一、金属液态成形工艺特点
1. 适应性强
铸件重量：几克 ~ 几百吨 铸件壁厚：0.5 毫米 ~ 1 米 铸件长度：几毫米 ~ 十几米 铸件材质：铁碳合金（鋳铁、鋳钢）、铝合金、铜合金、
镁合金、锌合金、钛合金、复合材料等
铸造方法几乎不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。
轧辊
异型件
装饰件
工艺品
一、金属液态成形工艺特点
2. 尺寸精度高
铸件比锻件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺 寸，可节约大量的金属材料和机械加工工时。
一、金属液态成形工艺特点
2. 尺寸精度高
铸件比锻件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺 寸，可节约大量的金属材料和机械加工工时。
形成的先进铸造技术
精密、优质化
精密成形与加工 近无缺陷成形
数字、网络化
数字造型 虚拟制造
网络制造
精确铸造成形 金属熔体的纯净化、致密化
铸造工艺CAD，铸造模具CAD/CAM一体化 铸造过程宏观模拟及工艺优化 铸件组织微观模拟及性能预测 分散网络化铸造系统
高效、智能化
快速制造 自动化制造系统
智能制造
快速原形及快速制模 铸造过程自动检测与控制，铸造机器人的应用
金属液态成形工艺原理讲稿
金属液态成形工艺原理讲稿一、引言金属液态成形工艺是一种重要的金属加工方法，它利用金属在液态状态下的可塑性，通过施加外力，将金属材料压制成所需形状的工艺过程。
金属液态成形工艺广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等众多领域，具有高效、精确、灵活的特点。
本文将介绍金属液态成形工艺的原理和应用。
二、金属液态成形工艺的原理金属液态成形工艺主要依靠金属在液态状态下的可塑性来实现材料的变形。
在液态状态下，金属具有较高的流动性和可塑性，可以通过施加外力使金属流动，从而制造出复杂形状的金属构件。
金属液态成形工艺的主要原理包括以下几点： 1. 温度控制：金属液态成形工艺需要将金属升温到液态状态，通常通过加热设备控制金属的温度。
2. 施加外力：在金属材料处于液态状态时，需要施加适当的外力，如压力、压力冲击等，以实现对金属的形状变化和压制成型。
3. 液态流动：金属在液态状态下具有较高的流动性，可以通过控制液态金属的流动轨迹和速度，实现对金属的精确塑性变形。
4. 液态金属的熔化和凝固特性：金属在液态和固态之间的相变过程对金属液态成形工艺具有重要影响。
不同金属具有不同的熔化温度和凝固温度，需要根据具体金属材料选择合适的工艺参数。
三、金属液态成形工艺的应用金属液态成形工艺在许多领域都有广泛的应用，具有以下几个优点： 1. 高效生产：金属液态成形工艺可以实现多工位、多工序的同时进行，提高了生产效率。
2. 精确成形：金属液态成形工艺可以制造出复杂形状的金属构件，加工精度高，尺寸和形状可控性强。
3. 节约材料：金属液态成形工艺可以使金属材料得到较好的填充，减少了材料的浪费。
4. 节约能源：金属液态成形工艺可以在短时间内实现金属材料的加热和冷却，节约了能源消耗。
金属液态成形工艺在以下领域有广泛的应用： 1. 航空航天：金属液态成形工艺可以制造出高强度和轻质的航空航天零部件，提高了飞行器的性能和燃油效率。
2. 汽车制造：金属液态成形工艺可以制造出汽车发动机缸体、曲轴等零部件，提高了汽车的动力性能和燃油效率。
材料成形工艺-液态金属铸造成形工艺基础
5
第一章 液态金属铸造成形工艺基础
一、基本工艺要素及其控制
一、基本工艺要素及其控制
★ 铸造的基本工艺要素：
成分
温度
熔融金属液
结构
材质
温度
预先制备的铸型
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第一章 液态金属铸造成形工艺基础
一、基本工艺要素及其控制
一、基本工艺要素及其控制
1、金属液应满足以下要求：
成分符合要求——各元素含量在标称范围内 合金液含气量、杂质含量在允许范围内
3、铸型与金属之间的相互作用
3.2、热作用： 冷却速度超出适当的工艺窗口 导致亚稳相的形成
型壁表面变形开裂 铸件表面质量差、夹砂结疤
金属液热量迅速导入铸型表层 热击——铸型破裂或表面龟裂
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第一章 液态金属铸造成形工艺基础
一、基本工艺要素及其控制
3、铸型与金属之间的相互作用
3.2、热作用不良导致的缺陷：
应当注意气孔缺陷与疏松缺陷的差别和关联。
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第一章 液态金属铸造成形工艺基础
一、基本工艺要素及其控制
3、铸型与金属之间的相互作用
铸件中气孔的形成：
卷入气孔的形成
气孔的一般分布区域
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第一章 液态金属铸造成形工艺基础
一、基本工艺要素及其控制
一、基本工艺要素及其控制
4、常用铸造合金及其熔炼：
黑色金属——
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第一章 液态金属铸造成形工艺基础
一、基本工艺要素及其控制
一、基本工艺要素及其控制
3、铸型与金属之间的相互作用：
机械作用： 金属液在进入型腔时对铸型的冲刷作用； 金属液充入型腔后对铸型壁面的压力作用； 铸型对金属凝固收缩而产生的阻碍作用。
热 作 用： 金属热量向铸型的换热传输作用。
液态成形工艺知识点总结
液态成形工艺知识点总结液态成形工艺的主要特点是能够将液态材料通过模具加工成所需的零件、产品，具有成形周期短、生产效率高、成形精度高、批量生产能力强等优点。
其成型材料包括热塑性塑料、热固性塑料、金属合金等，广泛应用于各种制造工艺中。
注塑成形是将热塑性塑料通过加热并加压的方式，使其溶解成为流动状态，然后通过注射机将其注入模具中进行成型。
注塑成形工艺主要包括原料预处理、注塑机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在注塑成形工艺中，模具设计是至关重要的，其质量直接影响到成型产品的质量和生产效率。
同时，成型工艺参数的控制也非常重要，包括注塑温度、注射速度、模具温度、冷却时间等参数的控制都会影响到成型产品的质量。
压铸成形是将金属合金通过加热并加压的方式，使其溶解成为流动状态，然后通过压铸机将其注入模具中进行成型。
压铸成形工艺主要包括原料预处理、压铸机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在压铸成形工艺中，原料的质量和成分控制是至关重要的，影响到成型产品的力学性能和表面质量。
同时，模具设计和成型工艺参数的控制也非常重要，直接影响到成型产品的形状精度和表面粗糙度。
吹塑成形是将热塑性塑料通过加热并加压的方式，使其溶解成为流动状态，然后通过气流将其吹入模具中进行成型。
吹塑成形工艺主要包括原料预处理、吹塑机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在吹塑成形工艺中，原料的质量和成分控制同样非常重要，直接影响到成型产品的力学性能和表面质量。
模具设计和成型工艺参数的控制也是影响成型产品质量的重要因素。
挤塑成形是将热塑性塑料通过加热并压力的方式，使其在挤出机中形成带状截面的坯料，然后通过挤出头模具进行成型。
挤塑成形工艺主要包括原料预处理、挤出机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在挤塑成形工艺中，原料的质量和成分控制同样非常重要，直接影响到成型产品的力学性能和表面质量。
同时，模具设计和成型工艺参数的控制也是影响成型产品质量的重要因素。
液态金属成形件工艺设计
一、铸件尺寸公差
• 铸件尺寸公差与铸件的基本尺寸、生产规模、合金种类和 铸造方法等有关。我国铸件尺寸公差标准参见GB6414— 86，它适用于砂型铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸 造和熔模铸造等在正常生产条件下所生产的各种铸造合金 铸件。其数值可查相关资料。有些航空航天产品参照国家 标准也制定了自己的标准，如HB6103—86等。
一、铸造工艺方法的选择 二、铸件浇注位置的确定 三、分型面的选择 四、型（砂）芯设计
观看《永乐大钟》讨论大钟的铸造工艺：
正确的铸造工艺方案，可以提高铸件质量，简化铸造工艺， 提高劳动生产率。
一、铸造工艺方法的选择
• 应根据零件特点、合金种类、批量大小、铸件技术要求的 高低以及经济性，各种典型铸造工艺方法的特点和应用范 围进行综合考虑，确定比较合适的铸造工艺方法。
（5）铸件应有合适的加强筋
图3-7 利用铸造筋防止铸件变形 a）不合理结构 b）合理结构
三、铸造方法对铸件结构的要求
砂型铸造 金属型铸 造 熔模铸造 压力铸造 离心铸造 挤压铸造
铸件形状 可以宜太复 杂
只限中空 铸件不宜 回转体 太复杂
第2节 铸造工艺方案的确定
（4）应尽量少用或不用砂芯
三、分型面的选择
1、分型面应选在铸件最大截面处，以保证顺利拔出模样而 不损坏铸型
图3-10 滑套的分型方案
2、尽量将铸件全部或大部分放在同一个半型内
图3-11 后轮毂铸件的分型方案
（3）尽量减少分型面的数量
图3-12 确定分型面数目的实例 a）用于机器造型 b）用于手工造型
（2）确定砂芯的形状及数量 1）保证铸件内腔尺寸精度，便于下芯及检查 2）复杂的大砂芯、细而长的砂芯可分为几个小而简单的砂 芯
金属液态成形工艺原理
H0
P杯
v杯2 2g
0
P腔
v内2 2g
hi （2 - 1）
1. 充填下半型 设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为t1。 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程（能量方程）：
H0
P杯
v杯2 2g
0
P腔
v内2 2g
hi
式中：
P杯 —— 浇口杯液面压力 P腔 —— 型腔内的液面压力 v杯 —— 浇口杯液面金属流动速度 v内 —— 内浇口出口金属流动速度 hi —— 浇注系统中某段的流体压头损失
§2.2 液态金属充型过程的水力学计算
三、计算结果
计算条件： a. 浇注系统为充满流动
封闭式浇注系统； 对于开放式的型腔液面要淹过内浇道。
b. 浇口杯液面保持不变
c. 型腔内压力与外界相同，即砂型透气性要好，有排气孔
1. 充填下半型 设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为t1。 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程（能量方程）：
γ —— 重度（=ρg）
2. 充填上半型 设充填上半型时需要金属液m2，充填时间为t2。 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程：
H0
P杯
v杯2 2g
0
P内
v内2 2g
hi
3. 充填整个铸型
设充填时需要金属液m，充填时间为t，则
m
F内 t 2gH均
式中 m为充填铸型所需金属液； t为充填时间； 为流量系数； H均为充型平均静压头。
学的规律在一定程度上也适用于液态金属的流动过程。
§2.2 液态金属充型过程的水力学计算 一、浇注系统的结构
§2.2 液态金属充型过程的水力学计算
一、浇注系统的结构
浇注系统：引导金属液进入和充满型腔的一系列通道。
金属液态成形
材料成形技术基础第一章 金属液态成形金属液态成形（铸造）：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。
液态成形的优点：（1）适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）（2）最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体、缸体等（3）成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）主要问题：组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能，特别是冲击性能较低。
分类：铸造从造型方法来分，可分为砂型铸造和特种铸造两大类。
其中砂型铸造工艺如图1-1所示。
图1-1 砂型铸造工艺流程图第一节金属液态成形工艺基础一、熔融合金的流动性及充型液态合金充满型腔是获得形状完整、轮廓清晰合格铸件的保证，铸件的很多缺陷都是在此阶段形成的。
（一）熔融合金的流动性1.流动性 液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力，称为液态合金的流动性。
流动性差：铸件易产生浇不到、冷隔、气孔和夹杂等缺陷。
流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。
螺旋形流动性试样衡量合金流动性，如图1-2所示。
在常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。
常用合金的流动性数值见表1-1。
表1-1 常用合金的流动性（砂型，试样截面8㎜×8㎜）2. 影响合金流动性的因素（1） 化学成份 纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小，同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好；其它成分的合金是在一定温度范围内结晶的，由于初生树枝状晶体与液体金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。
Fe-C合金的流动性与含碳量之间的关系如图1-3所示。
液态成形工艺技术
液态成形工艺技术液态成形工艺技术是一种将液体材料注入模具中，通过各种方式使其固化成形的技术。
液态成形工艺技术包括压铸、注塑、压力真空成型等。
这些技术广泛应用于工业生产中，能够生产高精度、高性能的零部件和产品。
液态成形工艺技术的基本原理是通过将液体材料注入模具中，并施加一定的压力，使其充满整个模腔。
在一定的温度和时间下，液体材料会逐渐固化，从而得到所需的成品。
压铸是一种常见的液态成形工艺技术。
在压铸中，液态金属被注入到模具中，并经过高压力的作用，使其充满整个模腔，然后在一定的时间内进行冷却固化。
最终，通过打开模具，可以得到精确的金属零部件。
注塑是另一种常见的液态成形工艺技术。
在注塑中，熔融的塑料被注入到模具中，并且根据模具的形状和尺寸，塑料材料会逐渐固化。
注塑工艺技术可以生产各种塑料制品，如塑料壳体、包装材料等。
注塑工艺技术具有生产效率高、成本低等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
压力真空成型是一种利用压力和真空力来注入液态材料进行成形的技术。
在压力真空成型中，将液态材料放入模具中，并在一定的压力和真空条件下，使其充满整个模腔，并在固化过程中保持形状。
压力真空成型技术适用于各种不同材料的成形，如橡胶、塑料、陶瓷等。
液态成形工艺技术具有许多优点。
首先，液态成形工艺技术可以生产高精度的零部件和产品，尺寸和形状的精准度较高。
其次，液态成形工艺技术可以实现大规模的生产，生产效率较高。
此外，液态成形工艺技术具有良好的表面质量和产品性能，可以生产出高质量的产品。
然而，液态成形工艺技术也存在一些局限性。
首先，液态成形工艺技术对模具的要求较高，模具制造成本较高。
其次，对液态材料的选择和控制有一定的技术要求，不同的液态材料需要不同的成形工艺。
此外，液态成形工艺技术在处理高温材料和特殊材料时存在一定的困难。
总之，液态成形工艺技术是一种重要的加工技术，能够生产出高精度、高性能的零部件和产品。
随着材料和工艺的不断创新，液态成形工艺技术将在工业生产中发挥越来越重要的作用。
材料液态成形工艺
第一节 金属铸造工艺简介
2．收缩导致的铸件缺陷
(1)缩孔和缩松 铸件在凝固过程中，由于金属液态收缩和凝
固收缩造成的体积减小得不到液态金属的补充 ，在铸件最后凝固的部位形成孔洞。其中容积 较大而集中的称缩孔，细小而分散的称缩松。 缩孔和缩松的形成过程示意图分别见图7－6和 图7－7。使铸件的凝固按薄壁－厚壁－冒口的 顺序先后进行，让缩孔移入冒口中，从而获得 致密的铸件，如图7-8所示。
第一节 金属铸造工艺简介
(2)铸造应力、变形和裂纹
铸造应力按其形成原因的不同，分为热应力、 机械应力等。
减少铸造应力就应设法减少铸件冷却过程中各 部位的温差，使各部位收缩一致，如将浇口开在 薄壁处，在厚壁处安放冷铁，即采取同时凝固原 则，如图7-9所示。
铸造应力是导致铸件产生变形和开裂的根源。 图7-10为“T”形铸件在热应力作用下的变形情 况，虚线表示变形的方向。
，易产生浇不足、冷隔和粘砂等缺陷。铸钢的收缩性大 ，产生缩孔、缩松、裂纹等缺陷的倾向大 。
3.铸造有色金属 常用的有铸造铝合金、铸造铜合金等。它们大都具有
流动性好，收缩性大，容易吸气和氧化等特点，特别容 易产生气孔、夹渣缺陷。
六、新型材料－金属间化合物及其铸造性能 特点
第三节 砂型铸造
第三节 砂型铸造
根据造型材料不同，可将铸造方法分为砂型铸造 (Sand Casting Process) 和 特 种 铸 造 (Special Casting Process)两类。
图7-1所示为砂型铸造工艺过程示意图。
第一节 金属铸造工艺简介
第二节 铸造工艺基础知识
一、液态金属的充型能力
液态金属的充型能力(Mold Filling Capacity)是指液 态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能 力。
第二章 液态成型
2.1.1 液态金属的充型能力
(1) 液态合金的充型能力与流动性
液态金属充型一般是纯液态下充满或边充 型边结晶 充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状 完整，轮廓清晰铸件的能力。
衡量充型能力可用所能形成的铸件最小壁厚
不同金属和铸造方法铸造的铸件最小壁厚／mm
砂型 灰铸铁 铸钢 铝合金
3
金属型
>4
熔模
0.4～0.8
壳型
0.8～1.5
压铸
——
4
8～10
0.5～1
2.5
——
3
3～4
——
——
0.6～0.8
充型能力的好与差， 首先取决于铸 造合金的流动性；同时又受到外界条件， 如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因 素的影响，是各种因素的综合反映。
流动性：液态铸造合金本身的流动
能力。 衡量流动性一般采用螺旋试样 长度
合金成分对流动行的影响
金属在结晶状态下流动
Fe-C合金流动性与状态图的关系
总的来说，流动性好的合金在多数 情况下其充型能力都较强；流动性差的 合金其充型能力较差。 但也可以通过改善其它条件来提高 充型能力（如提高熔炼质量、浇注温度 和浇注速度，改善铸型条件及铸件结构 等），以获得健全铸件。
(2) 影响合金充型能力的主要因素
铸造应力是热应力、相变应力和收缩应力 三者的矢量和。 在不同情况下，三种应力有时相互抵消， 时相互叠加；有时是临时的，有时是剩余的。 但在实际生产中，对于不同形状的铸件，其铸 造应力的大小分布是十分复杂的。
铸件中各种应力与产生部位的关 系
铸造应力对厚薄不均、截面不对称，细长杆、板及 轮类结构，当残余应力 >屈服强度，产生翘曲变 形。
材料成型原理及工艺第一章液态成型工艺基础理论
态 陷产生，导致成型件力学性能，
成 特别是冲击性能较低。
型 2. 涉及的工序很多，难以精确控
的 制，成型件质量不稳定。
缺 3.由于目前仍以砂型铸造为主，
点：
自动化程度还不很高，且属于热 加工行业，因而工作环境较差。
4.大多数成型件只是毛坯件，需 经过切削加工才能成为零件。
液态成型原理及工艺
冲天炉出铁
液态成型原理及工艺
绪论：
金属液态成型又称为铸造，
金 它是将固态金属熔炼成符合
属 液 态 成 型：
一定要求的液态金属，然后 将液态金属在重力或外力作 用下充填到具有一定形状型 腔中，待其凝固冷却后获得 所需形状和尺寸的毛坯或零 件，即铸件的方法。
制造毛坯或机器零件的重要方法。
液态成型原理及工艺
绪论：
的 游离原子
级，在此范围 内仍具有一定
近
液
的规律性。原
程
态
子集团间的空
结
空穴或裂纹 穴或裂纹内分
布着排列无规
有 序
构
则的游离的原
子。
液态成型原理及工艺
这样的结构不是静止的，而是 处于瞬息万变的状态，即原子 集团、空穴或裂纹的大小、形 态及分布及热运动的状态都处 于无时无刻不在变化的状态。 液态中存在着很大的能量起伏。
液 液态成型件在机械产品中占有重 态 要比例：
成 在机床、内燃机、重型机器中铸 型 件约占70％-90％；在风机、压
的 缩机中占60％-80％；在拖拉机
重 中占50％-70％；在农业机械中
要 占40％-70％；汽车中占20％-30
性 ％。
液态成型原理及工艺
液 态 成 型 的 优 点：
(1) 适应性广，工艺灵活性大
三种液态成形方法
三种液态成形方法液态成形是一种常见的制造工艺，广泛应用于各个行业。
本文将介绍三种常见的液态成形方法：注塑、压铸和吹塑。
注塑是一种将熔化的塑料注入模具中，通过冷却和凝固形成所需形状的方法。
注塑是一种常见的塑料加工方法，广泛应用于电子、家电、汽车等行业。
注塑成形具有成本低、生产效率高、产品精度高等优点。
在注塑成形过程中，首先将塑料颗粒加热到熔化状态，然后通过注射机将熔化的塑料注入模具中，进行冷却和凝固，最后取出成品。
注塑成形可以生产各种形状的产品，如壳体、零件等。
注塑成形的产品质量稳定，表面光滑，具有较好的尺寸精度和一致性。
压铸是一种将熔化的金属注入模具中，通过冷却和凝固形成所需形状的方法。
压铸是一种常见的金属加工方法，广泛应用于汽车、航空航天等行业。
压铸成形具有生产效率高、产品精度高、表面质量好等优点。
在压铸成形过程中，首先将金属加热到熔化状态，然后通过注射机将熔化的金属注入模具中，进行冷却和凝固，最后取出成品。
压铸成形可以生产各种形状的产品，如汽车零件、航空零件等。
压铸成形的产品密度高，内部组织致密，具有较好的机械性能和尺寸精度。
吹塑是一种将熔化的塑料通过气流吹制成型的方法。
吹塑是一种常见的塑料加工方法，广泛应用于包装、容器等行业。
吹塑成形具有生产效率高、产品质量好、成本低等优点。
在吹塑成形过程中，首先将塑料颗粒加热到熔化状态，然后将熔化的塑料注入吹塑机中，通过气流吹制成型，最后取出成品。
吹塑成形可以生产各种形状的产品，如瓶子、容器等。
吹塑成形的产品具有一定的韧性和透明度，可以满足不同行业的需求。
以上三种液态成形方法在工业生产中得到广泛应用，为各行各业提供了丰富的产品。
注塑、压铸和吹塑成形方法各有特点，适用于不同的材料和产品。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的成形方法，以满足产品的需求。
液态成形技术的不断发展和创新，将为制造业带来更多的机遇和挑战，推动行业的进步和发展。
机械制造2-1 铸造工艺基础知识
10
2.1
铸造的工艺基础知识
• 2.1.1 液态合金的充型 合金流动性的定义
流动性是指液态(熔融)金属的流动能力。 它是影响液态金属充型能力的主要因素之一， 也是合金的主要铸造性能之一。
11
2.1
铸造的工艺基础知识
• 2.1.1 液态合金的充型 合金流动性的测量方法
常用浇注标准螺旋形试样的方法进行测定。 螺旋形试样的长度越长，则液态合金的流动性越好。 常用合金的螺旋形试样的长度数值见P11表2-1。
22
充型能力的影响因素
主要影响因素：铸型条件和浇注条件 2.浇注条件：
浇注条件又与浇注系统结构、浇注温度和充型压力有关。 （2）浇注温度： 浇注温度越高，合金保持液态的时 间越长，金属液粘度降低，杂质容 易上浮或溶解，故合金流动性好， 充型能力强。但浇注温度过高，液 态合金收缩增大，吸收气体多，氧 化严重，流动性反而会下降。因此 在保证流动性的前提下，浇注温度 应尽可能低一些。
25
砂型铸造的充型压力由 直浇道的静压力产生。
2.1
铸造的工艺基础知识
• 2.1.2 铸件的凝固与收缩
浇入铸型型腔的液态金属在冷凝过程中，如果其 液态收缩和凝固收缩得不到补充，铸件将产生缩孔 或缩松等铸造缺陷。因此，必须合理地控制铸件的 凝固过程。 1. 铸件的凝固方式 铸件的凝固： 液态合金转变为固态铸件的过程称为铸件的凝固。
阶段的收缩。用体收缩率表示。合金的结晶温度范围越大， 体收缩率也越大。液态收缩和凝固收缩时金属液体积缩小， 是形成缩孔和缩松的基本原因。
a)
a) 合金状态图
b)
c)
b) 一定温度范围合金 c) 共晶合金
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
第2章-2.2-金属溶化及浇注设备
石灰石中含有CaO 、MgO能与SiO2，反应生成CaSiO3 、MgSiO3，其在
高炉中足以熔化形成流动性良好的炉渣（固态），同时按密度与铁水分开
（铁水相对密度6.8~7.8，炉渣2.8~3.0）达到渣铁分离流畅，高炉正常生
产的目的。
此外，石灰石可以脱硫，调节炉渣碱度。
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2.2.1 冲天炉熔化
3）热风冲天炉结构示意图
1-排风口, 2-冲天炉, 3-进风管, 4-燃烧塔, 5-热交换塔, 6-电磁阀, 7-冷却塔 8-除尘器, 9-抽风机, 10、13-冷却风机, 11-主风机, 12-燃烧用风机。
冲天炉料位控制
分类：炉气压差料位器、激光料位器、探杆式料位器
1.炉气压差式料位器
工作原理：当炉内空料时，U型管两侧的压力相等，电极接通，信号经放大输出，使 YJC通电，加料机工作；当炉内满料时，U型管两侧有压力差，在此压力差的作用下， 两位液位高度不同，其中一个电极和液面不接触，这时无信号输出。
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电磁秤的结构原理 主要有电子秤、电磁吸盘及控制
部分组成。 1-控制屏 2-小车卷扬机构 3-荷 重传感器 4-电磁吸盘 5-万向挂 钩 6-滑轮卷电缆装置 7-电子称 8-驾驶室 9-行车
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2.2.1 冲天炉熔化
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• 2.激光料位器
工作原理 利用砷化镓激光器所发出
的激光能穿透一般烟雾，而 不能穿透物体的特点，在距 冲天炉加料口一批料的高度 的炉壁的两侧分别安装激光 发射器和接收器。当空料时 ，接收器将接收到的信号反 馈到联锁控制系统，实现料 位和加料系统的自动控制．
液态成型工艺
2、粘土砂紧实方法及特点 （1）压实紧实
压板加压
模底板加压 1—压板 2—辅助框 3—砂箱 4—模样 5—模底板
（2）震击紧实
震击紧实原理 1—工作台 2—活塞 3气缸（机座） 4—进气孔 5—排气孔
（3）抛砂紧实
抛砂机工作原理示意图 1—带式输送机 2—弧板 3—叶片 4—转子
（4）射砂紧实
射砂紧实过程包括加砂、射砂、排气紧实三个工序
特点： 射砂紧实能同时完成快速填砂和预紧实的双重作用，其生产率高、劳动条件好、工作噪声小、紧实度较均匀
二、手工造型方法 1、两箱分开模造型 a）铸件图 b）模样 c）造下型 d）造上型 e）铸型
2、整体造型 1）一般整体造型 a）木模样 b）造下砂型 c）造上砂型 d）铸型
2）挖砂造型 挖砂造型 a）木模样 b）造下砂型 c）在下砂型上割分型面 d）造上砂型 e）开箱起模 f）合型
第一章 造型
第一节 概述 一、砂型铸造的特点 砂型铸造——以铸造用型砂为主要原材料制成铸型，且液态金属完全靠重力充满整个铸型型腔形成铸件的方法称为砂型铸造。 铸件的形状和尺寸由铸型型腔来形成 铸型包括：外型（砂型）形成铸件的外轮廓形状和尺寸 型芯（砂芯）形成铸件的内腔形状和尺寸 制造砂型简称为造型，制造砂芯简称为造芯，将砂芯装配在砂型内组成铸型的过程称为配型
8、刮板造型 轮形铸件的刮板造型 a）轮形铸件 b）刮制上、下砂型的刮板 c）刮制下砂型 d）刮制上砂型 e）铸型 1—刮板支架 2—刮板 3—地桩（底座)
第二节 手工造型
一、手工造型的特点及应用 手工造型----指用手工完成紧砂、起模、修整及合箱等主要操作的造型过程。 优点： 操作灵活 模样等工艺装备可简单 不需要复杂的专用造型机等设备 适用面广 缺点： 要求工人有很高的技术水平 劳动强度大、生产率低 铸件质量不易稳定
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机器造型制芯
机器造型和制芯的特点：
使用成套设备，生产工艺稳定； 适于成批大量生产； 生产效率高、劳动强度低； 质量易于控制。
砂型铸造适用于各种铸造合金，不受零件形状、大
小和复杂程度的限制，单件、成批、大量生产均可 采用。
造型制芯方法： 零件材质、形状、尺寸、重量、尺寸精度 生产批量 技术要求 交货期限
2.2 造型制芯方法的选择
（1）优先采用湿型
不能满足要求时用表干型或其它砂型（水玻璃砂、树脂砂）。 造型费用低 劳动环境好 湿型的特点： 生产率高
节省能源
易上线 易产生“三砂两孔”缺陷。
（1）优先采用湿型
考虑用表干型或其他砂型（水玻璃砂、树脂砂）的情况： 铸件过高（在浇注位置） 金属液静压力超过湿型的抗压强度。 铸件上部有较大水平壁面 湿型易引起夹砂结疤缺陷。 造型过程长或需要长时间等待浇注的砂型（次日或以后）
（8）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸 造（串铸）
2.1.3 技术条件和生产能力的审查
（1）铸件材质与技术条件相适应
打压件（如阀门）： 1.6~2.0 MPa HT150不行，HT200可以 ZG25 ≯ 40MPa ZG35 ≯ 50MPa 铸焊构件： ZG45 焊接易产生裂纹，ZG25、ZG35可以
（4）防止变形和裂纹 变形
（4）防止变形和裂纹
裂纹
（5）利于顺序凝固
对于需要补缩的铸件
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（2）取消铸件外表面的侧凹
铸件最小壁厚 =
f（合金种类，铸型种类，铸件大小，壁的位置等）
一般都有经验数据。要求：
铸件壁厚 > 最小壁厚
（2） 铸件壁要合理连接和过渡
在铸件结构设计中经常碰到两个、三个甚至更多的壁相连接
的情况。它们形成了以下一些典型的连接形式： 过渡连接：处于同一平面内的两个不同厚度壁的连接；
L 形连接：两壁呈直角相连接；
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（3）减少和简化分型面
铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数目、降低造型工时，还可 以减少错箱、偏芯等的机会，提高铸件的尺寸精度。 图a）的结构有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序复杂。 若是大批量地生产，只有增设环状型芯才可采用机器造型。将端盖的结 构设为图b）的设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。
第二章
内容包括：
铸型工艺方案的确定
产品结构及技术条件的审查
造型制芯方法的选择
浇注位置和分型面的确定
砂芯设计
铸造工艺参数的选择
2.1 产品结构及技术条件的审查
在进行铸造工艺设计之前，首先要对产品结构（零
件结构）的铸造工艺性进行分析，审查技术条件的
合理性。
2.1.1 能避免铸造缺陷的铸件结构
铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为： 手工造型制芯
机器造型制芯
手工造型和制芯的特点：
使用工装简单、灵活，适应性强； 适于单件小批生产，特别是制造大型铸件和复杂铸件； 生产效率低、劳动强度大； 质量不易稳定。
2.2 造型制芯方法的选择
铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为： 手工造型制芯
湿型放置时间太长则表面强度下降，易冲砂。
型内冷铁太多
2.2 造型制芯方法的选择
（2）与生产批量相适应 大量生产：
上线造型，机器制芯（冷芯盒、热芯盒、壳芯）
批量生产：
普通机器造型，抛砂机造型，树脂自硬砂造型制芯， 机器制芯
单件小批的重型件：
手工造型，树脂自硬砂造型制芯
2.2 造型制芯方法的选择
思 考 题
⒈ 什么是铸造工艺设计？ 根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等， 确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等有关 技术文件的过程。 ⒉ 进行铸造工艺设计时，设计依据包括哪些内容？ 生产任务 ⒊ 生产条件 经济核算
铸造工艺设计的内容是什么？ 确定造型制芯方法和铸型种类； 确定浇注位置和分型面； 设计砂芯结构和分布； 选择铸造工艺参数； 设计浇注系统； 设计补缩系统。
（3）适合工厂生产条件
（4）综合考虑铸件精度要求和成本
本次课结束
谢谢大家
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（4）有利于砂芯的固定和排气
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（5）减少清理铸件的工作量
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（6）简化模具的制造
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（7）改进铸件内腔结构，不用或少用砂芯
2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构
（2）铸件尺寸、重量与造型、起重设备相适应
如造型机的起模行程。
（3） 改变材质的可能性
为避免铸造缺陷、降低陈本。 注意与用户沟通。
2.1.3 技术条件和生产能力的审查
（4） 质量要求的合理性
如尺寸公差、表面粗糙度等级、金相组织、成分含量 等方面的要求是否能达到。
（5） 保证加工定位基准
2.2 造型制芯方法的选择
壁厚力求均匀
设计结构圆角
合理的连接形式
避免锐角连接
交错接头
合理的连接形式
过渡连接
（3）避免出现水平的大平面结构
金属液在上升到水平大平面结构处时，液面上升速度减慢，
对型壁的烘烤时间和作用强度加大，使铸件易产生夹砂、砂
眼、冷隔等缺陷。
改成斜壁
改变浇注位置
（3）避免出现水平的大平面结构
V 型连接：两壁呈锐角相连接； T 形连接：两壁互相垂直连接； Y 形连接：三个壁呈叉形连接； K 形连接：三个壁呈K形连接； X 形连接：四个壁或数个壁交叉连接。
① 保证铸件壁冷却条件一致，以减少应力。 壁厚力求均匀，减少或消除热节。
有结构பைடு நூலகம்角。
② 对于厚度不同的壁，要采用过渡连接， 防止应力集中。
（1） 铸件应有合适的壁厚 过厚：
铸件壁
中心晶粒粗大，机械性能下降，重量增加
过薄：
易产生冷隔、浇不足
2.1.1 能避免铸造缺陷的铸件结构
（1） 铸件应有合适的壁厚
在零件设计中，壁厚都是根据零件工作情况和机械性能要求
确定的，铸造上主要是审查壁是否太薄，以防止产生冷
隔、浇不足等缺陷。所以，根据具体情况规定了最小壁厚：