铜合金重力铸造教程(第二部分)
铜水龙头重力铸造设计手册
收縮
膨脹
鑄件壁厚
間隙
重力模
（图 1－1）
收縮
膨脹
鑄件壁厚
間隙
重力模
（图 1－2）
在传热学上，流径铸件壁厚，“间隙”及重力模三者的比热流量是相等的，
而比热流等于温度差与相应物体的热阻的比值。
即比热流 LQ＝∆T／RQ ➀。
其中∆T 为传热体一定厚度处两点的温差，RQ 为传热体之热阻。
性的应用；
如果 R1<<R2﹐R3<<R2﹐则 (t3-t0)／R2
即“间隙”直接影响物体的
导热性。
此时铸件壁厚，重力模之间的温差较小，而间隙两侧的温差极大（见图 1－1）。
4.1.2在“间隙”中使涂料，尤其导热系数较小的涂料，可减小比热流，减少物
体传热，这样即有利于铸件充型，又便于保护重力模，因为这时候 t2-t1
尘等公害，改善了工作环境； 3.1.7 重力模冷却速度快，改变了金属的凝固条件，减少了应对铸件进行的补缩，
所以铸件浇冒口尺寸减小，提高了铸液的利用率。 3.2 缺点： 3.2.1 重力模机械加工困难，制造周期长，一次性投资高，因此用金属模生产的
铸件应有足够的批量； 3.2.2 新产品试制时，需对重力模反复调试，才能得到合格铸件，而当模具成型
4.2.3具有良好的溃散性，便于产品的整理。
水龙头重力铸造工艺
要根据车间生产需要，不宜多混。特别夏季气温高，使树脂在固化剂作用下聚合反应加速，并 引起型砂表面水分挥发结皮，流动性下降。混好的砂应用湿麻袋遮盖。 7、中途休息和下班时，应做完料斗中的砂，模具应合好，以免砂凝固及热损失。 8、经常检查抽芯是否到位，是否有偏心，模具分型面和抽芯是否粘砂，并及时清理。 9、下班时加热板温度设为0°，并放掉储气罐内废水，清扫机台及周围环境卫生，关闭水电。 10、砂芯要做到无吹不满，无夹生，无错模，无胀模，无焦疏，无变形等要求。 11、砂芯完成后需放入砂芯干燥房，干燥房湿度不能超过60%。
2、模具应调整到无错模，间隙不能大于0.05mm。 3、下砂不能过多，需标准，否则射砂斗的密封圈要破损。 4、 固化时间不宜过短。（应在模具内硬化70-80%、但烤砂芯时间短在外面慢慢硬化）也不是
固化时间长，强度就上升，时间太长反而强度会下降 5、刚制成的砂芯并未完全硬化，修刮毛边和合模线时要小心，并修刮干净，装箱后要保证砂
3,圆砂流动性好，紧密度好，但高温易膨胀
注 意 事
1，原砂应充分干燥，因为砂中的水分加热后 会 破坏树脂膜，影响粘结强度
2，砂温不宜过低（15-30度），过低降低树脂粘
铜合金重力铸造教程(第二部分)
②熔剂除气法：熔剂除气是利用熔盐的热
分解或与金属进行置换反应产生不溶于熔体的 挥发性气泡而将氢除去。如铝青铜用冰晶石
（Na3AlF6）除气，其反应式为： 2 Na3AlF6+4Al2O3=3(Na2O·Al2O3)+4AlF3 或 Na3AlF6=3NaF+AlF3 反应产物AlF3为气体，起除氢作用，另外两种反应产 物为熔渣，通过扒渣除去。由此可见，用熔剂除气时， 还具有除渣作用。
*所有合成树脂为酸性物质，请带好劳保用品进行操作
制芯篇——砂芯不良及原因分析
主要缺陷
形成原因
错模，胀模 疏松，孔洞，吹不满
夹生
1.模具变形 2.定位销磨损,合膜模不良 3.磨具磨损变形 4.分模面有杂物 4.抽芯抽出不良,使型芯裂开
1,排气不良 2,射砂气压过大或过小 3,合模不严 4,模具漏气 5,射砂口堵住，或未对准
其他（断裂，顶针伸入）
1，顶针速度不一，或顶针长度不一 2，顶针板未水平推进 3，型砂不宜脱模，所以顶针伸入
影响
解决方案
1,铸件壁厚不匀 2,型芯不易放入磨具 3,断芯 4,产品加工余量不足
1,影响出水量(缺陷在水道处), 2妨 碍加工(缺陷在阀芯，水嘴等需加 工出) 3,增加成本(消耗铜)
1，砂芯无强度，易断芯 2，砂芯内水分未烤干
夏季气温高，使树脂在固化剂作用下聚合反应加速，并引起型砂表 面水分挥发结皮，流动性下降。混好的砂应用湿麻袋遮盖。
铸造工艺流程介绍
铸造工艺流程介绍
铸造生产的工艺流程
铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：
1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；
2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；
3）造型与制芯；
4）熔化与浇注；
5）落砂清理与铸件检验等主要工序。
成形原理
铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
型砂的性能及组成
1、型砂的性能
型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成
型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图
工艺特点
铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：
铜合金铸件铸造缺陷及防止对策ppt课件
浇 注 技 术
不 注 意
9、表面气坑 10、烧结粘砂、机械粘砂 11、内侧面包芯砂 12、表面不完整 13、虫眼表面 14、表面锈迹 15、锡汗、铅汗 16、表面粗糙
○
○○
○
○
○
○
○
○ ○ ○
○
○
○
○
○
○
○
表3续
铜合金铸件铸造缺陷分类及其主要原因（续）
铸造缺陷
主要原因
模 型 装 置
砂 箱 装 置
砂 造的 制
3000
裂纹 贯穿整个铸件断 面的裂纹或未贯穿的裂 纹，发生部位不定
4000
铸件表面粗糙 仅指表 面凹凸不平
简
图
5000
浇不到 金属液充型不 足，铸件缺一部分
表1
铜合金铸造缺陷的大分类（续）
编号
特
征
6000
尺寸或形状有误 尺寸 误写或与图纸不符
7000 8000
夹杂物与金属组织不匀 含有砂粒、氧化物，在 表面也有显露；经落砂、 酸洗或切削加工后，表 面的夹杂可除去，虽留 有孔的痕迹，但不同于 编 2000 的孔
бX BC1 BC6 BC7
G-CuSn5ZnPb C90300
容器类礼器
主要化学成分/%
Sn
Zn
1.8～2.2 2.5～3.5
第二章 铸造
刮板造型
6、组芯造型是用若干块砂芯组合成铸型，而无需砂箱。它可提 高铸件的精度，但成本高。适用于大批量生产形状复杂的铸件。
7、地坑造型在地平面以下的沙坑中或特制的地坑中制造下型的 造型方法，特点是省掉了下砂箱，但造型操作麻烦。用于中型、 大型铸件单件或小批量生产。
8、假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先 做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不参予 浇注，故称假箱。比挖砂造型操作简单，且分型面整齐。适 用于成批生产中需要挖砂的铸件。
加工余量和收缩量。根据制造芯盒的材质不同，也可以分 为木芯盒和金属芯盒，金属芯盒的材料一般是铸造铝合金
三、造型与制芯工艺
造型是指用型砂、模样、砂箱等工艺装备制造砂型的过程。 制芯是将芯砂制成符合芯盒形状的砂芯的过程。 （一）手工造型 手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。
1、整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部 在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于 铸件最大截面在一端，且为平面的铸件。
11
第二章 铸造
熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获 得一定形状和性能铸件的成形方法，称为铸造
结晶：金属溶液在凝固后一般都
以晶质状态存在。金属的结晶过 程是不断形成晶核和晶核不断长 大的过程，即由晶核的产生和长 大两个基本过程组成的。
动画：金属的结晶
常用铸造合金的生产
常用铸造合金的生产
引言
铸造是一种重要的金属加工方法，广泛应用于工业生产中。铸造合金是常用铸
造材料的一种，具有优异的力学性能和耐腐蚀性，被广泛应用于各个行业的生产制造中。本文将介绍一些常用的铸造合金及其生产过程。
1. 铝合金铸造
铝合金是一种常用的铸造合金，其具有低密度、良好的机械性能、导热性能和
耐腐蚀性能。铝合金铸造的生产过程主要包括原材料选择、熔炼、铸造工艺和后期处理。
1.1 原材料选择
铝合金铸造的原材料主要是铝和合金元素。铝的纯度要求较高，一般要求纯度
达到99.5%以上。合金元素可以根据要求选择添加，常用的合金元素有铜、锌、
镁等。
1.2 熔炼
铝合金熔炼过程中，首先需要将铝和合金元素按照一定比例放入熔炉中进行熔炼。熔炼温度一般控制在600~700摄氏度之间。熔炼过程中需要控制熔炉的气氛，以防止铝合金氧化。
1.3 铸造工艺
铝合金铸造可以采用重力铸造、压铸、注射铸造等不同的工艺。具体工艺选择
应根据所需产品的形状和性能要求来决定。
1.4 后期处理
铝合金铸造完成后需要进行热处理、表面处理等后期处理工艺，以提高产品的
性能和外观质量。
2. 铜合金铸造
铜合金是另一种常用的铸造合金，其具有良好的导电性能、导热性能和耐腐蚀
性能。铜合金铸造的生产过程与铝合金铸造类似，包括原材料选择、熔炼、铸造工艺和后期处理。
2.1 原材料选择
铜合金铸造的原材料主要是铜和合金元素。铜的纯度要求较高，一般要求纯度达到99.5%以上。合金元素可以根据要求选择添加，常用的合金元素有锌、锡、镍等。
2.2 熔炼
铜合金熔炼过程中，首先需要将铜和合金元素按照一定比例放入熔炉中进行熔炼。熔炼温度一般控制在1000~1200摄氏度之间。熔炼过程中需要控制熔炉的气氛，以防止铜合金氧化。
(完整版)第二节常用的铸造方法
第二节常用的铸造方法
(五)离心铸造
离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1．离心铸造机
离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图
图 2-2-9 离心铸造
2．离心铸造的特点和应用
与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：
（1）优点
1）铸件组织致密，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，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。
3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材
料。
5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。
（2）应用
离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
银铜合金铸造态、退火态、轧制态
银铜合金是一种常见的金属材料，由银和铜的合金组成。银铜合金具
有良好的导电性、热导性和耐腐蚀性，因此在电子、通讯、航空航天
等领域得到了广泛的应用。在银铜合金的制备过程中，铸造态、退火
态和轧制态是常见的工艺处理方法。本文将分别对这三种状态进行介绍。
一、铸造态
银铜合金的铸造是将其熔化后倒入模具中，待其冷却凝固得到所需形
状的工艺步骤。银铜合金在铸造过程中可以采用重力铸造、压力铸造
等不同的方法，以获得不同性能的产品。铸造态的银铜合金具有较大
的晶粒和较为杂乱的结构，其力学性能和导电性能一般较差。铸造态
的银铜合金通常需要进行后续的热处理工艺，如退火处理或轧制加工。
二、退火态
退火是将已经铸造或成型的合金经过一定时间的加热保温后，再经过
一定的冷却过程使其晶粒再结晶，从而获得所需性能的工艺方法。通
过退火处理，银铜合金的晶粒尺寸可以得到细化，晶界清晰度提高，
结构得到松弛，从而显著提高了其力学性能和导电性能。退火态的银
铜合金通常具有较好的塑性和韧性，因此在制造电子元器件、导线等
产品中得到了广泛的应用。
三、轧制态
轧制是将退火后的铸造坯经过轧机多次轧制加工，使其形状得到进一步调整并获得所需厚度和尺寸的工艺方法。轧制态的银铜合金具有较为均匀的显微组织和较高的强度，其硬度和抗拉强度显著提高。轧制态的银铜合金在制造线材、箔材等产品中具有重要的应用价值。
银铜合金的铸造态、退火态和轧制态是其常见的工艺状态。通过适当的工艺处理，银铜合金可以获得所需的性能和形状，从而满足不同行业的需求。在实际生产中，应根据具体产品的要求选择合适的工艺处理方法，以确保银铜合金制品具有良好的性能和质量。在实际的生产应用中，银铜合金经常需要针对特定的工程要求进行定制化的处理。以下将进一步探讨铸造态、退火态和轧制态在实际应用中的特点及优缺点。
铜件工艺流程
铜件工艺流程
铜件工艺流程
铜件工艺流程主要包括原材料准备、铸造、表面处理和加工等多个环节。下面将详细介绍一下铜件的工艺流程。
一、原材料准备
铜件的主要原材料是铜合金，包括铜、锌、铅等元素。在进行铜件制作之前，首先需要准备好合适的材料。铜材料可以通过铜矿的采集和提炼获得，一般通过电解方法获得较纯的铜锭。锌和铅等合金元素可以通过冶炼等方法得到。
二、铸造
第一步是将准备好的铜材料熔化为液态铜。通常采用电炉或火炉加热的方式，将铜锭加热到适当的温度，然后倒入铸模中进行铸造。铸造可以采用重力浇注、压力铸造或离心浇注等不同的铸造方法，根据需要制作不同形状的铜件。
三、表面处理
铸造完成后，需要对铜件进行表面处理，以提高其使用性能和美观度。表面处理包括清理、抛光、镀层和喷涂等多个步骤。首先要对铜件表面进行清理，去除铸造时产生的氧化物、灰尘和杂质等。然后通过抛光等方法对铜件进行光亮处理，提高表面质量。接下来可以进行镀层，例如镀上一层银或镍，以增加
铜件的防腐蚀性和美观度。最后，根据需要可以进行喷涂等进一步的表面处理，增加铜件的装饰效果。
四、加工
经过表面处理的铜件需要进一步进行加工，以满足具体的要求和尺寸。加工包括冲压、铣削、切割、打孔等多种方法。通过这些加工过程，可以将铜件加工成所需的形状、尺寸和精度。加工过程中要注意保持铜件的温度，防止由于高温造成变形或损坏。
五、质量检测
工艺流程完成后，需要对铜件进行质量检测，以确保产品符合要求。质量检测包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试和化学检测等多个方面。通过这些检测，可以判断铜件的质量是否合格，以及是否需要进行进一步的改进和调整。
hw-2 - 参考答案_334309728
制造工程基础
作业2:特种铸造工艺方法，铸造合金的铸造特点作业题：
1、砂型铸造中的冒口和冷铁起什么作用？说明它们的作用机理。某厂铸造一批
哑铃，常出现如图所示的明缩孔，你有什么措施可以防止，并使铸件的清理工作量最小？
参考答案要点：
冒口的作用是最后凝固，向铸件补充凝固收缩需要的金属液。机理是在厚壁处设计体积与表面积比较大的冒口，使之最后凝固，补充厚壁处凝固收缩需要的金属液。
冷铁的作用是控制铸件的凝固顺序，避免收缩类缺陷。机理是，在厚壁处安防冷铁，冷铁处冷却速度快，形成向浇口或冒口方向的凝固顺序。
措施可以有多个方案，例如：
（1） 图示浇注系统不变，两球处安装冷铁
（2） 将哑铃型腔竖直放置状态下浇注，下端球处安防冷铁，上端球处用冒口补缩或直接用浇口补缩。
2、试从铸造合金的浇注温度、流动性和收缩等方面分析比较铸钢和灰铸铁的铸
造性能？并比较低碳钢、中碳钢和高碳钢的铸造性能。
参考答案：
与灰铸铁相比，铸钢的熔点高，所以浇注温度也高，易吸气（产生气孔）和氧化（产生氧化夹杂物）；铸钢的流动性差，易产生浇不足、冷隔；铸钢凝固收缩大，引产生缩孔、缩松、裂纹等缺陷。铸钢的铸造性能比灰铸铁差。
低碳钢的熔点和浇注温度高，更易吸气和氧化；高碳钢的凝固温度区间大，更易产生收缩类缺陷。相比之下，中碳钢的铸造性能比低碳钢和高碳钢都好。
3、铸钢件、球铁件较易产生皮下气孔，请分析成因和防止方法。压力铸造时的
皮下气孔又是如何产生的？
参考答案要点：
铸钢件：浇注温度高，易吸气。铸钢用型砂应具有透气性、低发气性；
球铁件：残留的镁和硫化镁与水反应生成气体，易产生气孔。增强砂型透气性，控制球化剂加入量和水分。
压力铸造和重力铸造
Gravity cast ing
中文意思为重力铸造，俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸件，并在重力下将熔融金属浇入铸型获得铸件的工艺方法。由于一副金属型可以浇注几百次至几万次，故金属型铸造又称为永久型铸造。金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
铸造工艺具体分析与介绍
1 .铸造
铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。
广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
2. 砂型铸造
砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。
砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具C 虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。不过，旭东精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。
材料成形技术--第2章 铸造成形
机器造型的紧砂方法主要有压实、振实、振压、抛砂 四种基本形式。
1）振压紧砂：以压缩空气为动力，工作原理如图2-19所 示。 2）抛砂紧实：工作原理如图2-20所示。
（2）. 机器造型的起模方法 1）顶箱起模：如图2-21a所示。机构简单，但易漏砂，用 于型腔简单、高度小的铸型，多用于上型，以省去翻箱。 2）漏模起模：如图2-21b所示。一般用于形状复杂或高度 较大的铸型。 3）翻转起模：如图2-21c所示。机构较复杂，但不易掉砂， 适用于型腔较深，形状复杂的铸型，常用于下型。
2）金属液上升速度和结晶压力可调整，低压铸造适用于各 种铸型、各种合金和各种大小的铸件。
3）浇注系统简单，金属利用率高。 4）与重力铸造（砂型、金属型）比较，铸件的轮廓清晰， 力学性能较高，劳动条件改善，易于机械化和自动化。
低压铸造主要用于质量要求高的铝、镁合金铸件，如 气缸体、气缸盖、铝活塞等。
缺点： 铸件易偏析，内孔不准确，内表面较粗糙。 离心铸造主要用于管、套类零件。如铸铁管、铜套、 气缸套等。
6. 挤压铸造
挤压铸造：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金 属在压力作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法； 又称液态模锻。 (1). 挤压铸造的原理及工艺过程
挤压铸造原理如图2-28所示，铸型中浇入金属液，上 型向下运动挤压金属液而成形。挤压铸造的压力和速度较 低，无涡流飞溅现象，成形时伴有局部塑性变形，铸件致 密无气孔。
铜合金熔炼与铸锭2[新版]
![铜合金熔炼与铸锭2[新版]](https://img.taocdn.com/s3/m/65646852c950ad02de80d4d8d15abe23482f038c.png)
铜合金熔炼与铸锭
要得到合格的铜合金制品，必须先制得合格的铜、铜合金液。故此，铜合金的熔炼和铸造是获得优质铜合金制品和材料的关键工效之一。铜合金铸造成锭坯的常见缺陷，如力学性能不合格、气孔、氧化夹杂、偏析等。主要原因之一是熔炼工艺控制不当造成。所以，对铜合金液的质量有如下的要求。
①必须严格控制铜合金的化学成份，要符合国家标准规定的指标。
②铜合金液要纯净，不得含有气体和氧化物。
③铜合金液不得过烧，不得有偏析。
要获得合格的合金液，除了严格控制熔炼工艺外，首要的是要有合格的原材料。在熔炼铜合金是所用的原材料有新金属、回炉料和中间合金。
1.1铜合金熔炼时的金属损耗和配料
1、我司黄铜用料：电铜、锌锭、光亮丝、纯漆线、Q料、拉伸料、普通角料（回料）、四类搭用料。
2、我司磷铜用料：镀白磷、镀锡紫铜、普磷、普紫铜。
3、熔炼时的金属损耗
金属熔炼损耗通常是指熔炼过程中，金属的挥发、氧化烧损、与炉衬作用的消耗等全部损耗的总和。
1）金属的挥发
在熔炼过程中，金属的挥发是难以避免的，尤其是一些易挥发的元素有所回因挥发损失过大致使控制成份发生困难；故在熔炼工艺上应视其情况采取相应的措施。
2）氧化烧损
熔融金属中合金元素的氧化烧损，与合金元素对氧的亲合力及含量有关，凡与氧的亲合力比基体金属大、表面活性强的金属，必然易烧损。
4、降低熔炼损耗的途径
①用熔池面积小的炉子熔炼。
②制定合理的工艺操作规程。易氧化、挥发的合金元素应制成中间合金在最后
加入，或在溶剂覆盖下溶化。
③碎屑散料应打包。
④选用适宜的覆盖剂覆盖。
⑤正确选用溶剂，同时采取高温扒渣或捞渣，降低渣中金属损耗。
重力铸造
重力铸造
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。
1.把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末合金等。其中，铸造是最基本、最常用及最广泛的工艺。
2. 把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空铸型内，冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。所得到的制品就是铸件。
3.铸造可按铸件的材料分为黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）。有色精密铸件厂专业从事有色金属铸造，重点是铝合金和锌合金铸造。
4. 铸造有可按铸型的材料分为砂型铸造和金属型铸造。精密铸件厂对这两种铸造工艺都得心应手，并自行设计、制造这两类铸造模具。
5. 铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。精密铸件厂长期从事砂型和金属型的重力铸造。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
6.砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。不过，精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。
黄铜重力铸造方式
黄铜的重力铸造方式目录
1．模具涂料和石墨（1）
2．石墨水的涂层方式（1-2）
3．石墨水的改换2）
4．石墨水的管理（2-3）
5．模具制作（4）
按照产品大小设计浇铸口的选定表（重要）（3-6）
6．硬模铸造的材料（INGOT）（6）
7．铜锭成份和对产品的影响（6-8）
8．表面状态和表面轮廓线（8-9）
9．铸造产品的不良类型和原因分析（9-11）
不良原因和对策（11-13）
副录
重力铸造的工程管理（14-15）
材料采购与实际生产-（15-16）
铸造进程中的注意事项（16）
重点整理（16-17）
模具设计时的注意事项（17-19）
砂芯制作（19-22）
砂芯用砂子的比较实验（）（22-24）
砂芯实验报告（24）
砂芯生产标准及砂子查验标准24）
样品制作时的注意事项（24-26）
劝告事项（26-27）
重力铸造的基础知识
1. 模具涂料和石墨
1）在铜合金的铸造进程中，每浇注一次，模具表面要涂上一次涂料。同时也要冷却模具温度。在实际工作中，一般是把模具浸泡在涂料槽（石墨水槽），以此解决上述要求。石墨的作用：石墨是耐热物质，将高温铜水与模具隔开，保护、延长模具寿命；石墨粉很细，可增加铜水流动性，使产品易于浇铸。
经验说明，要生产表面细腻的良好铸造产品，其涂料凝聚力强、硬度要好。在这儿推荐利用易取且易与水混合的尘土状石墨粉(Graphite)。推荐利用青岛石墨股分有限公司生产的石墨：铸造土状石墨，粒度235目，含碳量：80%
为了避免在持续工作中石墨水的温度上升与石墨粉沉淀于水槽底部，通常采用电动搅拌机或吹气搅拌机。电动搅拌机可以避免石墨粉的沉淀，但其冷却效率不高。仍是利用吹气方式为宜。石墨水槽设计：石墨水槽的高度不低于浇铸工作台，避免沙芯掉入，其底部越尖，吹气冷却的效果越好。
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1. 装料原则及熔化顺序
• （1）炉料最多的金属应首先入炉进行熔化。 炉料较多的金属先熔化，形成金属熔池后再逐 渐地加入其它金属元素，这样可以减少金属元 素的熔损。 • （2）易氧化、易挥发的合金元素应最后入炉 熔化。如熔炼黄铜时要先加铜，铜熔化后再加 锌，因为铜的熔点是1083℃，而锌的熔点是 417℃，锌的沸点是907℃，熔炼时若先加锌就 会造成锌的大量挥发烧损，而熔炼时先加铜， 铜熔化后再加锌，锌在铜液中迅速溶解，当合 金液达到浇铸温度时，即可出炉浇铸，因此可 以减少锌的熔炼烧损。
• （3）合金熔化时放出大量热量的金属，不应单独加入 到熔液中，而应与预先留下的基体冷料同时加入。如 熔炼铝青铜时，将铝加入到铜液中时会发生放热反应， 使铜液剧烈地过热，因此熔炼时应先加三分之二的铜， 熔化后再加铝，并同时加入剩余的三分之一的铜，这 样加铝所发出的热量为后加入的铜所利用，可以避免 合金熔体过热。 • （4）两种金属熔点相差较大时，应先加入易熔金属， 形成熔液时，再加入难熔金属，利用难熔金属的溶解 作用，逐渐溶解于熔液中。如熔化含铜80%，含镍20% 的白铜时，先将铜熔化，并加热至1300℃左右，再将 镍加入（镍块要小些，容易熔化）液体中，逐渐熔化。 这样缩短熔炼时间，又保证合金成分。 • （5）能够减少熔液大量吸收气体的合金元素，应先入 炉熔化。
注 意 事 项
1，原砂应充分干燥，因为砂中的水分加热后 会 破坏树脂膜，影响粘结强度 2，砂温不宜过低（15-30度），过低降低树脂粘 度，不宜混匀 3，砂温不宜过高，加速反应，存放性差
制芯篇——造型材料3
呋喃I 型：尿素，甲醛，糠醇（含氮高，一般为无色，或淡黄色）
树 脂
呋喃II型：苯酚，甲醛，糠醇（含氮低，淡蓝色） ZHR—I型：尿醛，酚醛，糠醇（中氮树脂，深绿色）
②熔剂除气法：熔剂除气是利用熔盐的热 分解或与金属进行置换反应产生不溶于熔体的 挥发性气泡而将氢除去。如铝青铜用冰晶石
（Na3AlF6）除气，其反应式为： 2 Na3AlF6+4Al2O3=3(Na2O· Al2O3)+4AlF3 或 Na3AlF6=3NaF+AlF3 反应产物AlF3为气体，起除氢作用，另外两种反应产 物为熔渣，通过扒渣除去。由此可见，用熔剂除气时， 还具有除渣作用。
• ５.4．铜合金的配比
根据铁模尺寸大小要求合金配料总量为1200g
（1）黄铜（H68） 纯铜：1200g×68%=816g 锌： 1200g×32%=384g （需考虑烧损量 1.5～2％）
（2）铝青铜（QAl10） 纯铜： 1200g×90%=1080g 铝： 1200g×10%=120g
重铸基础知识
1,调整模具，清理砂筒 2,调整气压 3,漏气处贴胶 4,对准射砂口
1，增加固化时间 2，提高固化温度 3，严格按照参数混砂 1，减少固化时间 2，降低固化温度 1，仔细刮砂芯 2，射砂道小心掰掉或用锯条锯掉
夹生
焦酥
1，固化时间过长 2，固化温度过高 1，刮砂芯不仔细 2，连接射砂道敲掉后型砂表面有凹坑
*砂芯的发气量主要是因为树脂中尿素受热分解，产生NH3与H2
固化剂：常温呈碱性，中和树脂酸性，减缓树脂反应们延长混好砂的存放时间
添加剂：增加粘合强度
涂料：填补凹坑
制芯篇——制芯工艺1
一，砂芯配比 挂件砂：50kg砂+180ml固化剂+800ml树脂+30ml添加剂 龙头砂：50kg砂+170ml固化剂+700ml树脂+30ml添加剂 二，混砂工艺 砂+固化剂 1-2分钟 树脂 2-3分钟 添加剂 1分钟
疏松，孔洞，吹不满
1,排气不良 2,射砂气压过大或过小 3,合模不严 4,模具漏气 5,射砂口堵住，或未对准
1，固化时间短 2，固化温度过低 3，砂芯配比不良，或混砂不良
1,影响出水量(缺陷在水道处), 2妨 碍加工(缺陷在阀芯，水嘴等需加 工出) 3,增加成本(消耗铜)
1，砂芯无强度，易断芯 2，砂芯内水分未烤干
2. 熔炼时金属的损耗和氧化
• 熔炼过程中，一些合金元素不可避免地要产生 挥发和氧化，造成金属浪费和引起合金化学成 分变化，影响金属材料质量。 • （1）金属的挥发主要取决于其蒸汽压的大小， 在相同的熔炼条件下蒸汽压高，金属易挥发， 易烧损，如锌、磷等。 • （2） 金属被氧化的程度主要取决于金属的性 质，与氧结合能力强的金属元素容易被氧化。 金属氧化还与温度有关，熔炼温度越高则氧化 烧损越大。如铝、磷、铜等。
制芯篇——制芯工艺2
一 制芯参数
一般左模210，右模200，固化时间45秒，抽芯时间比固化时间短3-5秒。
二注意事项
1、将混好的砂放入制芯机料斗内，启动振下砂按钮，使砂充满吹砂桶，才能开始工作，否则 吹砂时要喷砂。 2、模具应调整到无错模，间隙不能大于0.05mm。 3、下砂不能过多，需标准，否则射砂斗的密封圈要破损。 4、 固化时间不宜过短。（应在模具内硬化70-80%、但烤砂芯时间短在外面慢慢硬化）也不是 固化时间长，强度就上升，时间太长反而强度会下降 5、刚制成的砂芯并未完全硬化，修刮毛边和合模线时要小心，并修刮干净，装箱后要保证砂 芯安放的稳定，可适当垫一层木屑，防砂芯损坏，并认真填写产品标识卡。 6、混好的树脂砂在存放过程中流动性将逐渐下降，所以混好的砂应在一小时内用完，混砂时， 要根据车间生产需要，不宜多混。特别夏季气温高，使树脂在固化剂作用下聚合反应加速，并 引起型砂表面水分挥发结皮，流动性下降。混好的砂应用湿麻袋遮盖。 7、中途休息和下班时，应做完料斗中的砂，模具应合好，以免砂凝固及热损失。 8、经常检查抽芯是否到位，是否有偏心，模具分型面和抽芯是否粘砂，并及时清理。 9、下班时加热板温度设为0°，并放掉储气罐内废水，清扫机台及周围环境卫生，关闭水电。 10、砂芯要做到无吹不满，无夹生，无错模，无胀模，无焦疏，无变形等要求。 11、砂芯完成后需放入砂芯干燥房，干燥房湿度不能超过60%。
杂 质 黑白云母 钾钠长石 泥粉(<1%) Fe2O3
硅砂：主要
成分为SiO2，为多结
晶形态（部分无定形 体），粒度0.053—3.35. 纯净为白 色，因含氧 化铁而为淡黄色，浅红 色
堵塞沙粒间隙，降低型芯透气性 含量过高易使铸件粘砂
特 性
1,粒度大，透气性好 2,表面光洁，则与粘结剂结合力高 3,圆砂流动性好，紧密度好，但高温易膨胀
3. 除气精炼 • （1）气体的去除 熔炼铜合金的除气方法常用的有：气体除气法、 熔剂除气法、沸腾除气法。 ①气体除气法：采用惰性气体，它与金属液 不发生作用，不溶解在金属液内，也不与溶解 在金属液内的气体作用，如氮气、氩气。惰性 气体除气，就是将氮气（N2）用钢管通入到金 属液的底部，放出很多气泡，气泡上升时，能 将溶解在金属液中的气体带出来。这是因为当 氮气泡在金属液中上升时，溶解在金属液中的 氢气就会向氮气气泡中扩散，因此随氮气泡的 上升而带走。
③沸腾除气法：沸腾除气是在工频有芯感 应电炉熔炼高锌黄铜时常用的一种特殊除气方 法。如熔化黄铜时锌的蒸发就可以将溶解在合 金液体中的气体去除。由于熔化温度较高超过 锌的沸点（907℃），因此在熔炼后期会出现 喷火现象，即锌的沸腾，这样有利于气体的排 除。
• （2）除渣精炼 ①静置澄清法：静置澄清过程一般是让熔 体在精炼温度下，保持一段时间使氧化及熔渣 上浮或下沉而除去。 ②浮选除渣法：浮选除渣是利用熔剂或惰 性气体与氧化物产生的某种物理化学作用，即 吸附或部分溶解作用，造成浮渣而将氧化物除 去。 ③熔剂除渣法：在熔体中加入熔剂，通过 对氧化物的吸附、溶解、化合造渣，将渣除去， 熔剂的造渣能力越强，除渣精炼的效果越好。
• ５.3. 操作要点 ①锌能很好地气和脱氧，加入少量Cu-P中间合 金的目的是改善合金熔体的流动性。 ②为了减少熔炼损耗，要在低温加锌。 ③铝青铜中铝为强氧化元素，在熔炼过程中极 易氧化，生成高熔点Al2O3，形成悬浮渣液， 极不易除去，加入冰晶石熔剂除去Al2O3的效 果好。 ④冰晶石熔剂的加入量为炉料量的0.1～0.3％， 分两次加入。 ⑤浇铸时要掌握好浇铸温度和浇铸速度，确保 铸锭质量。
*所有合成树脂为酸性物质，请带好劳保用品进行操作
制芯篇——砂芯不良及原因分析
wenku.baidu.com主要缺陷
错模，胀模
形成原因
1.模具变形 2.定位销磨损,合膜模不良 3.磨具磨损变形 4.分模面有杂物 4.抽芯抽出不良,使型芯裂开
影响
1,铸件壁厚不匀 2,型芯不易放入磨具 3,断芯 4,产品加工余量不足
解决方案
1,砂芯模的检查（包括磨具行腔,定位销是否磨损, 加热板是否紧固等） 2,气压调整 3,清理分型面异 物 4,检查抽芯是否安装良好
1，砂芯无强度，易断芯 2，易掉砂，易砂眼 1，密封处缺料漏水 2,影响出水量(缺陷在水道处), 3妨 碍加工(缺陷在阀芯，水嘴等需加 工出) 4,增加成本(消耗铜) 1，断芯 2，偏心，铸件壁厚不匀
清理不良（毛刺未刮干 净，表面凹坑）
• （2）浇铸时间：不同牌号的铜合金都有最适 宜的铸造温度，高于或低于这个温度将直接影 响铸锭的质量。对于铸模铸锭方式来说，铸造 温度的控制与浇铸时间密切相关，因为浇铸时 间越长，先后浇铸的金属熔体的温度差越大。 对于铸造温度范围较窄的合金来说，浇铸时间 越长，浇铸温度也就越难控制。 • （3）浇铸速度：浇铸速度通常以锭模内金属 熔体每秒钟上升的毫米数来表示。浇铸速度的 选择原则是：①在保证铸锭产品质量的前提下， 适当提高浇铸速度；②对于某一确定的合金， 若合金化程度低，结晶温度范围小，导热性好， 可适当提高浇铸速度；③若锭模的冷却速度大， 铸锭直径较小，浇铸速度可适当提高。
制芯篇——造型材料1
原砂
1、硅砂 2、石灰石砂 3、特种砂 1、粘土 2、水泥 3、水玻璃 4、有机水溶性粘结剂 5、油类粘结剂 6、合成树脂粘结剂 7、其它铸造用粘结剂 1、抗粘砂材料 2、溃散附加物 3、固化剂 4、溶剂和稀释剂 5、模样剂和分型剂 6、添加剂
造 型 材 料
粘连剂
辅助材料
制芯篇——造型材料2
什么是重力铸造？
用铁、铜或其它金属型材料作铸型，在重力 作用下，将熔融的金属注入铸型而获得铸 件的工艺方法称之为重力铸造。
重力铸造工艺流程
混砂 制芯
熔炼
浇注
开模取件
整模落砂
铸件检验
铸件洗砂
切浇道
重铸基本工序
制 芯
浇 铸
整 理
重铸基本可分为制芯，浇铸，整理三大块 每一道工序都必须严格的按照工艺参数执行 工艺参数若需优化，需在工程师确认下做相应更改，并作 好详细记录
要求混沙机转速120~150转/分，太低的转速不易搅拌均匀，太高的 转速沙芯易发热，树脂易板结，流动性不好。混砂时，原砂温度不 应超过35度 混好的树脂砂在存放过程中流动性将逐渐下降，所以混好的砂应 在一小时内用完，混砂时，要根据车间生产需要，不宜多混。特别 夏季气温高，使树脂在固化剂作用下聚合反应加速，并引起型砂表 面水分挥发结皮，流动性下降。混好的砂应用湿麻袋遮盖。
５.熔化工艺
• ５.1. 黄铜熔炼工艺 熔料准备→预热坩埚至发红→加铜和木炭→ 升温至1200℃熔化→加锌（分批加入到熔体 中）→搅拌→加中间合金（Cu-8P）→搅拌 →静置→出炉→扒渣→浇铸 • ５.2. 铝青铜熔炼工艺 熔料准备→预热坩埚至发红→先加2/3电解铜 →加熔剂（冰晶石）→升温至1200℃熔化→ 加纯铝→熔化后再加1/3电解铜→加熔剂→熔 化→搅拌→静置→出炉→扒渣→浇铸
4．影响铸模铸锭质量的主要因素
• （1）浇铸温度：浇铸温度过高或过低都是不 利的，因为采用较高的浇铸温度，势必就要使 炉内熔体的温度作相应的提高，这将引起铜合 金在熔化和保温过程中大量的吸气，同时也会 增加烧损，在浇铸时会使氧化加剧。此外，过 高的浇铸温度也会对铸模的寿命产生不利影响， 尤其是平模浇铸时模底板更容易遭到破坏。当 浇铸温度偏低时，熔体流动性变差，不利于气 体和夹渣上浮，也易使铸锭产生冷隔缺陷。因 此，必需根据合金的性质，结合具体的工艺条 件，制定适当的浇铸温度范围。