2010特种铸造10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）
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。
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
特种铸造
• 应用范围：
• 应用领域很广泛，单件、小批量生产冶金等，以及以汽车 制造业为主的大批量生产等。
常见铸造方法的比较
• 各种铸造方法均有其优缺点及其适用范围，不能认为某种 方法最为完善。因此必须根据铸件形状和大小、生产批量、 合金的品种以及现有设备等具体情况，进行全面分析比较 才比较选出合适的制造方法。
• 三、金属型铸造的特点和适用范围
• 优点： • （1）便于实现机械化和自动化生产，大大提高生产 效率； • （2）铸件精度和表面质量较砂型铸造显著提高； • （3）铸件力学性能好； • （4）车间面貌良好，劳动条件舒适。 • 缺点： • （1）铸造成本高，生产周期长。 • （2）铸造工艺要求严格，否则容易产生铸造缺陷。 • （3）铸件形状，尺寸有严格限制。 • 适用范围： • 主要用于铜、铝合金中不复杂的中小逐渐的大批生 产。如汽缸盖，轻工业品等。
熔模铸造的特点和适用范围
• • • • • • • 优点： （1）逐渐精度高，表面光洁；如涡轮发动机叶片； （2）可制造难以用来砂型铸造或机械加工很复杂的薄壁零件； （3）适用于各种金属铸件； （4）生产批量不受限制； 缺点： 生产工艺复杂且周期长，机械加工压型成本高，使用耐火材料， 模料和粘接剂价格高，铸件成本高。
•
谢谢！
特种铸造
张会 1043022076
特种铸造是指与普通砂型铸造不同的其他铸造方法， 一下讨论比较常的几种特种铸造方法。
• 常用铸造方法 ：
• • • • • 1.熔模铸造 2.金属型铸造 3.压力铸造 4.离心铸造 5.消失模铸造
1.熔模铸造
• 熔模铸造可分为蜡模铸造，型壳铸造，焙 烧浇注三个阶段。 • （1）蜡模铸造：制造压型 压制蜡膜 组装 蜡膜 • （2）型壳制造：渗涂料 撒沙 硬化 脱蜡 • （3）焙烧 • （4）浇注
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。
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。
金属型铸造
第三节 金属型的破坏原因
多次交变热应力→微小裂纹（大于疲劳强度极 限）→裂纹扩大→报废
措施：涂料；磨去微小裂纹。
3. 铸铁生长 原因：铸铁金属型时，浇注高温下，铸铁中珠光体
分解，使铸铁体积增大，称为铸铁生长。因为，生长 部位不均匀，则引起应力，加快热疲劳裂纹的扩展。
4. 氧气侵蚀 高温、热疲劳裂纹氧化，使裂纹进一步扩展。
其塑性变形值
1 1(Ts T1)
1 合金在T1与Ts之间的线收缩率。
当1大于铸件本身在温度T1时的塑性变形极限
时，
0
则会产生热裂。
② 冷裂（原因）
随铸件温度下降到再结晶温度以下的某一温度T2， 则合金处在弹性变形状态，金属型腔或型芯的阻碍收
缩可能在铸件中产生内应力，其值为：
9
第一节 金属型铸件的成形特点
16
第三节 金属型的破坏原因
5. 金属液的冲刷 过程：高温下，金属型强度降低，液体金属的侵蚀的表
面会与铸件粘在一起，取件时破坏金属型表面。压铸时更 明显。措施： 选用适当涂料，合理设计浇注系统。
6. 铸件的摩擦 过程：浇注系统、型芯等处，包紧力引起的摩擦力较大，
易磨损金属型。压铸时，这种破坏较突出。 措施：选择合适涂料，控制好铸型各处工作温度，及时
第三节 金属型的破坏原因
金属型的破坏原因▲
1. 应力的叠加 铸铁件中常有铸造应力，如采用铸铁作为制型材
料，则铸型应经消除应力的充分退火处理。否则铸造 内应力与热应力叠加，易使铸型破坏（出现裂纹）。
2. 热疲劳应力 原因：每浇注一个铸件，金属型型壁就会经受一次
加热和冷却过程，型壁内表面就经受一次交变应力的 作用（加热时为压应力，冷却时为拉应力）。
机械制造基础 第1章-03特种铸造
离心铸造主要用于大批生产铸铁管、气缸套、铜套、双金属 轴承、无缝钢来自毛坯、造纸机滚筒、细薄成形铸件等。
§1-3 特种铸造 五、熔模铸造
1.熔模铸造的工艺过程 将液态金属浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳中，从而获得精密 铸件的方法，称为熔模铸造或失蜡铸造。
§1-3 特种铸造 二、压力铸造
将液态金属高速压人铸型，使其在压力下结晶而获得铸件的方法 1. 压力铸造工艺过程
压型必须用合金工具钢来制造，并要进行严格的热处理。压型工 作时应保持120～280度的工作温度，并定期喷刷涂料。
§1-3 特种铸造 2.压力铸造的特点及应用范围
(1)生产率高，生产过程易于机械化和自动化。
低熔点合金铸件。
三、挤压铸造
挤压铸造也称“液态模锻”，是对进入 挤压模内的液态金属施加较高的机械压 力，使其凝固成为铸件的铸造方法。
1. 挤压铸造的工艺过程
挤压铸造
挤压铸造与压力铸造的主要区别是:
挤压铸造 压力铸造
充型速度(m/s ) 凝固过程
0.1～0.4 15～100
压力下结晶并产生 塑性变形
② 原材料价贵，铸件成本高。
主要用来生产形状复杂、精度要求较高或难以切削加工的小型 合金铸件。在航空、船舶、汽车、机床、仪表、刀具和兵器等行 业得到了广泛应用。
§1-3 特种铸造 六、消失模铸造
用泡沫塑料模样造 型后，不取出模样、 直接浇注，使模样气 化消失而形成铸件的 方法，称为消失模铸 造。
1. 负压消失模铸 造工艺过程
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
华中科技大学机械学院
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
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。
上海理工金工实习答案
第一章热处理是非题（错题）：对过共析钢，它的含碳量越高,淬火温度也就越高。
淬火加回火的热处理工艺称为调质，调质后的零件能获得强度、韧性、塑性都较好的综合机械性能。
弹簧淬火处理后一般都采用高温回火，因为高温回火后，其弹性极限最高。
布氏硬度适用于测量硬度很高的材料,如淬火钢等.选择题：制造连杆、传动轴……，一般选用（中碳钢）热处理调质工艺是（淬火加高温回火）弹簧钢零部件淬火后采用（中温回火）对氧化脱碳……热处理时选用（可控气氛热处理炉）为了使变速齿轮……合金钢齿轮进行（渗碳淬火后低温回火）以下切削性能相对较好的钢是（高碳钢）细长轴……淬火时应（垂直向下)气体渗碳加热范围在（900~930）碳素钢淬火……组织转变成了（马氏体）洛氏硬度值为45的表示方法为45HRC填空题：【（退火）随炉缓慢冷却】【（正火）空气冷却】【(淬火）淬火快速冷却】【（回火）淬火后】【（钢热处理)升温、保温、冷却】【（一般）内部组织】【（金属材料)硬度、强度、拉伸、型性】【(最常用）渗碳、渗氮、渗铬】第二章铸造实习报告判断题错题:手工造型中，型砂按的越紧越好，强度高铸件的重要工作面、受力面或主要加工面，浇注时应朝上选择题分型砂的作用是(上型砂和下型砂顺利分析）铸件产生黏砂的主要原因(浇注温度过高和造型材料耐火度不显）生产中为提高金属液额流动性需采用（提高浇注温度）型砂中加入煤粉作用是（防止黏砂和……）铸件的重要加工面，在造型时尽量放在铸型的（下面）熔模铸造适用于制造（形状复杂铸件)冒口的作用（补缩和排气）一般融化铝加热温度为（800）因为金属……收缩量约为（1。
5%）左右适用铸造生产的是(车床尾座及溜板箱手轮）填空题【（铸造）特种】【(型砂的组成）原砂、粘结剂、附加物】【(型砂是砂型的主体）良好的透气性、适当的温度、耐高温、一定的退让性、足够的耐用性】【（手工造型)整模、分模、挖沙、浮块、三箱】【（三箱造型）两个、三】【（典型浇注）外浇口、直浇口、模浇口】【（铸铁）坩埚】【（对铸件）喷砂清理、喷水清理、水力清理】【（特种铸造)熔模铸造、压力铸造、离心铸造、陶瓷铸造】【（浇注速度）正面】简答题1。
特 种 铸 造
特种铸造
•
为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们在砂型铸
造的基础上，创造了多种其它的铸造方法；通常把这些有别于砂型铸
造的其他铸造方法通称为特种铸造。
•
金属型铸造
定义：金属型铸造是指利用金属材料制成铸型，在重力作用下将熔融
金属浇注到铸型中制造铸件的一种铸造方法，也称永久型铸造。
•
特点和应用：
用下充填型腔并凝固成形的铸造方法。
•
特点和应用：
•
1.离心力改善了补缩条件，缩孔等缺陷减少；
•
2.改善金属的流动性，提高了充型能力；
•
3.简化了中空圆柱形铸件的生产过程；
•
4.成分偏析严重，尺寸难以控制；
•
5.特别适于横截面呈圆柱的铸件生产。
•
连续铸造
定义：是指将熔融金属连续不断地浇注到被成为结晶器的特殊容器中，
填型腔并凝固而获得铸件的一种铸造方法。
•
特点和应用：
•
1.充型压力和充型速度易于控制，气孔、夹渣较少；
•
2.铸型散热快，组织致密，机械性能好；
•
3.无需冒口设置，金属利用率高；
•
4.铸件尺寸精度高，表面光洁；
•
5.适于生产质量要求高的铝镁等有色金属铸件。
•
离心铸造
定义：是指将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作
•
特点和应用：
•
1.浇注时间短，易于机细化，耐磨、耐蚀性好；
•
3.铸件尺寸精度高，表面光洁；
•
4.凝固速度快，排气困难，易形成疏松和缩孔；
•
5.模具成本高，铸件尺寸受限；
•
6.适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
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
三. 金属型铸造的适用范围
主要用于有色合金铸件的大批量生产， 如：铝活塞，汽缸盖，油泵壳体，铜瓦，衬套， 等等。
§4-2 熔模铸造 Lost wax casting
一. 熔模铸造的工艺过程
熔模组照片
二. 熔模铸造的特点
优点：铸型精密、型腔表面极为光洁，故铸件精 度及表面质量非常高；没有分型面，可生产出形状复 杂的薄壁铸件；可生产高熔点合金铸件；生产批量不 受限制。 缺点：工艺过程繁杂、生产周期长、铸件成本 高，铸件小（<25 kg )，难以实现全部机械化、自动 化生产。
离心铸造的特点和适用范围：
1、铸造圆筒形铸件可以不用型芯 2、铸件组织致密，缺陷少 3、 便于制造双金属铸件
缺点：
1、内表面质量差，须有大的加工余量 2、不适宜生产比重偏析大的合金铸件 适宜大批量生产。如：铸铁管，汽缸套，铜套、双 金属轴承等
（点击下面链接观看录像）
特种铸造视频（三）： 1.壳型铸造 2.陶瓷型铸造 磁型铸造示意图
第四章
（点击下面链接观看录像）
特种铸造
除砂型铸造以外的各种铸造方法都属于特种铸造。
1.金属型铸造 特种铸造视频（一）： 2.熔模铸造 3.离心铸造 1.压力铸造 特种铸造视频（二）： 2.低压铸造
§4-1 金属型铸造 Permanent
mold casting
金属铸型可反复使用几百到几千次，故有永久型 铸造之称。
本章结束
一. 金属型铸造的工艺特点 1. 型腔和型芯表面必须喷刷涂料
作用：减缓铸件的冷却速度；保护铸型； 防止气孔（蓄气、排气）。
2. 使金属型保持一定的工作温度 3. 适时开型
目的：可避免出型和抽芯困难；减轻裂纹 倾向；提高生产率。
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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铸件在金属型中的浇注位置
选择浇注位置应遵循的原则
保证金属液流动平稳，排气方便 有利于顺序凝固，补缩良好，保证获得组织细 密铸件 型芯数量应尽量减少，安放方便，易于出型 有利于金属型结构简单化，铸件出型方便
铸件分型面的ห้องสมุดไป่ตู้择
选择分型面应遵循的原则
为简化金属型结构，提高铸件精度，对形状较简单的 铸件最好都布置在半型内，或大部分布置在半型内； 分型面数目应尽量少，保证铸件外形美观，铸件出型 和下芯方便； 选择的分型面应保证设置浇冒口方便，金属充型时流 动平稳，有利于型腔里的气体排出； 分型面不得选在加工基准面上； 尽量避免曲面分型，减少拆卸件及活决数量。
浇注系统设计
－直浇道形式
垂直分型的金属型一般不设横浇道，为撇渣，常在直浇 道上部设集渣包。
浇注系统计算
浇注系统直、横、内浇道面积比
冒口设计
金属型铸造的冒 口和砂型铸造时具有同 等的作用：即为补缩、 集渣和排气。它的设计 原则也与砂型用冒口相 同。由于金属型冷却速 度大，而冒口又常采用 保温涂料或砂层，因此 金属型的冒口尺寸可比 砂型的冒口小。
金属型设计 －种类及特点 －材质选择 －主体设计（型腔尺寸、壁厚） －排气系统设计 －浇注系统设计 －顶出结构设计 －定位、导向、锁紧机构
铸件材质选择
制造金属型的材料，应消足下列要求： 耐热性和导热性好，反复受热时不变形，不破坏； 应具有一定的强度、韧性及耐磨性，机械加工性 好。
铸型材质选择
铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄， 采用加强筋，可防止以上的缺陷。
为了减小热节和防止铸件产生缩孔 和缩松，铸件的壁应避免交叉连接 和锐角连接。 中、小铸件可采用 交错接头，锐角连接宜采用过渡形 式，大件宜采用环形接头。
（a）不合理
十字型连接形式 (b)合理 (c)不合理
(d)合理
(a)不合理
金属型芯的设计
根据铸件的复杂情况和合金的种类可 采用不同材料的型芯。一般浇注薄壁复杂件或 高熔点合金（如锈钢、铸铁）时，多采用砂芯， 而在浇注低熔点合金（如铝、镁合金）时，大 多采用金属芯。在同一铸件上也可砂芯和金属 芯并用。
金属型的排气
1．利用分型面或型腔零件的组合面的间隙进行排 气。 2．开排气槽。即在分型面或型腔零件的组合面上， 芯座或顶杆表面上做排气槽。 3．设排气孔。排气孔一般开设在金属型的最高处。 4.排气塞是金属型常用的排气设施 。
K型连接形式 (b)合理 (c)不合理
(d)合理
铸件壁的连接形式示意图
有利补缩 防止变形和避免水平大平面 从简化工艺考虑 减少砂芯 简化分型面 简化模型、铸型制作 有利于清理
浇注系统
铸件工艺性分析
－铸件结构工艺性分析
合理的铸件结构应遵循原则
铸件结构不得阻碍出型，妨碍收缩 壁厚差不能太大，以免造成温差悬殊，造成缩松和 缩裂 限制最小壁厚，避免浇不足或冷隔
应注意： 冒口不宜过高，耗金属， 内浇口处易缩松 浇注镁、铝合金时尽量 用明冒口 采取措施节约金属液
减小冒口的措施
金属型铸件工艺参数
线收缩率 铸造斜度 加工余量
小结
由于金属型铸造的合金很多，铸件的形状、大小、 复杂程度以及技术要求差别很大，因此铸造工艺 是千变万化的。对于具体问题，必须进行具体分 析，并结合实际情况，灵活处理，反复实验总结， 才能得出比较合适的工艺方案。
浇注系统设计
－浇注特点
金属浇注速度大，超过砂型约20％； 其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能 顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致， 顺利的将气体挤向冒口或出气冒口； 应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生 涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。
浇注系统设计
－浇注方式
金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。 顶注式，其热分布较合理，有利于顺序凝固，可减少金属液的消耗， 但金属液流动不平稳，易进渣，铸件高时，易冲击型腔底部或型芯。 若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100毫米的简单件 底注式，金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利 于铸件顺利凝固 侧注式，兼有上述两者的优点，金属液流动平稳，便于集渣，排气等， 但金属液消耗大，浇口清理工作量大。 要求浇注系统结构有利于降低金属液流速，流动平稳，减少其对 型壁的冲刷。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外，还保证在充 型过程中不得产生喷溅。
金属型主体设计
金属型主体系指构成型腔，用于形成铸件 外形的部分。主体结构与铸件大小，其在型中的 浇注位置，分型面以及合金的种类等有关。在设 计时应力求使型腔的尺寸准确；便于开设浇注系 统和排气系统，铸件出型方便，有足够的强度和 刚度等。
金属型腔尺寸
Ax Ap Ap 2 Ax
涂料层厚度（mm） 涂料层的厚度和材料对比热流的影响
问题2：金属型壁厚对铸件凝固时间的 平板铸件 铸 600 影响怎样？为什么？ 件
凝 固 时 间 （ ） 400 圆柱形铸件 s
200
20
40
60
金属型壁厚（mm） 铸件凝固时间与金属型壁厚的关系
工艺设计的主要目的
为什么要进行工艺设计？
从避免铸件缺陷考虑 壁厚 壁厚均匀 圆角过渡 结构
P95
顶出铸件机构设计
防止顶伤铸件，即防止铸件被顶变形或在铸件表 面顶出凹坑； 防止顶杆卡死，首先是顶杆与顶杆孔的配合间隙 要适当。如果间隙过大易钻入金属，过小则可能 造成卡死的现象。根据经验最好采用D4／dC4级配 合。
几个铸造性能方面的名词
铸造性能 Foundry Technological Properties 顺序凝固 Directional Solidification 同时凝固 Simultaneously Solidification 充型能力 mold filling capacity 缩孔和缩松 Shrinkage and Dispersed Shrinkage 冒口 Riser 冷铁 Chilling 热节 Hot Spot 起模斜度 Pattern draft
上节课内容简要回顾
金属型铸造工艺简要流程 金属型铸造的优点与不足 金属型铸件的形成特点
1.2 问题1：金属型铸造中如何有效控制凝 1.0 固、冷却速度？原理是什么？ 1石墨粉涂料 比 热 流 （ 0.8 0.6 0.4 2锆英粉涂料 3硅藻土涂料
J/cm· K
）
0.2
涂料的导热性越好，其厚度 0 1 2 3 4 对传热速度影响越明显！