第三章金属的铸造成形工艺
第三章 精密洁净铸造工艺
第一节 近代普通化学硬砂铸造工艺
无机化学粘结剂砂 普通铸造使用的型砂或芯砂主要有两大类 有机化学粘结剂砂 一、无机化学粘结剂型（芯）砂： 1、水玻璃：适用于自硬法铸造工艺。 2、水泥：适用于自硬法铸造工艺。 3、磷酸盐聚合物：适用于自硬法铸造工艺。
二、挤压铸造技术： 1、挤压铸造概述： ⑴ 定义： 挤压铸造是将浇入金属型中的液态金属，在通过冲头传递的 压力作用下，进行填充、成形和凝固结晶，从而获得铸件的铸造 方法。 ⑵ 特点： ① 铸件尺寸精度高，表面质量好； ② 铸件无缩孔、缩松及气孔等缺陷：浇铸过程中能得到有效 的补缩。 ③ 不设浇铸冒口系统，减少了液态金属的消耗。 2、挤压铸造原理： 挤压铸造原理如图所示。
⑴ 压力铸造概念： 是一种机械化程度和生产效率均很高的特种铸造方法，将熔 融的金属在高压力下，在极短的时间内，以极高的速度填充模具 的型腔内，并在充型完成后，持续地施以高压使之在压力下凝固、 结晶。 ⑵ 压力铸造特点： ① 高压：高达500兆帕。 ② 高速：填充时间0.01～0.21s。 2、压力铸造的原理： 原理如图所示。 3、压铸设备： ⑴ 热压室压铸机： 压室浸入液态金属中。原理如图。
二、有机化学粘结剂型（芯）砂： 1、植物油粘结剂： 2、人工合成有机高分子粘结剂： 4、化工副产品粘结剂： 有机化学粘结剂一般采用加热、吹气、自硬等方法硬化。
第二节 高效金属型铸造工艺及设备
金属型铸造是指用金属材料（钢、铸铁）制作铸型生产铸件 的一种特种铸造方法。 普通金属型铸造是常用的金属型重力铸造。是借助自然重力 将液态金属通过浇铸系统填充型腔的铸造方法。 一、压力铸造技术： 1、概述：
金属工艺学部分课后习题解答
补充习题
下列铸件在大批量生产时，以什么铸造措施 为宜？ 铝活塞金属型铸造、汽轮机叶片熔模铸造、 汽缸套离心铸造、车床床身砂型铸造、摩托车 气缸体压力铸造、汽车喇叭压力铸造、大口径 污水管离心铸造、大模数齿轮滚刀熔模铸造
压力加工：第二章 铸造
7 图示零件采用锤上模锻制造，请选择最合适旳分模面
位置？ p127
I
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
方案I： 分型面为曲
面，不利于分型。
I
方案II：分型面在最
II
大截面处，且为平面，
方案可行。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
I II
两方案均可， 但型芯头形状 不同。
铸造：第三章 砂型铸造
铸造：第一章 铸造工艺基础
8.试用下面异形梁铸钢件分析其热应力旳形成原 因，并用虚线表达出铸件旳变形方向。p49
形成原因：壁厚不均匀。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
p73
I方案存在错箱可能。 该零件不算太高，故 方案II稍好，从冒口
II
安放来看，II方案轻 易安放。
焊接措施: 手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊
端面车刀
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
应采用方案I，方案II
I
型芯稳定，但φ40凸台
阻碍拔模。
II
铸造：第三章 砂型铸造
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
I
III II
应采用方案III，方案I需要活块，且下面活 块难以取出；方案II需要挖砂。
金属的铸造成形工艺
四、铸造工艺的分类
★按造型材料及工艺特点分为：普通砂型铸造和特种铸造。 普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。 特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天
然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压 铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷 型铸造等；一类以金属作 为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力 铸造、低压铸造等。 ★按金属填充铸型时是否施加外力分为：重力作用下的铸造 成形和外力作用下的铸造成形。
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。
司母戊方鼎
曾侯乙尊盘
青铜尊盘出土于曾侯乙墓。尊盘由尊和盘组成，尊置于盘中。 尊盘的口沿是非常精细的镂空的变形龙纹和龙形雕饰，均可 分辨出每条盘龙上的眼睛。是采用“失蜡法”的铸造方法。 尊和盘均铸有“曾候乙作持用终”铭文。
保持1～2年，设备综合开工率>80%，装备全部 开工率<50%，装备标准化、系列化、商品
标准化、系列化、商品化
化程度很低
注：CT为铸件尺寸公差(Casting Tolerances)的代号，见GB／T6414-1986
★铸件处理 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒
口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子， 因此必须经过清理工序。
铸件清理的设备有抛丸机、浇口、冒口切割机 等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序， 所以在选择造型方法时 ，应尽量考虑到为落砂清 理创造方便条件。
有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如 热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
★铸型准备 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。如砂型铸造：铸
金属工艺铸造课程设计
金属工艺铸造课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属工艺铸造的基本概念，掌握铸造工艺的种类及其特点；2. 学生能掌握金属材料的性质及选用原则，了解其在铸造中的应用；3. 学生能了解铸造过程中的关键技术，如模具设计、浇注、冷却等。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的金属铸件，并进行铸造实验；2. 学生能掌握金属铸造的基本操作技巧，提高动手实践能力；3. 学生能通过观察和分析，解决金属铸造过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对金属工艺铸造的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 学生在团队协作中，学会沟通、交流和合作，培养集体荣誉感；3. 学生认识到金属工艺铸造在生活中的应用，增强对传统工艺的尊重和传承意识。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识和动手操作，培养学生的实际应用能力。
学生特点：初三学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，善于观察和思考。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，注重培养学生的动手实践能力和创新精神。
通过课程学习，使学生能够独立完成金属铸件的设计与制作，提高综合运用知识的能力。
同时，关注学生在课程学习中的情感态度价值观的培养，使他们在学习过程中形成积极向上的人生态度。
二、教学内容1. 金属工艺铸造基本概念：包括铸造的定义、分类及其特点，使学生了解铸造工艺的广泛应用。
教材章节：第一章 金属工艺铸造概述2. 金属材料的性质及选用：介绍常见金属材料的物理和化学性质，以及选用原则，为学生设计铸件提供参考。
教材章节：第二章 金属材料及选用3. 铸造工艺过程：讲解铸造过程中的关键技术，如模具设计、浇注、冷却等，让学生掌握铸造的基本操作。
教材章节：第三章 铸造工艺过程4. 铸造缺陷及其防止：分析铸造过程中可能出现的缺陷，探讨缺陷防止措施，提高学生解决实际问题的能力。
教材章节：第四章 铸造缺陷与防止5. 铸件设计：结合所学知识，指导学生进行简单的铸件设计，培养学生的创新意识和实际应用能力。
3铸造
• （2）透气性 型砂：（芯砂）孔隙透过气体的 能力，称为透气性。若型砂透气性不足，型砂 内的气体排不出去，会使铸件产生气孔、浇不 足等缺陷。 • （3）耐火度 ：型砂（芯砂）在高温液体金属 的作用下不熔融、不烧结的能力，称为耐火度。 如耐火度不足，容易使铸件粘砂，使清理、切 削加工困难，甚至造成废品。 • （4）退让性 ：铸件冷却收缩时，型砂（芯砂） 具有可被压溃，而不阻碍铸件收缩的性能，称 为退让性。若型砂退让性不足，铸件收缩时可 能产生裂纹。 • 由于芯砂的大部分被金属液体包围，因此， 对芯砂的性能要求要比型砂高。
三、造型材料
• 用来造型的型砂、造芯的芯砂以及型腔表面的 涂料等统称造型材料。 • 造型材料中型砂的用量很大，通常每生产1t铸 件，需要3～6t型砂。因此，型砂的性能、经济 性对铸件的质量和成本影响很大。 • 1．型砂和芯砂应具备的性能 • （1）强度 型砂（芯砂）抵抗外力而不破坏的 能力，称为强度。若型砂强度不足，造型、合 箱、 搬运、浇注时常会发生塌箱，铸件易产 生冲砂、砂眼等缺陷。 •
3－2 特种铸造
砂型铸造方法具有适应性广、生产准 备简单、成本低廉等优点，被广泛采用。 但却存在生产过程较复杂、砂型只能用 一次、生产率低、铸件质量差、工人劳 动条件较差等缺点，使砂型铸造远远不 能满足高质量铸件和大规模生产的要求。 特种铸造就是从不同的方面弥补了砂型 铸造的不足而发展起来的。主要有金属 型铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸 造等。
四、造型方法
• 砂型铸造的造型方法可分为手工造型和机器造 型两大类。 • 在单件、小批量生产铸件时，手工造型仍是常 用的方法。造型时，如何将模样顺利地从砂型 中取出而又不破坏型腔的形状，这是个关键问 题。因此，围绕起模问题，就形成了多种造型 方法。 • 1．整模造型 • 整模造型的模样是一个整体。造型时模样全 放在一个砂箱内，分型面为平面。这类零件的 最大截面在端部，而且为平面
3首饰铸造工艺-2汇总
5）放入专用的模套（钢铸筒）内。
6）注入耐火铸粉浆液，并去除其中的空气， 我们称之为“灌浆”和“抽真空”；
7）干燥，使其凝固； 8）烘干，脱蜡（失蜡），焙烧；
9）选择金属或者合金材 料，并计算、称出要使 用的金属的重量；
10）熔化金属或合金；
11）对焙烧铸模进行浇铸 （浇铸方法有：真空加 压浇铸，吸索浇铸，回 旋真空加压浇铸，离心 浇铸，真空离心浇铸 等）；
首饰可以通过多种铸造工
艺快速、准确地进行复制。 在具体应用中可以根据自 己作品特点选择不同的铸 造方法，以取得不同的艺 术效果。
另外，精密铸造机械的出
现，使得首饰的大批量生 产成为可能，可以节省原 材料和时间，提高劳动效 率并降低劳动成本，这就 大大提高了生产效益，这 也是首饰铸造的最大意义 所在。
2、如果重复使用融铸过的旧金属，要配一点新鲜的未 使用过的金属，且在金属即将熔化时，辅以适量硼砂 粉助熔；
3、硼砂粉的使用不能过量，否则容易造成砂眼等金属 缺陷；
4、用刷子刷洗金属坯件时，要注意不要用力过猛，动 作轻柔，否则容易损坏细节或者使工件的细节部分变 形；
课程重点及难点：
在失蜡铸造中的各个转换过程中，分别包含哪 些具体操作过程？
12）将铸模放入冷水冷却后，取出铸件；
与铸造成败相关的因素 1）熔模蜡料的配制对造型和所铸形体的质量有
很大影响。
2）铸造用金属液化状态时的流动性很重要。 3）铸造型腔的设计对铸造的成败有关键作用。 4）铸造者的经验（如对铸造技术、机械与工艺
的把握）对铸造效果也至关重要。
实训3——失蜡浇注
1、火吹的使用必须严格按照操作规划进行，尤其注意 油壶中的油量要适当，切不可因为倒模时燃烧时间久， 需要的热量大就超过油壶的1/3；
机械制造工艺学电子教案
机械制造工艺学电子教案第一章：机械制造工艺学概述1.1 课程介绍了解机械制造工艺学的定义、内容、目的和意义。
理解机械制造工艺学在工程领域的应用。
1.2 机械制造工艺过程介绍机械制造工艺过程的基本概念。
理解工艺过程的分类和特点。
1.3 机械制造工艺参数学习工艺参数的定义和作用。
掌握主要工艺参数的计算和应用。
第二章：铸造工艺2.1 铸造工艺基础了解铸造工艺的定义、特点和应用。
学习铸造工艺的基本原理和过程。
2.2 铸造工艺参数掌握铸造工艺参数的定义和作用。
学习主要铸造工艺参数的计算和应用。
2.3 铸造工艺设计理解铸造工艺设计的意义和目的。
学习铸造工艺设计的步骤和方法。
第三章：金属塑性成形工艺3.1 金属塑性成形工艺基础了解金属塑性成形工艺的定义、特点和应用。
学习金属塑性成形工艺的基本原理和过程。
3.2 金属塑性成形工艺参数掌握金属塑性成形工艺参数的定义和作用。
学习主要金属塑性成形工艺参数的计算和应用。
3.3 金属塑性成形工艺设计理解金属塑性成形工艺设计的意义和目的。
学习金属塑性成形工艺设计的步骤和方法。
第四章：焊接工艺4.1 焊接工艺基础了解焊接工艺的定义、特点和应用。
学习焊接工艺的基本原理和过程。
4.2 焊接工艺参数掌握焊接工艺参数的定义和作用。
学习主要焊接工艺参数的计算和应用。
4.3 焊接工艺设计理解焊接工艺设计的意义和目的。
学习焊接工艺设计的步骤和方法。
第五章：机械加工工艺5.1 机械加工工艺基础了解机械加工工艺的定义、特点和应用。
学习机械加工工艺的基本原理和过程。
5.2 机械加工工艺参数掌握机械加工工艺参数的定义和作用。
学习主要机械加工工艺参数的计算和应用。
5.3 机械加工工艺设计理解机械加工工艺设计的意义和目的。
学习机械加工工艺设计的步骤和方法。
第六章：机械装配工艺6.1 机械装配工艺基础了解机械装配工艺的定义、特点和应用。
学习机械装配工艺的基本原理和过程。
6.2 装配工艺参数掌握装配工艺参数的定义和作用。
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
金属工艺学作业
金属工艺学作业本姓名: 姚喜林班级： 09级机械设计制造及其自动化6班 学号： 20091399第一章 铸造成形工艺理论基础1．述铸造成形的实质及优缺点。
铸造是一种将液态金属浇入铸型型腔，冷凝后获得毛坯或零件的成形工艺。
铸造成形工艺的优点是：（1）适合制造形状复杂，特别是内腔形状复杂的铸件。
（2）铸件的大小几乎不受限制。
（3）可使用的材料范围广，凡能熔化成液态的金属材料几乎均可用于铸造。
铸造成型工艺的缺点是：（1）组织性能差，铸件晶粒粗大，不均匀，力学性能差，制造工序繁多，易于产生铸造缺陷。
（2）工作条件差，劳动强度高。
3．何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对图1所示阶梯型试块铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。
同时凝固原则是指使型腔内各部分金属液温差很小，同时进行凝固的原则；定向凝固原则是在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流方向相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺。
第二章 常用铸造合金及其熔炼1、某铸件壁厚有5mm,20mm,52mm三种，要求铸件各处的抗拉强度都能达到150MPa,若选150牌号的灰铸铁为材质，能否满足要求？不能；查表《灰铸铁的抗拉强度，特性及应用举例》可知：壁厚为5mm对应的材质为牌号HT150的铸件壁厚范围为2.5~10mm，相对应的抗拉强度为不小于175MPa，与应用抗拉强度范围0~150MPa无交集，故能满足性能要求。
壁厚为20mm对应的材质为牌号HT150的铸件壁厚范围为20~30mm，相对应的抗拉强度为不小于130MPa，与应用抗拉强度范围0~150MPa有交集，故不能满足性能要求。
壁厚为52mm对应的材质为牌号HT150的铸件壁厚范围为30~50mm，相对应的抗拉强度为不小于120MPa，与应用抗拉强度范围0~150MPa有交集，故不能满足性能要求。
综上所诉要求铸件各处的抗拉强度都能达到150MPa，选取HT150牌号的灰铸铁不能满足性能要求。
第三章 铸件宏观组织及其控制
纯金属几乎得不到等轴晶。 因为纯金属晶体的游离是很困难。 由于型壁处过冷度最大，所以沿型壁方向晶 体的长大速度最快，晶体之间很快能连接起来 形成凝固壳。当一个整体的凝固壳形成后，晶 体再型壁处游离出去就很困难。
固溶体时：
在晶体与型壁交会处形成溶质的偏析，容易使 晶体与型壁的交会处产生“脖颈”。 具有脖颈的晶体不易 沿型壁连接形成 凝固壳； 在浇注过程和凝固 初期存在的对流容易 冲断脖颈，使晶体脱落并游离出去。
晶粒生成和游离的场所，也就是等轴晶生成 的起源处，随着浇注温度的降低逐渐向浇口处 转移。
上述同样的铸型，同样的99.7%铝，在680℃ 情况下浇注。
即使改变了冷铁的位置，铸件中的等轴晶区 并不象700℃那样，而是没有多大变化。
这是由于等轴晶生成的起源移动到浇道口 内壁处的原因
从这个试验结果可知，冷铁虽然对从别处生 成有利的晶粒运动到它附近时，有避免这些晶 粒再融化而消失的作用，但是，如果把它放在 希望产生晶粒生成和游离的地方，使这里的冷 却能力增大的化，则反而抑制了等轴晶的生成 和游离
如，对铝合金来说，Ti、Ni、 Fe等的偏析系数较大，易细 化晶粒； Zn、Mn等偏析系数较小， 组织难细化
前面指出，当过冷度增加到一定程度，等轴晶 的生成和游离就不发生，而在型壁上一开始就 形成了稳定的凝固壳，从而得到柱状晶。 这表示，铸型的激冷能力越大，稳定的凝固壳 形成得越快，等轴晶的生成和游离就越困难。
另外，型壁面上 的凹处使晶粒沿 着型壁面上的成 长受到阻碍，从 而使晶粒易于游 离
冷却能力较小的铸型的 型壁面上，晶粒和邻近 的晶粒接触形成凝固壳 缩需时间比起冷却能力 大水冷金属等冷却能力大的铸型，在型壁上迅速形成 稳定的凝固壳（b），在这种情况下晶粒游离的机会比a小。 一旦形成稳定的凝固壳之后，即使在那里有液体的运动， 晶粒也难以游离。
第三章金属的铸造成形工艺砂型铸造-造型方法
造型方法的选择
微震紧实：
微震紧实是在加 压坚实型砂的同时， 砂箱和模板作高频率、 小振幅震动。此方法 生产率较高、紧实度 均匀、噪声小。广泛 用于成批生产中、小 型铸件。
气动微震压实造型
造型方法的选择
抛砂紧实：
抛砂紧实是利用 离心力抛出型砂，使 型砂在惯性力下完成 填砂和坚实。该方法 生产率高，能量消耗 少、噪声低、型砂坚 实度均匀、适用性广。 主要适用于单件、小 批、成批、大量生产 中、大型铸件或大型 芯。
造型方法的选择 活块造型：活块造型是在制模时将铸件上的妨碍 起模的小凸台，肋条等这些部分作成活动的 （即活块）。起模时，先起出主体模样，然后 再从侧面取出活块。其造型费时，工人技术水 平要求高。主要用于单件、小批生产带有突出 部分、难以起模的铸件。
造型方法的选择
脱箱造型： 脱箱造型主要采用活动砂箱来造型， 在铸型合型后，将砂箱脱出，重新用于造 型。 一个砂箱可制出许多铸型。金属浇注 时为防止错型，需用型砂将铸型周围填紧， 也可在铸型上套箱。常用于生产小铸件， 因砂箱无箱带，故砂箱一般小于400mm。
造型方法的选择 地坑造型：地坑造型是利用车间地面砂床作为铸 型的下箱。大铸件需在砂床下面铺以焦炭，埋 上出气管，以便浇注时引气。 地坑造型仅用或不用上箱 即可造型，因而减少了造 砂箱的费用和时间，但造 型费工、生产率低，要求 工人技术水平高。适用于 砂箱不足，或生产要求不 高的中、大型铸件，如砂 箱、压铁、炉栅、芯骨等
型芯的制作
造型方法的选择
机器造型
机器造型是指用机器全部完成或至少完成 紧砂操作的造型工序。机器造型铸件尺寸精确、 表面质量好、加工余量小，但需要专用设备， 投资较大，适合大批量生产。 常用的机器造型方法有：压实式、震实 式、抛砂式、射压式等。
第3章-熔炼和铸造讲解
3.1.3振动脱气原理 金属熔体在振动状态下，液体分子在极高频率的振动下发生移位运动， 造成一部分分子与另一部分分子之间运动不和谐，所以在液体内部产生 无数显微空穴即所谓的“空化”作用。这些空穴都是真空的，金属中气 体很容易扩散到这些空穴中去，结合成分子状态,形成气泡而上升逸出。
3.1.4真空脱气原理 真空脱气又分为静态真空和动态真空两种方法。静态真空是在炉体密封 的情况下将其抽成真空，熔体中的氢聚合成氢气向真空中散逸，静态真 空必须除去溶体表面的氧化膜，氢气才能顺利通过表面逸出。静态真空 表面脱气快，但深层脱气不理想，所以可以对熔体施加电磁搅拌，提高 深层脱气速度。动态真空是通过虹吸的方法从一个炉子往另一个已经抽 成一定真空（1.3*103Pa）炉子喷射（喷射速度1~15.T/min）熔体， 熔体形成细小的液滴，这样熔体与真空的接触面积增大并且不受氧化膜 的阻碍，气体得以迅速析出。与此同时钠被蒸发烧掉，氧化夹杂聚集在 熔体表面。处理后的熔体中的气体含量低于0.12ml/100gAl。氧含量低 于6ppm，钠含量也可降低2ppm。
铝液中加入碱金属及碱土金属时，因为其表面活性大，且与氧的亲和 力大，附集于表面优先氧化，改变了氧化膜的性质，形成多空孔疏松的氧 化膜，使铝液氧化无法控制。如铝熔体中镁含量大于1.5%时，表面膜已 全由多孔疏松的氧化镁构成。此时加入少量的Be(0.03~0.07%Be),可提高 氧化膜的致密度，因铍为活性物质，原子体积小，扩散快，渗透入MgO 膜的疏松孔洞中，形成致密的BeO阻止进一步氧化。氧化膜的作用可如下： a 防止熔体的进一步氧化 b 防止易挥发性合金元素的挥发 c 防止熔体与水蒸气反应使熔体吸氢 但是在排气时氧化膜也会妨碍H2的排出。
在熔炼过程中，气泡、固态化合物和吸附在金属表面的气体，在金属中 以独立的相存在，所以容易被除去。而溶于金属中构成均匀固熔体的气 体就较难于除去。 熔体吸气可分成：吸附、离解和扩散三个阶段 吸附阶段：（物理吸附） 由于金属表面原子受力不均，处于不平衡状态，而形成一个力场，气体 分子碰到该金属表面时，受力场作用被吸附在金属表面（温度较低、压 力较大，有利于物理吸附），吸附的气体层仍处于稳定的分子状态，故 不能被金属吸收。 离解阶段：（化学吸附） 一些气体（H2、O2、N2、H2O气、CO2）等与金属原子之间有一定的亲 和力，使它们在金属表面离解为原子，然后以原子状态吸附在金属表面， 这种吸附称为化学吸附。 惰性气体与金属原子之间没有亲和力，只能进行物理吸附，而没有化学 吸附。 铝熔体中的氢不是来源于空气中的H2，而是来源于H2O气。试验证明： 在纯净的H2下熔炼，同样可以获得没有气孔、组织致密的铸态。因为分 子态H2不熔于铝，只有原子态的H才熔于铝中。
第三章 压力铸造
②工艺过程 合型后，液体金属浇入压室2，压射冲头1向 前推进，将液体金属经浇道压入型腔7，开型时，余 料借助压射冲头前伸的动作离开压室，同铸件一起取 出，完成压铸循环。 以上两种压铸机压型都在压室的侧面 ③ 优缺点： A 压室简单，维护方便。 B 金属进入型腔，流程短，压力损失小，有利于 传递最终压力，便于提高比压，故使用较广 C 可压有色件，黑色金属压铸也可采用
8． 压铸件大小受到限制
由于目前生产上使用的压铸机功率还不够大，所以压铸件 的大小，重量受到限制。近年来，大型压铸机有所增加。 国内，最大200T， （王家压铸厂—160T，压铸件最大50㎏，直径达2m）
9．压铸生产费用高，但综合费用不高。
压铸生产费用高，压铸模制造工期长，维护费用高。它适 合于大批量生产。对大批生产分摊在每个压铸件的综合费用仍 很低。 （ 王家—附模具加工周期为2个月，加工成本几十万。）
应用：
最多为汽车拖拉机制造业，仪器，仪表，电子工业，农机， 国防工业，计算机，医疗器械制造业中。
（大部分在上海—民用件，大连锁厂）
例：用压铸法生产的零件有 （1）发动机汽缸件 （2）汽缸盖变速箱体 （3）发动机罩 （4）仪表， 壳体，支架 （5）管接头 （6）齿轮等
3.2 压铸机
• 压铸机是压铸生产的最基本设备，压铸过程是通 过它来实现的。所以要了解压铸，必须首先了解 压铸机的主要机构，工作原理及各类型压铸机的 特点。
2． 压铸件精度高，光洁度高，尺寸稳定，一致性好， 加工余量很少。 压铸模型腔具有较高的精度和很高的表面光洁度， 故压铸件与其它铸造方法比，不但具有更高的精度 和表面光洁度，而且在生产过程中，各个铸件尺寸 一致性好，稳定性也好，从而具有很好的装配互换 性。
各种铸件精度比较 压铸 尺寸精度 表面光洁度 熔模 砂型 ZJ7-ZJ6 12.5
铸造工艺说明书
铸造工艺说明书第一章：引言铸造工艺是一项广泛应用于工程领域的制造技术，通过将熔融金属或合金注入到模具中，使其冷却凝固，并最终制成所需产品。
本说明书将详细介绍铸造工艺的操作步骤、工艺参数以及注意事项，以便操作人员能够正确、安全地进行铸造生产。
第二章：工艺流程2.1 模具准备在进行铸造之前，需要准备好适合产品尺寸和形状的模具。
模具可以由金属、木材、陶瓷等材料制成，必须具备足够的强度和耐磨性。
2.2 熔炼金属选择合适的金属或合金材料，并将它们放入熔炉中进行熔炼。
在熔炉中，要控制好熔炼温度和保持合金的均匀性。
2.3 模具喷涂与预热在将熔融金属注入模具之前，需要对模具进行喷涂以防止粘连，并对其进行适当的预热，以减少温度应力和提高铸件的质量。
2.4 熔融金属注入将熔融金属以适当的速度和流量注入模具中，注意保持注入的均匀性，避免气泡和杂质的产生。
2.5 冷却与凝固注入模具后，需要将其冷却至合适的温度使其凝固。
根据产品要求和金属性质，确定合适的冷却时间和冷却方法。
2.6 去除模具与后续处理待铸件完全凝固后，需将其取出模具，可以采用敲击、挤压或使用专用工具进行取模。
之后，可以进行热处理、喷砂、机加工等后续处理以得到符合要求的最终产品。
第三章：工艺参数3.1 熔炼温度不同材料对应不同的熔点，根据金属或合金的材质，设定适当的熔炼温度以保证材料完全熔化并维持其液态状态。
3.2 注入速度注入速度的控制对于铸件质量至关重要。
过快的注入速度可能引起气泡、渣滓的产生，而过慢则可能导致填充不充分。
根据铸件的形状和尺寸，确定合适的注入速度。
3.3 冷却时间冷却时间影响铸件的组织结构和力学性能。
过长的冷却时间可能导致产生内部应力和缺陷，而过短则可能导致铸件质量下降。
根据金属的特性和产品要求，设定合适的冷却时间。
3.4 预热温度预热温度能够减少模具表面的粘附和热应力，提高铸件表面的光洁度和质量。
根据模具材料和产品要求，确定合适的预热温度。
铸造工艺操作规程(三篇)
铸造工艺操作规程第一章总则第一条为规范铸造工艺操作，确保生产过程的安全、质量和效益，特制定本规程。
第二条铸造工艺操作规程（以下简称规程）适用于铸造生产过程中的各个环节。
第三条规程的制定主要依据国家相关标准、法律法规和公司内部要求。
第四条违反规程的铸造工艺操作行为，将按照公司相关制度进行处罚，情节严重的将追究责任。
第二章生产准备第五条铸造工艺操作前，必须做好生产准备工作，包括材料准备、设备准备和人员组织。
第六条材料准备应按照工艺要求进行，材料必须符合国家标准和规范。
第七条设备准备应确保设备的正常运行和安全性能，必要时进行维修和保养。
第八条人员组织要合理安排，确保操作人员经过培训和合格考核，具备相关技能和操作经验。
第九条高温和有毒有害物质的准备和处理要合理安排，严格遵守安全操作规程。
第三章铸造工艺操作规程第十条铸造工艺操作过程中必须遵守以下规程：（一）严格按照工艺流程进行操作，严禁擅自更改或跳过工艺步骤。
（二）保持操作区域的整洁、干净，防止杂物进入工艺流程。
（三）确保操作人员穿戴统一的劳动防护用具，如手套、护目镜、防护服等。
（四）严禁无证上岗和酒后操作，操作人员必须保持良好的工作状态。
（五）严格遵守有关火灾预防规定，禁止在操作区域吸烟、使用明火等危险行为。
（六）操作过程中，要及时记录操作参数和异常情况，并向上级汇报。
（七）遵循能耗和环保要求，控制能源消耗，合理利用资源。
第四章质量控制第十一条铸造工艺操作中必须严格执行质量控制措施，确保产品质量符合要求。
第十二条在生产过程中，必须对原材料进行质量检查，严禁使用不合格材料。
第十三条操作人员必须按照质量控制要求，进行操作记录和产品检验，确保产品合格。
第十四条必要时，要进行工艺过程控制，包括温度、时间和速度等参数的调整。
第十五条接受质检部门的监督和检查，按照规定提交样品和资料。
第五章安全保障第十六条在铸造工艺操作过程中，必须严格遵守安全规定，确保安全生产。
第十七条在高温环境操作时，必须做好防火防烫措施，保证操作人员的人身安全。
第三章砂型铸造
一．要求旳机械加工余量和最小铸孔
机械加工余量-为铸件预先增长要切去旳金属层厚度。 余量大小与合金种类、铸造措施、铸件旳大小等有关， 按GB/T6414—1999旳要求选用。
生产批量
大量生产 成批生产 单件、小批生产
最小铸出孔直径（mm）
灰铸铁件
12～15 15～30 30～50
铸钢件
30～50 50
一. 铸件成形工艺分析 ①根据给定零件图纸，了解铸件名称、使用功能、材料牌
号及技术要求； ②分析零件主要轮廓尺寸、壁厚大小及分布、主体构造及
形状复杂程度。
例题
一. 铸件成形工艺分析： 零件为薄环状构造，受力不大（主要是在压入与之相配旳 零件内时旳装配力），应确保：（1）内尺寸精确； （2）刻线分度精确；（3）外形光洁无缺陷。
零件图
铸造工艺图
铸件图
第一节 造型措施旳选择
一、手工造型 用于单件、小批生产。特大型铸件造型。 二、机器造型 合用于中、小型铸件旳成批、大批量生产。
第二节 浇注位置和分型面旳选择
一. 浇注位置选择原则 (1).铸件旳主要加工面应朝下 (2).铸件旳大平面应朝下
平板铸件
(3).为预防铸件薄壁部分产生 浇不到、冷隔缺陷，应将面积 较大旳薄壁部分置于铸型下部
第三章 砂型铸造
一、砂型铸造旳特点： 1.适合于制成形状复杂，尤其是具有复杂内腔旳毛坯，如 多种箱体、床身、机架等。 2.适应性广，成本低 。 3.对于某些塑性很差旳材料，如铸铁等，砂型铸造是制造 其零件或毛坯旳唯一成形工艺。
二、主要过程: 1.造型和制芯直到装配，得到铸型（型腔）； 2.金属熔炼—得到成份、温度合格旳金属液； 3.浇注，冷却凝固； 4.清理，检验。得到不同形状、性能要求旳铸件造。
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作业：P61 (12)
模板芯盒制造
砂箱准备
造 型 、 制 芯
下 芯 、 合 箱
浇 注
落砂、 清 理
铸 件 检 验
铸 件 热 处 理
造型材料配置
炉料准备
金属熔化
2）砂型铸造的特点
优点：是铸造中应用最广泛、最灵活的方法。既可 用于单件、小批生产的手工造型，也可用于成批、 大量生产的机器造型和自动生产线；既能浇注低 熔点非铁金属及其合金液，又能浇注高熔点的铁 液及钢液；铸件的尺寸可大可小，形状可简单亦 可复杂。 缺点：一型只能浇注一次，生产的工序较多，影响 铸件品质的因素亦较多，铸件质量较差
1 覆膜砂 ★ 覆膜砂的组成：
原 砂，硅砂，或锆砂 粘结剂， 热塑性酚醛树脂 固化剂， 六次甲基四胺[(CH2)6N4],促进热塑性树脂硬化， 形成不溶、不熔的体型结构 附加物，硬脂酸钙，防止覆模砂在存放期间结块，增加覆模 砂的流动性，使型、芯表面致密，制壳时易于顶出
★覆模砂的混制方法： 冷法、温法、热法。 热法混制工艺流程为：
垂直分型无箱造型
射砂挤压造型
二、壳型制造
用薄壳铸型生产铸件的铸造方法。壳型铸造是德国人J. 克罗宁于1943年发明的，1944年在德国首次应用，1947年 后其他国家开始采用。 工艺过程 用一种遇热硬化的型砂覆盖在加热的金属 模板上，使其硬化为薄壳，薄壳厚度一般为6～12毫米,具有 足够的强度和刚度,因此将上、下两片型壳用夹具卡紧或用 树脂粘牢后，不用砂箱即可构成铸型，浇注铸件。金属模板 的加热温度一般为300℃左右，使用的型砂为树脂砂,即以酚 醛树脂为粘结剂的树脂砂。同样也可用上述方法将型芯制成 薄壳芯。 制造薄壳铸型常用翻斗法;制造薄壳芯常用吹制法.
★离心铸造的优点（与砂型铸造相比） (1)铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，故力学性能较好。 (2)生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金 属充型能力，降低铸件壁厚对其长度或直径的比值，简化套筒和管类铸件 的生产过程。 (3)生产中几乎没有浇注系统和冒口系统的金属消耗，能提高工艺出品率。 (4)便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等。 (5)铸造成形铸件时，可借离心力提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件， 如叶轮、金属假牙等。 ★ 离心铸造的缺点 (1)对合金成分不能互溶或凝固初期析出物的密度与金属液基体相差较大时， 易形成比重偏析 (2)铸件内孔表面较粗糙，聚有熔渣，其尺寸不易正确控制 (3)用于生产异型铸件时有一定的局限性。
1.压铸机
压铸机按其工作原理结构形式分为冷压式压铸机和热压式压铸机。 其工艺循环见动画。 (1)冷室压铸机（卧式、立式、全立式）的压室和熔炉是分开的，压 铸时要从保温炉中舀取金属液倒入压室内，再进行压铸。 (2)热室压铸机（普通热室、卧式热室）的压室与合金熔化炉联成一 体，压室浸在保温坩埚的液体金属中，压射机构装在坩埚上面，用机 械机构或压缩空气所产生的压力进行压铸。
3）砂型铸造的应用 小件小批生产、不重要的零件、特大件
4）造型方法 造型通常可分为手工造型和机器造型
造型方法 特 点 应用范围
用手工或手动工具完成紧砂、起模、修型工序，其特点为： 单件、小批量铸件或 1.操作灵活，可按铸件尺寸、形状、批量与现场生产条件 难以用造型机械生产 的形状复杂的大型铸 灵活地选用具体的造型方法 件 2.工艺适应性强 手工造型 3.生产准备周期短 4.生产效率低 5.质量稳定性差，铸件尺寸精度、表面质量较差 6.对工人技术要求高，劳动强度大
2.金属型铸造工艺 1 ．加强金属型的排气 2 ．在金属型的工作表面上喷刷涂料 3 ．预热金属型并控制其温度 4 ．及时开型
四、 熔模铸造 在易熔模样表面包覆若干层耐火材料，待其 硬化干燥后，将模样熔去制成中空型壳，经浇注 而获得铸件的一种成形工艺方法。
1.熔模铸造的工艺过程 母 模 压 型 单个 蜡模 蜡 模 组 结 壳 脱 蜡 焙烧、 浇注
应用：有色薄壁小件 的大批量生产。
三、 低压铸造 低压铸造是介于一般重力铸造和压力铸 造之间的一种铸造方法。浇注时金属液在低 压（20～60kPa）作用下，由下而上地填充 铸型型腔，并在压力下凝固而形成铸件。
1.低压铸造原理
2. 低压铸造的特点和适用范围
(1)金属液充型平稳，充型速度可根据需要调节；在压力下充 型流动性增加，有利于获得轮廓清晰的铸件；由下而上充 型，金属液洁净，夹杂和气孔少，铸件合格率高。 (2)在压力下凝固，可得到充分的补缩，故铸件致密，精度可 达CT6，力学性能好。 (3)浇注系统简单，可减少或省去冒口，故工艺出品率高。 (4)对合金的牌号适应范围广，不仅适用非铁金属，也可用于 铸铁、铸钢。 (5)易实现机械化和自动化，与压铸相比，工艺简单，制造方 便，投资少，占地少。
应用：目前广泛应用于铸造铝合金铸件，如汽车发动机缸体、 缸盖、活塞、叶轮等，也可用于球墨铸铁、铜合金等浇注 较大的铸件，如球铁曲轴、铜合金螺旋桨等。
补充内容： 铸型的发展过程
1、泥型及陶型
青铜器时代的铸型主要为泥型 那时铸造较小的青铜器铸件可直接 用泥型铸造，而较大的铸件一般采 用陶型铸造。
例：司母戊鼎的铸造
2. 压铸模 压铸模是进行压 铸生产的主要工艺装 备，压铸生产过程能 否顺利进行，铸件质 量有无保证，在很大 程度上取决于模具结 构的合理性和技术上 的先进性。 压铸模主要由动 模和定模两大部分组 成，其总体结构如动 画所示。
3 压力铸造的特点和使用范围
1）铸件的尺寸精度和表面质量最高。公差 等级一般为 IT11~IT13级，Ra为3.2~0.8μm。 2）铸件的强度和表面硬度高。抗拉强度可 比砂型铸造提高25~30%，但伸长率有所 下降。 3) 可压铸出形状复杂的薄壁件。 4) 生产率高。国产压铸机每小时可铸 50~150次，最高可达500次。 5) 便于采用镶嵌法。 6) 压铸设备投资大，压铸型制造成本高，工 艺准备时间长，不适宜单件、小批生产 7) 由于压铸型寿命的原因，目前压铸尚不适 宜铸铁、钢等高熔点合金的铸造。 8) 压铸件内部存在缩孔和缩松，表皮下形成 许多气孔。
第三章 金属的铸造成形工艺
教学目的：常用铸造成形工艺的特点、应用及工艺过程。 教学重点：砂型铸造工艺过程 计划课时：2学时
第一节 重力作用下的铸造成形 1、砂型铸造 1）砂型铸造的工艺流程
零件图
浇注位置、分型面
工艺参数 型芯的数量、形状、尺寸及固定方法 浇注系统
铸造工艺图
冒口和冷铁的尺寸及布置 模 型 图 合 箱 图 铸 件 图
三、 金属型铸造
用铸铁、碳钢或低合金钢等金属材料制 成铸型，在重力作用下，金属液充填金属型 型腔，冷却成形而获得铸件的工艺方法称为 金属型铸造，或称为硬模铸造、铁模铸造、 永久型铸造、冷硬铸造、冷激模铸造等。 金属型铸造既可采用金属芯，也可以用 砂芯取代难以抽拔的金属芯。
1. 金属型
金属型的种类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2)熔模铸造的缺点
(1)生产工序繁多 (2)生产周期长。 (3)铸件不能太大（≤45Kg)。
五、陶瓷型铸造 1.基本工艺过程
2 陶瓷型铸造的应用 陶瓷型铸造主要用于制造热拉模、热锻 模、橡胶件生产用钢模、玻璃成形模具、 金属型和热芯盒等。陶瓷型模具工作面上 可铸出复杂、光滑的花纹，尺寸精确，其 耐蚀性和工作寿命较高。 陶瓷型铸造法也可生产一般的机械零 件，如螺旋压缩机转子、内燃机喷嘴、水 泵叶轮、齿轮箱、阀体、钻机凿刀、船用 螺旋桨、工具、刀具等。
2.熔模铸造的特点和适用范围 1)熔模铸造的优点
(1)尺寸精度高，表面质量优。精度可达CT4级，Ra可达12.5～1.6 μm (2)适用于各种合金铸造及批量生产，尤其是难加工金属材料如铸造刀具， 涡轮叶片等生产。 (3)可以铸造外形复杂的铸件，内腔形状几乎不受限制，可以制造出其他 成形方法和加工方法难以制造的复杂零 件,还可以直接铸造出复杂的组 合零件。 (4)可以铸造出各种薄壁铸件及重量很轻小的铸件：δ最小可达0.5mm，φ 最小可达0.5mm，重量可轻到几克。
机器造型 机器造型就是用机器进行紧砂和起模。根据紧砂 和起模的方式不同，有各种不同种类的造型机。
气动微震压实造型
多触头高压造型
机器造型
射砂挤压造型
气动微震压实造型
多触头高压造型
多触头高压造型由许多
可单独动作的触头组成。当 压实活塞向上推动时，触头 将型砂从余砂框压入砂箱内， 而自身在多触头箱体的相互 连通的油腔内浮动，以适应 不同形状的模样，使整个型 砂得到均匀的紧实度。 该设备通常也配备气动 微振装置，以增加工作适应 能力。多触头高压造型辅机 多，砂箱数量大，造价高， 适用于各种形状中小铸件的 大量或成批生产。
机器造型
采用机器完成全部操作，至少完成紧砂操作的造型方法， 效率高，铸型和铸件质量好，但投资较大
大量或成批生产的中 小铸件
两箱整模造型
两箱分模造型 挖砂造型 手工造型 活块造型 三箱造型
刮板造型
两箱整模造型
两箱分模造型
挖砂造型
三箱造型
采用外型芯将三箱造型变为两箱造型
刮板造型 用和铸件截面相适应的木板代替模样，而且 分型面为平面的造型方法称刮板造型。
六、气化模铸造（实型铸造）
七、磁性铸造
第二节 外力作用下的铸造成形 一、离心铸造 离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型 中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形 的一种铸造方法。
1.离心铸造的分类
离心铸造 根据铸型旋转 轴线在空间的 位置，可分为 卧式离心铸造 和立式离心铸 造两种。
2.离心铸造的特点和应用范围
★离心铸造应用范围
(1)铁管(世界球墨铸铁管总产量的近50%是用离心铸 造法生产)。 (2)柴、汽油发动机的汽缸套。 (3)各种类型的铜套。 (4)双金属钢背铜套、各种合金的轴瓦。 (5)造纸机滚筒。
二、 压力铸造 压力铸造是在高压的作用下，以很高 的速度把液态或半液态金属压入压铸模型 腔，并在压力下快速凝固而获得铸件的一 种铸造方法。