《汽车制造工艺学》第二章课件
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一、 概述 铸造是机器制造业中生产毛坯的工艺方法之一，它是将溶化后金属浇 注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后，以获得 零件或毛坯的方法。
铸造获得零件或毛坯
铸造工艺基础
（一） 铸造的特点及分类
汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、尺寸精度高、质量 轻、可靠性好、生产批量大等。铸件一般汽车自重的20%左右，仅 次于钢材用量。
为了简化操作过程，保证铸件尺寸精度，应尽量减少分型面的 数目，减少活块的数目。
砂型铸造的造型工艺
三箱
两箱
双联齿轮分型面的选择
（3）尽量将铸件全部或大部分放在同一个砂型中
尽量将铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面放在同 一个砂型中，而且尽可能放在下箱，可提高铸件精度。
砂型铸造的造型工艺
（4）应尽量减少型芯和活块的数目
一般情况下，铸件浇注位置的上面比下面铸造缺陷多，所以应将 铸件的重要加工面或主要受力使用面等要求较高的部位放到下面，若 有困难则可放到侧面或斜面。
砂型铸造的造型工艺
砂型铸造的造型工艺
百度文库
（2）铸件的大表面应朝下 由于浇注时的热辐射作用，铸型型腔上表面的型砂容易拱起和开裂，
使铸件上表面产生加砂和夹杂缺陷，因此应使铸件的大表面应朝下。
为了减少合金的吸气性，常采用如下措施： 缩短熔炼时间，选用烘干过的炉料； 在溶剂覆盖层下或在保护性气体介质中熔炼合金； 提高铸型和型芯的透气性； 降低造型材料中的含水量等。
汽车铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。
砂型铸造的造型工艺
二、 砂型铸造的造型工艺
（一） 砂型铸造的铸造工艺
造型工艺是指用型砂和模型制造铸型的过程，是砂型铸造的铸 造工艺中最重要的组成部分。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方 法生产的。造型方法分手工造型和机器造型两大类。
造型就是用型砂和模型制造铸型的过程。造型方法分手工造型和 机器造型两大类。
手工造型是指全部用手工或手动工具完成的造型过程。主要用于 单件和小批生产，也用于形状复杂和大型铸件的生产。
机器造型是指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型过程。 主要在大量生产时使用。
砂型铸造的造型工艺
（三）铸件浇铸位置和分型面的选择
凡不同于砂型铸造的所有铸造方法，统称为特种铸造。
铸造工艺基础
（二） 合金的铸造性能
合金在铸件过程中所表现出来的性能统称为合金的铸造性能，主 要是指流动性、收缩性、偏析性和吸气性。
1. 流动性 合金的流动性是指液态液态合金本身的流动能力。 它与金属的成分、浇铸温度、浇铸压力及铸型有关。金属的流动 性对补缩、防裂，获得优质铸件有较大影响。
（5）便于型芯的固定、安装、排气和合型 应尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬
壁式砂芯。 如左图 如图2-3所示正确
2、分型面的选择原则
（1）分型面应尽量采用平直面 分型面应尽量采用平直面，避免挖砂造型，使操作方便，提高
生产率。即使采用机器造型，也可简化模板。
砂型铸造的造型工艺
（2）分型面数量应尽量减少
铸造工艺过程主要由以下几个部分组成： 造型 造芯 砂型及型芯烘干 合型 熔炼金属 浇铸 落砂和清理 检验
砂型铸造的造型工艺
砂型铸造的造型工艺
（二）造型材料和造型方法
制造铸型用的材料称为造型材料。主要指型砂和芯砂。它由原砂、 黏结剂（黏土、特殊黏结剂：桐油、合脂) 、特殊附加物组成。
对型砂和芯砂性能的要求： 可塑性、 强度、 耐火性、透气性、 退让性。
（3）铸件薄壁部分应放下部
薄壁铸件 应将薄而大的 平面放到下面 或侧立、倾斜， 增加充型压力， 提高金属充型 能力，以防止 出现浇不足或 冷隔等缺陷。
砂型铸造的造型工艺
（4）保证铸件实现定向凝固 对于合金收缩大，壁厚不均的铸件，需要补缩时，应从顺序凝固
的原则出发，将厚大部分放在上面或侧面，以便于安放冒口和冷铁。
就材质而言，铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就 采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁。可以 说，汽车工业使各种铸铁材质达到物尽其用的地步。
就所采用的各种工艺方法而言，一般习惯将铸造分成砂型铸造 和特种铸造两大类。
液体金属完全靠重力充满整个铸型型腔，且直接形成铸型的原材 料主要为型砂，这种铸造方法称为砂型铸造。在汽车铸件生产中，砂 型铸造所生产的铸件占整个汽车铸件的90%以上。
液态金属的流动性好，充型能力强，能浇出形状复杂、薄壁的铸 件，避免产生浇不足、冷隔等缺陷；
液态金属的流动性好，有利于金属液中气体和夹杂物的上浮和排 除，可减少气孔、渣眼等缺陷；
液态金属的流动性好，铸件在凝固及收缩过程中，可得到来自冒 口的液态合金的补充，可防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。
铸造工艺基础
2. 收缩性
合金从液态冷却至常温过程中，所发生的体积缩小现象称为收缩。
合金的收缩分为三个阶段： 液态收缩阶段 凝固收缩阶段 固态收缩阶段
固体收缩是铸件中许多缺陷，如缩孔、缩松、热裂、应力、变 形和冷裂等产生的基本原因。
影响铸件收缩的主要原因有： 合金成分 浇注温度 铸型和铸件结构
铸造工艺基础
★3. 偏析及吸气性
在铸铁中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析使铸件 性能不均匀，严重时会使铸件报废。
合金在熔炼和浇铸时吸收气体的性能称为合金的吸气性。在合 金液冷凝过程中，随着温度降低会析出饱和气体。若这些气体来不 及从合金液中逸处，将在铸件中形成气孔、针孔或非金属夹杂物 （如FeO、AI2O3等），从而降低了铸件的力学性能和致密性。
浇注位置是指浇注时铸件所处的位置。 分型面是指两半个铸型相互接触的表面。
他们的选择原则主要是保证铸件质量和简化造型工艺。一般情况 下，应先选择浇铸位置后决定分型面。
但在生产中由于浇铸位置的选择和分型面的确定有时相互矛盾， 所以必须综合分析各种方案的利弊，选择最佳方案。
1、浇铸位置的选择原则
（1）铸件的重要加工面应朝下
内容提要
介绍：汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识：铸造、锻造、 焊接、冲压、粉末冶金、塑料成型，初步掌握毛坯的选择方法。
重点：掌握毛坯制造方法的选择原则。
学习要求: 了解：制造工艺基础知识（铸造、锻造、焊接、冲压、粉末冶金、塑
料成型）； 熟悉：毛坯制造方法的选择原则；
铸造工艺基础
2.1 铸造工艺基础
铸造获得零件或毛坯
铸造工艺基础
（一） 铸造的特点及分类
汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、尺寸精度高、质量 轻、可靠性好、生产批量大等。铸件一般汽车自重的20%左右，仅 次于钢材用量。
为了简化操作过程，保证铸件尺寸精度，应尽量减少分型面的 数目，减少活块的数目。
砂型铸造的造型工艺
三箱
两箱
双联齿轮分型面的选择
（3）尽量将铸件全部或大部分放在同一个砂型中
尽量将铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面放在同 一个砂型中，而且尽可能放在下箱，可提高铸件精度。
砂型铸造的造型工艺
（4）应尽量减少型芯和活块的数目
一般情况下，铸件浇注位置的上面比下面铸造缺陷多，所以应将 铸件的重要加工面或主要受力使用面等要求较高的部位放到下面，若 有困难则可放到侧面或斜面。
砂型铸造的造型工艺
砂型铸造的造型工艺
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（2）铸件的大表面应朝下 由于浇注时的热辐射作用，铸型型腔上表面的型砂容易拱起和开裂，
使铸件上表面产生加砂和夹杂缺陷，因此应使铸件的大表面应朝下。
为了减少合金的吸气性，常采用如下措施： 缩短熔炼时间，选用烘干过的炉料； 在溶剂覆盖层下或在保护性气体介质中熔炼合金； 提高铸型和型芯的透气性； 降低造型材料中的含水量等。
汽车铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。
砂型铸造的造型工艺
二、 砂型铸造的造型工艺
（一） 砂型铸造的铸造工艺
造型工艺是指用型砂和模型制造铸型的过程，是砂型铸造的铸 造工艺中最重要的组成部分。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方 法生产的。造型方法分手工造型和机器造型两大类。
造型就是用型砂和模型制造铸型的过程。造型方法分手工造型和 机器造型两大类。
手工造型是指全部用手工或手动工具完成的造型过程。主要用于 单件和小批生产，也用于形状复杂和大型铸件的生产。
机器造型是指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型过程。 主要在大量生产时使用。
砂型铸造的造型工艺
（三）铸件浇铸位置和分型面的选择
凡不同于砂型铸造的所有铸造方法，统称为特种铸造。
铸造工艺基础
（二） 合金的铸造性能
合金在铸件过程中所表现出来的性能统称为合金的铸造性能，主 要是指流动性、收缩性、偏析性和吸气性。
1. 流动性 合金的流动性是指液态液态合金本身的流动能力。 它与金属的成分、浇铸温度、浇铸压力及铸型有关。金属的流动 性对补缩、防裂，获得优质铸件有较大影响。
（5）便于型芯的固定、安装、排气和合型 应尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬
壁式砂芯。 如左图 如图2-3所示正确
2、分型面的选择原则
（1）分型面应尽量采用平直面 分型面应尽量采用平直面，避免挖砂造型，使操作方便，提高
生产率。即使采用机器造型，也可简化模板。
砂型铸造的造型工艺
（2）分型面数量应尽量减少
铸造工艺过程主要由以下几个部分组成： 造型 造芯 砂型及型芯烘干 合型 熔炼金属 浇铸 落砂和清理 检验
砂型铸造的造型工艺
砂型铸造的造型工艺
（二）造型材料和造型方法
制造铸型用的材料称为造型材料。主要指型砂和芯砂。它由原砂、 黏结剂（黏土、特殊黏结剂：桐油、合脂) 、特殊附加物组成。
对型砂和芯砂性能的要求： 可塑性、 强度、 耐火性、透气性、 退让性。
（3）铸件薄壁部分应放下部
薄壁铸件 应将薄而大的 平面放到下面 或侧立、倾斜， 增加充型压力， 提高金属充型 能力，以防止 出现浇不足或 冷隔等缺陷。
砂型铸造的造型工艺
（4）保证铸件实现定向凝固 对于合金收缩大，壁厚不均的铸件，需要补缩时，应从顺序凝固
的原则出发，将厚大部分放在上面或侧面，以便于安放冒口和冷铁。
就材质而言，铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就 采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁。可以 说，汽车工业使各种铸铁材质达到物尽其用的地步。
就所采用的各种工艺方法而言，一般习惯将铸造分成砂型铸造 和特种铸造两大类。
液体金属完全靠重力充满整个铸型型腔，且直接形成铸型的原材 料主要为型砂，这种铸造方法称为砂型铸造。在汽车铸件生产中，砂 型铸造所生产的铸件占整个汽车铸件的90%以上。
液态金属的流动性好，充型能力强，能浇出形状复杂、薄壁的铸 件，避免产生浇不足、冷隔等缺陷；
液态金属的流动性好，有利于金属液中气体和夹杂物的上浮和排 除，可减少气孔、渣眼等缺陷；
液态金属的流动性好，铸件在凝固及收缩过程中，可得到来自冒 口的液态合金的补充，可防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。
铸造工艺基础
2. 收缩性
合金从液态冷却至常温过程中，所发生的体积缩小现象称为收缩。
合金的收缩分为三个阶段： 液态收缩阶段 凝固收缩阶段 固态收缩阶段
固体收缩是铸件中许多缺陷，如缩孔、缩松、热裂、应力、变 形和冷裂等产生的基本原因。
影响铸件收缩的主要原因有： 合金成分 浇注温度 铸型和铸件结构
铸造工艺基础
★3. 偏析及吸气性
在铸铁中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析使铸件 性能不均匀，严重时会使铸件报废。
合金在熔炼和浇铸时吸收气体的性能称为合金的吸气性。在合 金液冷凝过程中，随着温度降低会析出饱和气体。若这些气体来不 及从合金液中逸处，将在铸件中形成气孔、针孔或非金属夹杂物 （如FeO、AI2O3等），从而降低了铸件的力学性能和致密性。
浇注位置是指浇注时铸件所处的位置。 分型面是指两半个铸型相互接触的表面。
他们的选择原则主要是保证铸件质量和简化造型工艺。一般情况 下，应先选择浇铸位置后决定分型面。
但在生产中由于浇铸位置的选择和分型面的确定有时相互矛盾， 所以必须综合分析各种方案的利弊，选择最佳方案。
1、浇铸位置的选择原则
（1）铸件的重要加工面应朝下
内容提要
介绍：汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识：铸造、锻造、 焊接、冲压、粉末冶金、塑料成型，初步掌握毛坯的选择方法。
重点：掌握毛坯制造方法的选择原则。
学习要求: 了解：制造工艺基础知识（铸造、锻造、焊接、冲压、粉末冶金、塑
料成型）； 熟悉：毛坯制造方法的选择原则；
铸造工艺基础
2.1 铸造工艺基础