第一讲 铸造生产过程详解

《铸造生产过程及铸件质量检测》
铸件质量也包含两方面的内容： 一 是铸件产品质量 二 是铸造过程质量。 铸造过程质量直接决定着产品质量，控制 好铸造过程，必须从细节抓起，通过工艺文件、 指控点建立、企业文化凝聚、设备保证等多方 面一起建立一个稳定的铸造质量控制全过程。
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主讲：周棣华
四川工程职业技术学院-郭伟
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第一章 铸造生产过程
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1. 铸造生产的过程简述
铸造生产通常指通过一定的方法用熔融 的金属材料获得所需产品的方法，即将液态 合金注入预先制备好的具有一定形状和尺寸 的铸型中，使之冷却、凝固，从而获得所需 零件毛坯的方法，简称铸造，其产品称为铸 件。
因此砂型铸造是铸造生产重应用最广泛的一种方法，世界
各国用砂型铸造生产的铸件约占铸件总产量的80～90％。
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砂型的种类：常用的砂型有湿型、 干型、表面干型和各种化学硬化砂型 （自硬砂型）。
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湿型：
向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制 而成的型砂称为湿型砂。用湿型砂舂实，浇注 前不烘干的砂型称为湿型。铝合金、镁合金铸 件、小型铸铁件的生产常使用湿型。湿型可使 铸件生产周期缩短，生产率高，经济；由于不 必烘干及不需要相应的烘干装置，故节省投资 及能源消耗；易于实现机械化和自动化；比干 型生产劳动条件好。
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（2）缺点 1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导 出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。
2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹
3）金属型制造周期较长，成本较高。因此只有在 大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。
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2.2.2 熔模铸造 熔模铸造通常是用可熔模样的表面涂覆多 层耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模 样熔去，而获得具有与模样形状相应空腔的型 壳，再经过焙烧，然后在 型壳温度很高情况下进行 浇注，从而获得铸件的一 种方法。
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干型：
经过烘干的砂型称为干型。烘干后增加 了强度和透气性，显著降低发气性，大大减 少了由于铸型方面的原因而产生的气孔、砂 眼、胀砂、夹砂等缺陷。干型的缺点是生产 周期长，需要烘干设备，增加燃料消耗，恶 化劳动条件，难于实现机械化和自动化。主 要用于质量要求高，结构复杂，单件、小批 生产的中大型铸件上。
2.2.3 离心铸造 离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使 液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固形成的 一种铸造方法。
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图1-5 熔模铸 造技术准备、 生产工艺流程 框图
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熔模铸造具有以下特点：
①铸件尺寸精确，一般其精度可达CT 4～7，有时 尺寸公差可小于土0，005 cm／cm。表面粗糙度最细 可达Ra 0.63～1.25μ m，故可使铸件达到少切削，甚至 无余量的要求。 ②可铸造形状复杂的铸件。铸件壁厚最小可为0.5 mm，可铸最小孔径为0.5 mm，最小的铸件重量可达1 g，而重的铸件可达10 kg以上，最重的熔模铸件有达
⑤工艺过程复杂、工序繁多。使生产过程控制难度
大增。消耗的材料较贵，对模具和设备要求较严。生产 周期长。
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熔模铸造具有以下特点：
⑥铸件冷却速度慢，故铸件晶粒粗大。除特殊产品， 如定向结晶件、单晶叶片外，一般铸件的力学性能都有
所降低，碳钢件还易Hale Waihona Puke Baidu面脱碳。
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2.1 砂型铸造
以型砂为材料制备铸型的铸造方法叫做砂型铸造。有 别于砂型铸造的其它铸造方法，称为特种铸造。 砂型铸造和特种铸造比较，其缺点是：劳动条件较差， 铸件质量欠佳，铸型只能使用一次，生产率也较低。 优点是：不受零件的形状、大小、复杂程度及合金种 类的限制；造型材料来源较广，生产准备周期短，成本低。
铸型靠型砂自身的化学反应而硬化，一 般不需要烘干，或只经低温 烘烤。优点是强 度高，节约能源、效率高。但成本较高，有 的易产生粘砂等缺陷。自硬砂型目前用得较 多的有用水玻璃作粘结剂的水玻璃砂型以及 用合成树脂作粘结剂的树脂砂型等。自硬砂 型对于各种铸件均可采用。
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2.2 特种铸造 2.2.1 金属型铸造工艺
80 kg的记录。还可把原由几个零件组装、焊接起来的
组合件进行整体铸造，减轻机件重量，缩短生产过程。
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熔模铸造具有以下特点：
③不受铸件材料的限制。熔模铸造可用来制造碳锕、 合金钢、球墨铸铁、铜台金、铝合金、镁合金、钛合金、 高温合金、贵重金属的铸件。一些难以锻造、焊接或切 削加工的精密铸件用熔模铸造法生产具有很大的经济教 益。 ④铸件尺寸不能太大，重量也有限制，不像砂型铸 造那样可生产几吨甚至几十吨重的铸件。
2. 铸造生产的工艺过程
铸造生产是工序多且复杂的组合过程，基本 上由原材料准备、铸型制备、合金熔炼及浇注、 落砂及清理等几个相对独立的工艺过程所组成。
图1-1
砂型铸造工艺流程图
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铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。
图1-2 套筒砂型铸造简图
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图1-3 金属型 铸造工 艺过程
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（1）优点
1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸 件组织致密，力学性能比砂型铸件高15%左右。 2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸 件，并且质量稳定性好。
3）因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和
有害气体、降低劳动强度。
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表面干型： 铸件表面仅有一层很薄的型砂被干燥 （干燥层一般为15～20mm厚），铸型其 余部分仍然是湿的，故称表面干型。表面 干型介于湿型和干型之间，既有湿型的优 点，又有湿型达不到的性能。表面干型常 用于生产中、大型铝铸件和铸铁件。
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化学硬化砂型（自硬砂型）：