金属工艺学 铸造
金属工艺学教学课件第五章铸造
第四节 特种铸造
一、熔模铸造 二、金属型铸造 三、压力铸造 四、离心铸造 五、各种铸造方法的比较
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一、熔模铸造
熔模铸造是用易熔的蜡料制成的和铸件形状相同的 蜡模和浇注系统，在蜡模表面涂挂几层耐火涂料和石英 砂，经硬火、干燥后将蜡模加热熔化，排出蜡液，得到 一个中空的型壳，即获得无分型面的整体铸型，最后进 行浇注，故熔模铸造又称为失蜡铸造。
图5-1 冷隔
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的流动性可用螺旋线长度来测定，图5-2为螺旋
形试样。将金属液浇注入螺旋形铸型中，在相同的铸造 条件下，获得的螺旋线越长，表明金属液的流动性越好。
图5-2 螺旋形试样
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一、流动性
（三）影响流动性的因素 合金的种类与化学成分
不同种类的合金具有不同的流动性，根据流动性试 验可测得螺旋线长度，常用铸造合金中，灰铸铁的流动 性较好，而铸钢的流动性相对较差。
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二、收缩率
收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产 生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固 态收缩三个阶段，如图5-3所示。
图5-3 合金收缩的三个阶段
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二、收缩率
（一）收缩对铸件质量的影响 液态收缩和凝固收缩若得不至到补足，会使铸件产
生缩孔和缩松缺陷；固态收缩若受到阻碍会产生铸造内 应力，导致铸件变形开裂。 缩孔与缩松
离心铸造法的不足之处是铸件内表面较粗糙，尺寸不 易控制，对内孔要切削加工的零件，则应增大加工余量。
离心铸造目前主要用于成批大量生产一般形状的黑色 金属及铜合金的大、中型回转体。如铸铁水管、缸套、活 塞环坯料和输油管等。
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五、各种铸造方法的比较
各种铸造方法都有其优缺点和最适宜的应用范围。如 砂型铸造尽管有不少缺点，但其适应性强，所用设备比较 简单，因此，它仍然是当前生产中最基本的铸造方法。特 种铸造方法仅在一定条件下，才能显示其优越性。因此， 在选择铸造方法时，必须根据合金种类、铸件大小与形状、 批量、质量、车间设备及技术状况等来进行全面分析，综 合比较，选择经济合理的方法。
金属工艺学(cast1)铸造
缺点： 耗费金属和工时，增大成本； 扩大了温度差，易产生变形和裂 纹。 主要用于必须补缩的场合。 铝青铜、铝硅合金和铸钢件。
第三节 铸造内应力、变形和裂纹
• 铸造内应力是产生变形和 裂纹的根本原因。
一、内应力的形成
1. 热应力 • 定义：由于铸件壁厚不均 匀、各部分冷却速度不同， 以致在同一时期内铸件各 部分收缩不一致而引起。 • 产生原因：见图2-8； • 壁厚差别大及按顺序凝固 原则凝固的铸件易形成内 应力。
• （2）缩松 • 定义：分散在铸件某 区域内的细小缩孔。 • 形成原因：与缩孔类 似，被树枝状晶体分 隔开的小液体区难以 补缩所致。 • 分类：宏观和微观
2. 缩孔和缩松的防止 • 逐层凝固的合金缩孔 倾向大，糊状凝固的 合金缩松倾向大。 • 措施：顺序凝固 • 顺序凝固：就是在铸 件上可能出现缩孔的 厚大部位通过安放冒 口或冷铁等工艺措施， 使铸件远离冒口的部 位先凝固，由后凝固 部位的金属液来补充
金属工艺学（热） 金属工艺学（热） 铸造部分
铸造部分
引 子
• 我国有辉煌的传统冶铸历史，在殷商时期 就有灿烂的青铜器铸造技术。如北京明朝 永乐青铜大钟，重达46.5t，钟高6.75m， 钟唇厚22cm，外径3.3m，钟体内遍铸经文 22.7万字，击钟时尾音长达2分钟以上，传 距20km。外形和内腔如此复杂、重量如此 巨大、质量要求如此高的青铜大钟，正说 明我国早已掌握冶炼和铸造技术。
牌号
铸件最小 壁（mm）
最小抗拉强 度 （Mpa)
布氏硬度 (HBS)
基体组织
应用
HT100
2.5-50
80-130
82-167
F
对强度无要求的零件 （盖、底板、外罩）
金属工艺学铸造
冒口
第二篇 铸造（2－8）
•
浇注系统
冷铁
图 3.1-6
冒口补缩示意图
§1.3铸造内应力、变形和裂纹
• 铸件在凝固之后的继续冷却过程中，其固态收缩若受到阻碍， 铸件内部将产生内应力。有些内应力是暂存的。有的一直保 留到室温。后者称为残余内应力。 铸造内应力是铸件产生变形、裂纹的基本原因。 一、内应力的形成 按照内应力的产生原因，分为热应力和机械应力两种 1、热应力 *原因：是由于铸件壁厚不均匀，各部分的冷却速度不同， 以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起。 P 45 图2-8 铸件的壁厚差别愈大，线收缩率愈大， 弹性模量愈大，热应力愈大 *预防热应力的途径： 减小个部分间的温差，均匀地冷却。
缩松的形成 ：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大 的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附 近或缩孔下方，如图1-7所示。
2、缩孔、缩松的防止 1 防止缩松、缩孔的措施：顺序凝固，实现顺序凝固， 就可实现“补缩”。 2 实现顺序凝固的方法：设冒口，加冷铁等。 3 倾向于糊状凝固的合金，整个截面上有树枝状晶架， 难以避免显微缩松。 思考：什么是顺序凝固？
其他几个铸造名词： • 热节：在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域。这 个部位凝固慢，容易产生缩孔！ • 退让性：铸件在冷凝时，体积发生收缩，型砂应具有一定的被压缩的能力， 称为退让性。型砂的退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。型砂越紧实， 退让性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退让性。
● 要控制铸铁的组织和性能，必须控制石墨化程度，影响石墨化 的主要因素是化学成份和冷却速度。 补充: ⑴ 化学成分 磷：P超过0.3%出现冷脆，一般限制在0.2%以下。 ⑵ 冷却速度 冷却速度：减小冷却速度可以促进石墨化。 壁厚（h）和冷却速度（v） h↓→v↑ 壁厚↑→石墨化倾向↑ 易得粗大石墨片、铁素体 壁厚↓→石墨化倾向↓ 易得细小石墨片、珠光体 壁厚↓→白口化倾向↑ V金属型>V砂型 V湿型>V干型
金属工艺学铸造
一、 特 点:
1.能制成形状复杂,特别是内腔复杂的毛坯； 1.能制成形状复杂,特别是内腔复杂的毛坯； 能制成形状复杂 2.适应性广 适应性广； 2.适应性广； • 可适应不同形状大小； 可适应不同形状大小； • 可适应不同金属材料； 可适应不同金属材料； • 可适应不同批量； 可适应不同批量； 3.普通砂型铸造毛坯成本低廉 普通砂型铸造毛坯成本低廉； 3.普通砂型铸造毛坯成本低廉； 4.生产周期较长 废品率高, 生产周期较长, 机械性能,表面质量) 4.生产周期较长,废品率高,质量 (机械性能,表面质量) 较差 ； 5.手工砂型铸造时劳动强度较大 手工砂型铸造时劳动强度较大. 5.手工砂型铸造时劳动强度较大.
二、应用： 应用：
• • • • • 如机床、内燃机中,铸件占总重量的70%～90； 如机床、内燃机中,铸件占总重量的70%～90； 70% 压气机占60% 80%； 60%～ 压气机占60%～80%； 拖拉机占50% 70%； 50%～ 拖拉机占50%～70%； 农业机械占40% 70%； 40%～ 农业机械占40%～70%； 某些材料必须用铸造方法生产（生铁类）。 某些材料必须用铸造方法生产（生铁类）。
三、铸造1.机械化程度大为提高； 机械化程度大为提高 向铸造自动发展) (向铸造自动发展) 2.对质量的进一步控制和提高 对质量的进一步控制和提高； 2.对质量的进一步控制和提高； 毛坯精度可达IT10~IT11 表面粗糙度Ra Ra可达 (毛坯精度可达IT10~IT11 表面粗糙度Ra可达 6.4~0.8微米 微米) 6.4~0.8微米)
《金属工艺学》 金属工艺学》
第二篇 铸 造
概 述
铸造——将液态金属浇注到具有与零件形状、 将液态金属浇注到具有与零件形状、 铸造 将液态金属浇注到具有与零件形状 尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固, 尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获 得毛坯或零件的生产方法,称为铸造。 得毛坯或零件的生产方法,称为铸造。 注意： 相适应：形状类似、像似但不是相等。 相适应：形状类似、像似但不是相等。 铸型型腔种类： 铸型型腔种类： 有砂型；泥型；金属型；壳型等。 有砂型；泥型；金属型；壳型等。
铸造工艺学(3篇)
第1篇一、引言铸造工艺学是研究金属熔炼、造型、熔炼处理、凝固、冷却、铸件处理等一系列工艺过程和原理的学科。
它是金属工艺学的一个重要分支，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、船舶、能源、化工等领域。
本文将从铸造工艺学的概念、分类、特点、应用等方面进行阐述。
二、铸造工艺学的概念铸造工艺学是一门研究金属熔炼、造型、熔炼处理、凝固、冷却、铸件处理等一系列工艺过程和原理的学科。
其主要任务是研究金属材料的熔炼、凝固、冷却等过程，以及铸件质量与工艺参数之间的关系，从而为铸造生产提供理论指导和实践经验。
三、铸造工艺学的分类1. 按照铸件材料分类：铸铁铸造、铸钢铸造、有色金属铸造、粉末冶金铸造等。
2. 按照铸型材料分类：砂型铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造等。
3. 按照铸造方法分类：重力铸造、压力铸造、离心铸造、电磁铸造等。
四、铸造工艺学的特点1. 材料广泛：铸造工艺可以应用于各种金属材料，包括铸铁、铸钢、有色金属等。
2. 形状复杂：铸造工艺可以生产形状复杂、尺寸精度要求高的铸件。
3. 生产成本低：与机械加工相比，铸造工艺生产成本较低。
4. 便于大批量生产：铸造工艺可以实现大批量生产，提高生产效率。
5. 可实现自动化：随着技术的发展，铸造工艺可以实现自动化生产，提高生产效率和质量。
五、铸造工艺学的应用1. 机械制造：铸造工艺在机械制造领域应用广泛，如汽车、机床、工程机械等。
2. 航空航天：铸造工艺在航空航天领域具有重要作用，如发动机、机体、零件等。
3. 船舶制造：铸造工艺在船舶制造领域应用广泛，如船体、舵叶、螺旋桨等。
4. 能源：铸造工艺在能源领域具有重要作用，如锅炉、汽轮机、发电机等。
5. 化工：铸造工艺在化工领域应用广泛，如反应器、塔、阀门等。
六、铸造工艺学的发展趋势1. 绿色铸造：随着环保意识的提高，绿色铸造技术逐渐成为主流，如水玻璃砂、粘土砂、熔模铸造等。
2. 智能化铸造：利用计算机技术、传感器、机器人等实现铸造过程的智能化控制。
《金属工艺学铸造》课件
金属材料的可铸造性
流动性：金属材料在铸造过程中流动性 越好，越容易形成均匀的铸件
收缩性：金属材料在冷却过程中收缩性 越小，越容易形成尺寸精确的铸件
热导率：金属材料的热导率越高，越容 易形成表面光滑的铸件
化学稳定性：金属材料在铸造过程中化 学稳定性越好，越不容易产生气孔和裂 纹
机械性能：金属材料的机械性能越好， 越容易形成强度高、耐磨损的铸件
铸造缺陷的检测方法
目视检查：观 察铸件表面是 否有裂纹、气 孔、砂眼等缺
陷
超声波检测： 利用超声波探 头对铸件内部 进行扫描，检
测内部缺陷
射线检测：利 用X射线或γ 射线对铸件进 行照射，通过 观察射线穿透 情况检测内部
缺陷
磁粉检测：利 用磁粉对铸件 表面进行喷涂， 观察磁粉吸附 情况检测表面
缺陷
离心铸造设备： 包括离心铸造 机、离心铸造 模具等，特点 是生产效率高， 精度高，但成
本较高。
连续铸造设备： 包括连续铸造 机、连续铸造 模具等，特点 是生产效率高， 成本低，但精
度较低。
砂型铸造设备的使用和维护
设备类型：砂型铸造设备主要包括砂型铸造机、砂型铸造模具等 使用方法：按照设备说明书进行操作，注意安全操作规程 维护方法：定期检查设备，及时更换磨损部件，保持设备清洁 常见问题及解决方法：如设备故障、模具损坏等问题，应及时解决，确保生产顺利进行
安全设施：包括防护罩、安全门、安全护栏等，确保操作人员安全 环保设施：包括废气处理系统、废水处理系统、噪音控制设备等，减少对环境的影响 使用方法：按照说明书进行操作，定期检查和维护，确保设施正常运行 维护方法：定期进行清洁、润滑、更换易损件等，确保设施使用寿命和效果
铸造生产安全与环保管理的实施
金属工艺学特种铸造
金属工艺学特种铸造金属工艺学是一门研究金属材料的加工和制造过程的学科。
其中一个重要的领域是特种铸造，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
特种铸造包括几种不同的技术，如精密铸造、石膏模铸造和压力铸造等。
这些技术具有各自的特点和应用范围，可以满足不同的需求。
精密铸造是一种高精度铸造技术，常用于制造精密零件，如精密机械零件、航空航天部件、光学器件等。
这种铸造技术要求铸件的尺寸精度和表面质量非常高，通常需要采用特殊的模具和生产工艺来实现。
石膏模铸造是一种常用的铸造技术，适用于制造小型和中型铸件。
这种技术使用石膏作为模具材料，通过石膏模具的蒸发和热解来获得最终的铸件。
石膏模铸造具有成本低、生产周期短的优点，因此在一些小批量生产和快速投产的应用中得到广泛使用。
压力铸造是一种通过加压将熔融金属注入模具的技术。
常见的压力铸造方法包括压力砂铸造和压力真空铸造。
压力铸造能够获得高密度、无缺陷的铸件，具有优异的机械性能和表面质量。
这种技术广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。
除了上述的几种特种铸造技术，金属工艺学还涉及到其他一些铸造工艺，如表面涂层、热处理和机加工等。
这些工艺可以进一步改善铸件的性能和质量，满足不同的使用需求。
总之，特种铸造是金属工艺学中的一个重要分支，涉及到多种复杂和特殊的铸造工艺。
通过合理选择和应用这些技术，可以生产出满足各种要求的高质量铸件。
特种铸造是金属加工领域中一个非常重要的分支，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
在特种铸造中，通过选择合适的材料、模具和生产工艺，可以生产出高质量、高精度和特殊形状的金属铸件。
在特种铸造中，精密铸造是一项重要的技术。
它采用高精度模具和特殊填充工艺，可以生产出非常精确的铸件。
精密铸造常用于制造精密机械零件、航空航天部件、光学器件和医疗器械等。
这些铸件在尺寸精度、表面质量和功能要求方面都有较高的要求。
通过精密铸造技术，可以确保铸件的尺寸、形状和表面质量的稳定性，满足各种严苛的应用要求。
金属工艺学铸造思考题答案
若铸件表面比较粗糙，且带有难于清除的砂粒，是型芯砂的粒度大，耐火度低所至。
4、为什么对芯砂的要求高于型砂？有那些粘结剂可配制芯砂？答：由于型芯在浇注时，大部分被高温液态金属包围，散热条件差，受热强度大，故需要更高的性能。
5、模样的形状、尺寸与铸件是否一样？为什么？制造模样时，在零件图上加了那些工艺参数？答：模样的形状与铸件一样，尺寸有所加大，因为金属在冷却、凝固还有收缩；制造模样时在零件图上加了：收缩量、加工余量、拔模斜度、补铁、芯头、活块、工艺补正量、反变形量、防变形拉筋等。
6、手工造型方法有哪几种？选用的主要依具是什么？答：（1）、整模造型；（2）、分模造型；（3）、挖砂造型；（4）、活块造型；（5）、刮板造型（6）、组芯造型；（7）、地坑造型。
选用的主要依具是：铸件的形状、结构和大小；铸件的质量和使用要求；生产批量的多少；工人技术水平的高低；生产企业的工装情况。
7、机器造型的实质是什么？紧砂与起模有那些方式？答：机器造型的实质是用机器代替了手工紧砂和起模。
紧砂方式有:压实式；震击式；震压式；射压式; 抛砂式。
起模方式有：顶箱起模；回程起模。
8浇注系统由哪几部分组成？其主要作用是什么？答：浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。
其主要作用是导入金属、挡渣、补缩、调节铸件的冷却顺序。
9、冒口的作用是什么？其设置的原则是什么？答：冒口的作用是补缩、排气、除渣。
设置原则是设置在铸件热节处。
10、何谓铸造工艺图？砂型铸造工艺图包括那些内容？答：铸造工艺图就是用规定的工艺符号和文字绘在零件图样上，或另绘工艺图，表示铸型的分型面，浇注系统，浇注位置，型芯结构尺寸，冒口位置大小, 冷铁等的图样。
铸造工艺图包括的内容有：分型面；浇注位置；浇注系统，型芯结构尺寸；收缩量，加工余量；拔模斜度；补铁；冒口位置大小；冷铁大小位置；排气孔等。
11.如何铸造一个空心的园球？答：作一个万向旋转的模具，预留一个浇注口，金属液浇入后，迅速堵住浇注口，使模具作万向旋转，待金属凝固后开模，可得空心园球。
金属工艺学 第7章 特种铸造
压力铸造的特点及应用
生产率极高
是生产率最高的一种方法。铸型寿命长，压铸铝合金寿命 可达几十万次，甚至上百万次。
铸件的精度高，表面粗糙度低
IT11～IT13，Ra值3.2～0.8。产品互换性好。材料利用率 约为60%～80%。
压力铸造的特点及应用
压铸件表面组织致密，强度和硬度高
压铸件抗拉强度比砂型铸件提高25％～30％，延伸率有所下 降。
直接式
浇口
间接式
零件
特种铸造
4. 挤压铸造(液态金属模锻)
合金液在较高的压力作用下充型、凝固并产 生少量塑性变形，从而获得优良产品的方法。
主要用于铝合金、锌合金、镁合金、铜合金
直接式
间接式
挤压铸造的特点
品质优良
无气孔、疏松、缩孔等缺陷； 内部组织紧密、均匀、晶粒细小； 力学性能可以和锻件相媲美； 表面粗糙度低、尺寸精度高； 能生产出形状复杂的零件。
陶瓷型铸造 低压铸造 离心铸造
压力铸造
半固态铸造 挤压铸造
每种铸造方法都有各自的优势，但都不是万能工艺
特种铸造
1. 金属型铸造(永久型铸造)
在重力作用下，让金属液充填金属铸型而获得铸件的一种铸造方法。 主要用于铝合金、锌合金、镁合金、铜合金
加 入金属型动画
特种铸造
1. 金属型铸造(永久型铸造)
特种铸造（二）
特种铸造
3.低压铸造
在0.02～0.07MPa压力 作用下，将金属液注入型腔， 并在压力下凝固以获得铸件 的方法。
低压铸造的特点及适用范围
压力和速度便于调节。充型平稳，对铸 型的冲刷力小，气体较易排除。
便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松。
表面质量高于金属型(IT12～14,Ra12.5～ 3.2)。可生产出壁厚为1.5～2mm薄壁铸件。
金属工艺学 第3版 单元六 铸造
模块二 铸造工艺图
铸造工艺图是表示铸型分型面、浇注系统、冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝 固措施（冷铁、保温衬板）等内容的图纸。
一、 浇注位置是指浇注时铸型分型面所处的位置。 （1）铸件的重要加工面或主要工作面应朝下。 （2）铸件的大平面应朝下。 （3）具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型下部。 （4）易形成缩孔的铸件，浇注时应把厚的部分放在分型面附近的上部或侧面。
2．砂型的各组成部分 从砂型中取出模样后形成的空腔称为型腔。 上砂型与下砂型的分界面称为分型面。 3． 造型方法通常分为手工造型和机器造型两大类。
全部用手或手动工具完成的造型工序称为手工造型 。
用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序称 为机器造型。
机器造型常用的紧砂方法有：震实、压实、震压、抛 砂、射压等几种方式。
二、分型面的选择 铸型组元间的接合面称为分型面。 （1）应减少分型面的数量，尽量使铸件位于下型中。 （2）尽量采用平直面作为分型面，少用曲折面作为分型面。 （3）尽量使铸件的主要加工面和加工基准面位于一个砂箱内。 （4）分型面一般设在铸件的最大截面处，充分利用砂箱高度， 不要使模样在一个砂箱内过高。 三、工艺参数的选择 绘制铸造工艺图应考虑的主要工艺参数是加工余量、起模斜度 、铸造圆角、收缩率和芯头等 。 件加工面尺寸和零件精度，在进行铸件工艺设计时预先增加的，并 且在机械加工时切去的金属层厚度。 起模斜度是为பைடு நூலகம்使模样容易从铸型中取出或芯子自芯盒脱出， 平行于起模方向在模样或芯盒壁上设置的斜度。
二、收缩性
合金在液态凝固和冷却至室温过程中，产生体积和尺寸减小的现象称为收缩。 1． 液态合金从浇注温度冷却到室温过程中要经过液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。 ●液态收缩是指熔融金属在凝固阶段的体积收缩；凝固收缩是指溶融金属在凝固阶段的体积 收缩；固态收缩是指金属在固态由于温度降低而发生的体积收缩。 2． 影响合金收缩的因素主要有：化学成分、浇注温度、铸件结构与铸型条件等。
金属工艺学铸造
确定直浇道的位置、截面形 状和尺寸，以及其与横浇道 的连接方式，以保证液态金 属顺利引入型腔。
横浇道设计
确定横浇道的位置、数量、 截面形状和尺寸，以调节液 态金属的流量和流向，实现 顺序凝固或同时凝固。
冒口设计
根据铸件结构和工艺要求设 置冒口，以补偿液态金属凝 固过程中的体积收缩，防止 缩孔、缩松等缺陷。
加强原材料和熔炼控制
选用优质原材料，严格控制熔炼工艺，减少金属液中的气体和夹杂物 含量。
提高造型质量
采用先进的造型技术和设备，提高铸型的紧实度和均匀性，减少气孔 等缺陷的产生。
控制浇注温度和速度
根据铸件结构和大小选择合适的浇注温度和速度，避免产生浇不足、 冷隔等缺陷。
谢谢聆听
优点
适应性强，几乎可以铸造各种 形状和尺寸的铸件；成本低， 原材料来源广泛。
缺点
铸件精度和表面质量相对较低 ；生产周期长，劳动强度大。
特种铸造
定义
金属型铸造
特种铸造是指与砂型铸造不同的其他铸造 方法，如金属型铸造、压力铸造、离心铸 造等。
利用金属模具进行铸造的方法，具有高精 度、高表面质量、高效率等优点，但模具 成本高，适用于大批量生产。
进入20世纪以来，随着科技的不断进步，铸造技术也在不断革新。例如， 计算机模拟技术的引入使得铸造过程更加精确可控，新型合金材料的开 发也拓展了铸造工艺的应用范围。
铸造工艺的应用领域
A
机械制造
铸造是机械制造行业的重要基础工艺之一，用 于生产各种机床床身、汽缸体、齿轮等复杂零 件。
航空航天
在航空航天领域，由于零件需要承受极高 的温度和压力，因此常采用高性能合金进 行铸造，如钛合金、高温合金等。
造型工艺控制
采用合适的造型材料、 造型方法和紧实度，确 保铸型的尺寸精度和表 面质量。
金属工艺学课件：铸造 -
2.1 合金的鑄造性能
一、鑄造生產的特點 優點：可鑄出結構形狀複雜的鑄件;適應性
廣；成本低。
缺點：鑄件組織性能差；生產工序多，品 質不穩定，廢品率高；工作條件差，勞動強 度高。
冶炼 铸造
铸锭
热锻 冷轧
铸件
板、棒、 型材、管材
锻件
焊接
机加工
冷轧 热拔 冷冲
零件
机加工
鑄造非常重要，在一般的機械設備中， 鑄件占機器總量的45%-90%，而鑄件的 成本僅占機器總量的20%-25%。
2、鑄鋼
a 熔點高，易產生粘砂：型砂具有較高的耐火性、透氣性和 強度。
b 流動性比鑄鐵差，應採用幹砂型，增大澆注系統截面積， 保證足夠的澆注溫度等提高充型能力。 c 收縮性大，要設置較多、尺寸較大的冒口，採用順序凝固 原則防止縮孔、縮松的產生。(見左下圖)。
對壁厚均勻的薄壁 鑄鋼件，可採用同 時凝固原則和多通 道的內澆口(見右下 圖)，使鋼 液能儘快 而均勻地填充砂型。
2、中間凝固 金屬的結晶溫度範圍較窄。或結晶溫度範圍雖
寬，但鑄件截面溫度梯度大。鑄件截面上的凝固區域寬度介 於逐層凝固與體積凝出之間，稱為“中間凝固”方法。
3、體積凝固 當合金的結晶溫度範圍很寬，或因鑄件截面溫
度梯度很小，鑄件凝固的某段時間內，其液固共存的凝固區 域很寬，甚至貫穿整個鑄件截面，這種凝固方式稱為“體積 凝固”。
3、鑄造有色金屬
常用的有鋁合金和銅合金，大都流動性好、收縮性 大、易吸氣和氧化。熔點低，易被污染和燒損。因而 應在坩堝爐內進行熔化。
2.3 砂型鑄造
型（芯）砂通常由石英砂、粘土（或其他粘 結材料）和水按一定的比例混制而成的。型 （芯）砂要具有“一強三性” ，即一定的強 度、透氣性、耐火性和退讓性。
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压力铸造
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压力铸造
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压力铸造
第四章 铸造
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特点： 铸件精度高； 可以做形状复杂的薄壁件； 力学性能好； 生产率高，50~150次/小时； 设备投资大,铸型制造周期长．
低压铸造
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第四章 铸造
铸造工艺举例：
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4- 26ຫໍສະໝຸດ 5080支撑座零件图
1.6 0.8
20 80
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第四章 铸造
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铸造工艺举例 确定浇铸位置和分型面
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第四章 铸造
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铸造工艺举例 确定浇铸位置和分型面
上 下
第四章 铸造
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铸造工艺举例 确定加工余量
上 下
第四章 铸造
铸造
第 一节 铸造工艺规程制定
第二节 铸造方法
砂型铸造 低压铸造
金属型铸造 离心铸造
熔模铸造 陶瓷型铸造
第三节 铸造合金
第四节 铸件结构设计
压力铸造 磁型铸造
铸造
制定工艺规程的目的：
• 制造合格的铸件 • 降低铸件的成本 • 减少生产的工作量
铸造
制定工艺规程的依据：
• 零件结构特点 • 技术要求 • 生产批量
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模样材料：蜡基模料、树脂（松香）材料
铸型材料：起粘附作用的涂料和起支撑作用 的撒砂材料
第四章 铸造
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熔模铸造
生产工艺过程
蜡模制造 结壳 脱蜡 焙烧、造型和浇注
压型
浸涂料
耐火材料
热水法 加热800~1000°C
高压粘蒸结汽剂法
焙烧
蜡模压制 撒砂 蜡模组装 硬化
化学硬化 干燥处理
600~700°C 浇注
第四章 铸造
确定工艺参数
★ 拔模斜度 铸件上垂直分型面的
各个侧面应具有斜度，以 便于把模样（或型芯）从 砂型中（或从芯盒中）取 出，并避免破坏型腔（或 型芯）。
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第四章 铸造
确定工艺参数
★ 型芯及型芯头 型芯分为水平型芯和
垂直型芯； 型芯头是型芯的重要
组成部分，起到定位和支 撑型芯及引导型芯中气体 排出的作用
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铸造工艺举例 确定拔模斜度
上 下
第四章 铸造
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铸造工艺举例 确定型芯
上 下
第四章 铸造
铸造工艺举例：
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拖拉机轮零件图
拖拉机轮铸造工艺图
第四章 铸造
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砂型铸造
基本工艺过程
} 制作模样 造型
配制型砂
制作芯盒
}造芯
制作芯砂
砂型
凝固、落砂、清理、检验
铸型
铸件
下浇 芯注
型芯 烘干
立状态
不合理
合理
第四章 铸造
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绘制铸件工艺图 选择浇注位置
★ 铸件上的大平面结构 或薄壁结构应朝下或呈侧 立状态
不合理 合理
第四章 铸造
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绘制铸件工艺图 选择浇注位置
选择浇注位置
★ 选择浇注位置应 有利于补缩，防止在 铸件中产生缩孔
不合理
合理
卷扬机筒
第四章 铸造
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确定分型面
★ 分型面的确定应能方便、顺利地 取出模样或铸件，分型面一般选在铸 件的最大截面处
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低压铸造
特点： •充型压力和速度便于控制，适用于各种铸型； •力学性能好； •金属利用率高，可达90~98%，； •充型能力强，适用大型薄壁件； •容易实现；
离心铸造
第四章 铸造
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立式
卧式
第四章 铸造
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离心铸造
特点： •制造筒形件时省去型芯，浇注系统； •适用于生产薄壁件； •可以生产双金属铸件； •容易产生比重偏析缺陷，内表面粗糙
落砂和清理
打碎型壳 落砂
去浇口、毛刺 清理
第四章 铸造
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熔 模 铸 造
熔模铸造
第四章 铸造
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特点： 铸件精度高，IT14~IT11，Ra<25~3.2μm； 适合各种合金； 工序复杂、周期长、成本高。
第四章 铸造
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压 力 铸 造
压力铸造
第四章 铸造
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压力铸造
第四章 铸造
第四章 铸造
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确定分型面
伞
齿
★ 分型面的确定应尽
轮
量与浇注位置一致，并
的
分
应尽量满足浇注位置的
型
要求
面
方
案
不合理 合理
第四章 铸造
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确定分型面
★ 分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个，且为平面
不合理
合理
第四章 铸造
确定分型面
★ 分型面应避免曲折，数量 应少，最好是一个，且为平面
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第四章 铸造
陶瓷型铸造
砂套造型 灌浆与胶结 起模与喷烧 焙烧与合箱
基本工艺过程
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陶瓷型铸造
第四章 铸造
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第四章 铸造
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陶瓷型铸造
特点： •精度高，适合高熔点合金； •铸件大小不受限制，可以从几十千克到数吨； •投资少，周期短； •不适合于大批量、重量轻或形状复杂铸件。
磁型铸造
第四章 铸造
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第四章 铸造
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磁型铸造
基本工艺过程 磁丸
造型
激磁、浇注
落丸
气化模
金属熔化
铸件
磁型铸造
第四章 铸造
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磁型铸造
第四章 铸造
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特点： •设备简单，无污染； •造型、清理方便； •不需要起模，精度高。
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金属型铸造
第四章 铸造
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工艺措施： •喷刷涂料 •保证合适的工作温度 •严控开型时间 •防止产生白口铸铁
特点： •节省造型材料， “一型多铸” •精度高，IT12~IT16，Ra<12.5μm •生产率高 •周期长，成本高，工艺参数严格
金属型铸造
第四章 铸造
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熔模铸造
第四章 铸造
√
第四章 铸造
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确定分型面
★ 应尽量使型腔全 部或大部分置于同一 个砂型内，最好使型 腔或使加工面与基准 面位于下型中
不合理 合理
第四章 铸造
确定分型面
★ 应使型芯数量少，并便于安放和稳定
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不合理
合理
第四章 铸造
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确定工艺参数
★ 机械加工余量
机械加工余量数值的大小与生产批量、合金种类、 铸件大小、加工面与基准面的距离及加工面在浇注时的 位置等因素有关
熔炼
液态金属
选配炉料
第四章 铸造
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砂型铸造
造型材料: 型砂和芯砂 由原砂、粘结剂、水和 附加物
特点： •适应性强 •尺寸精度低 •生产率低、劳动条件差
造型方法: 手工造型
机器造型
压实式造型 震机压实式造型 微震压实式造型 高压式造型 空气冲击式造型 射压式造型 抛砂式造型
砂型铸造
第四章 铸造
铸造
制定工艺规程的内容：
• 确定正确的铸造方法 • 绘制铸件工艺图 • 选定合理工艺参数
第四章 铸造
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绘制铸件工艺图 选择浇注位置
★ 铸件的重要工作面或 主要加工面应朝下或呈侧 立状态
车床床身的浇注位置
第四章 铸造
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绘制铸件工艺图 选择浇注位置
★ 铸件上的大平面结构
或薄壁结构应朝下或呈侧