铸造工艺学ppt综述
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《铸造工艺》PPT课件
1．拔长。使金属坯料的横截面积减少，长度增加的工序。如图 4.13所示，得到具有长轴线的锻件，如光轴、曲轴、台阶轴、拉杆、 连杆等。
2．镦粗。使金属坯料的横截面积增大，高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等；也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序； 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表：
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法，如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中，依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力，通过工具或模具使金属材料发生塑性变形，获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同，锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比，锻造具有以下特点： • （1）改善金属的组织，提高力学性能。 • （2）生产率较高。 • （3）节省材料和加工工时。。 • （4）适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的 锻造性越好；反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1．金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好，化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素，会降低锻造性，而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界，也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。
2．镦粗。使金属坯料的横截面积增大，高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等；也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序； 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表：
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法，如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中，依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力，通过工具或模具使金属材料发生塑性变形，获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同，锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比，锻造具有以下特点： • （1）改善金属的组织，提高力学性能。 • （2）生产率较高。 • （3）节省材料和加工工时。。 • （4）适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的 锻造性越好；反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1．金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好，化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素，会降低锻造性，而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界，也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。
《铸造生产工艺》课件
不当。
质量控制
原材料控制
确保使用的原材料质量合格，无杂质 且成分稳定。
模具设计与制造
采用先进的模具设计技术，确保模具 精度和寿命，减少铸件缺陷。
工艺参数优化
通过调整金属液的浇注温度、模具温 度等工艺参数，提高铸件质量。
后处理与检验
对铸件进行必要的后处理，如热处理 、机加工等，并进行严格的质量检验 ，确保产品合格。
铸造设备的组成
铸造设备通常由熔炼设备、浇注设备、造型设备 、清理设备和检测设备等组成。
铸造设备的特点
铸造设备具有高效、自动化和环保等特点，能够 提高铸件的质量和生产效率，降低生产成本和能 耗。
03 铸造生产工艺流程
CHAPTER
造型
01
造型是铸造生产流程的起始阶段，主要任务是根据产品需求和 工艺要求，制作出符合要求的铸型。
根据铸件的使用要求和工艺要 求，选择合适的铸造材料，以
保证铸件的质量和性能。
铸造设备
铸造设备的分类
根据其用途和功能，铸造设备可分为砂型铸造设 备、特种铸造设备和造型设备等。
铸造设备的工作原理
熔炼设备将金属材料熔化为液态，浇注设备将液 态金属注入模具中，造型设备将砂型或模具中的 金属液凝固成为铸件，清理设备则对铸件进行表 面处理和清理。
02
铸造生产工艺是机械制造行业中 的重要基础工艺之一，广泛应用 于汽车、船舶、航空、农业机械 、电力、化工等各个行业。
铸造生产工艺的流程
铸造生产工艺流程包括
浇注
熔炼、浇注、冷却、落砂、清理和后 处理等步骤。
将熔融态的金属注入铸型中，形成所 需形状的铸件。
熔炼
将金属材料加热至熔融状态，并加入 必要的合金元素，以获得所需的化学 成分和物理性能。
质量控制
原材料控制
确保使用的原材料质量合格，无杂质 且成分稳定。
模具设计与制造
采用先进的模具设计技术，确保模具 精度和寿命，减少铸件缺陷。
工艺参数优化
通过调整金属液的浇注温度、模具温 度等工艺参数，提高铸件质量。
后处理与检验
对铸件进行必要的后处理，如热处理 、机加工等，并进行严格的质量检验 ，确保产品合格。
铸造设备的组成
铸造设备通常由熔炼设备、浇注设备、造型设备 、清理设备和检测设备等组成。
铸造设备的特点
铸造设备具有高效、自动化和环保等特点，能够 提高铸件的质量和生产效率，降低生产成本和能 耗。
03 铸造生产工艺流程
CHAPTER
造型
01
造型是铸造生产流程的起始阶段，主要任务是根据产品需求和 工艺要求，制作出符合要求的铸型。
根据铸件的使用要求和工艺要 求，选择合适的铸造材料，以
保证铸件的质量和性能。
铸造设备
铸造设备的分类
根据其用途和功能，铸造设备可分为砂型铸造设 备、特种铸造设备和造型设备等。
铸造设备的工作原理
熔炼设备将金属材料熔化为液态，浇注设备将液 态金属注入模具中，造型设备将砂型或模具中的 金属液凝固成为铸件，清理设备则对铸件进行表 面处理和清理。
02
铸造生产工艺是机械制造行业中 的重要基础工艺之一，广泛应用 于汽车、船舶、航空、农业机械 、电力、化工等各个行业。
铸造生产工艺的流程
铸造生产工艺流程包括
浇注
熔炼、浇注、冷却、落砂、清理和后 处理等步骤。
将熔融态的金属注入铸型中，形成所 需形状的铸件。
熔炼
将金属材料加热至熔融状态，并加入 必要的合金元素，以获得所需的化学 成分和物理性能。
铸造工艺介绍ppt课件.ppt
胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直 重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔 解模型中的蜡，并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧，增强硬 度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。
2014-8-28
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
10
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
2014-8-28
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造工艺图ppt课件
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19
设
计
要
点
铸造工艺 方案的确定
工艺参数 的确定
浇注系统 和冒口
铸造工艺 图的绘制
铸造工艺设计包括：
Ø选择铸造方法或造型方法
Ø铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；
Ø加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；
Ø浇注系统、冒口和冷铁的布置等；
Ø将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图
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25
1.2 铸造工艺图概述
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26
浇注位置，分型面，分模面，活块，本模的类型和 分型负数，加工余量，拔模斜度，不铸孔和沟槽， 砂芯个数和形状，芯头形式、尺寸和间隙，分盒面， 芯盒的填砂(射砂)方向，砂芯负数，砂型的出气孔， 砂芯出气方向、起吊方向，下芯顺序，芯撑的位置、 数目和规格，工艺补正量，反变形量，非加工壁厚 的负余量，浇口和冒口的形状和尺寸，冷铁形状和 个数，收缩筋(割筋)和拉筋形状、尺寸和数量，和 铸件同时铸造的试样，铸造收缩率等
21
1.1. 3 设计的内容和程序
选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构； 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数； 浇注系统、冒口和冷铁的布置等； 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出 来，绘制铸造工艺图。
工作程序：审图—初步方案—讨论—确定—设计—
会签—修改—生效。
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7
四羊方尊 高58.3厘米；重 34公斤。1938年湖南 省宁乡县出土。商代 方尊的代表。 铜尊盛行于商代和 西周时期，是一种饮 酒用具。这件四羊方 尊是现存商代青铜方 尊中最大的一件，是 国家特级文物。 被认为是中国青 铜铸造史上最杰出的 作品之一 。
铸造工艺专题讲座PPT课件
33
2.2 砂型铸造
2.2.1 砂型铸造的生产过程及特点 2.2.2 砂型铸造工艺简介 2.2.3 铸造工艺图的制订 2.2.4 综合分析举例
34
2.2.1 砂型铸造的生产过程及特点
一、砂型铸造的生产过程
35
二、砂型铸造的特点
1. 一个砂型只能使用一次，耗费大量的造型 工时。
2. 砂尘污染，劳动条件差。 3. 适应性广。
4
4.分类 a. 砂型铸造 b. 特种制造
熔模铸造; 压力铸造; 离心铸造; 气化模铸造
5
5. 应用
汽缸体, 衬套, 床身, 活塞, 活塞环,轧辊, 轮, 机架, 水管.
6
2.1 液态金属成形理论基础
2.1.1 液态合金的充型 2.1.2 铸件的收缩 2.1.3 铸造内应力、变形和裂纹
7
2.1.1 液态合金的充型
1.壁厚均匀，形状对称； 2.同时凝固； 3.反变形法、拉肋 4.时效处理。
24
25
三、铸件的裂纹及其防止 ①热裂：
缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化色 选择凝固温度范围小的合金，提高砂型和芯砂的退让性,严
格控制硫的含量
②冷裂：
裂纹细小,呈连续直线状,轻微氧化色 减小内应力和降低合金脆性的因素，控制磷的含量。
13
2.1.2 铸件的收缩
一、收缩的概念 收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺
寸缩减的现象。 收缩是合金的物理本性。收缩给铸造工艺带来许多困难，是
多种铸造缺陷产生的根源。 合金收缩的三个阶段：
⑴液态收缩：从浇注温度到凝固开始温度间的收缩。 ⑵凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度间的收缩。 ⑶固态收缩：从凝固终止温度到室温间的收缩， 收缩导致铸件产生缩孔，缩松，变形，裂纹等缺陷。 合金的收缩与化学成分、浇注温度、铸件结构、铸型条件有 关。
2.2 砂型铸造
2.2.1 砂型铸造的生产过程及特点 2.2.2 砂型铸造工艺简介 2.2.3 铸造工艺图的制订 2.2.4 综合分析举例
34
2.2.1 砂型铸造的生产过程及特点
一、砂型铸造的生产过程
35
二、砂型铸造的特点
1. 一个砂型只能使用一次，耗费大量的造型 工时。
2. 砂尘污染，劳动条件差。 3. 适应性广。
4
4.分类 a. 砂型铸造 b. 特种制造
熔模铸造; 压力铸造; 离心铸造; 气化模铸造
5
5. 应用
汽缸体, 衬套, 床身, 活塞, 活塞环,轧辊, 轮, 机架, 水管.
6
2.1 液态金属成形理论基础
2.1.1 液态合金的充型 2.1.2 铸件的收缩 2.1.3 铸造内应力、变形和裂纹
7
2.1.1 液态合金的充型
1.壁厚均匀，形状对称； 2.同时凝固； 3.反变形法、拉肋 4.时效处理。
24
25
三、铸件的裂纹及其防止 ①热裂：
缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化色 选择凝固温度范围小的合金，提高砂型和芯砂的退让性,严
格控制硫的含量
②冷裂：
裂纹细小,呈连续直线状,轻微氧化色 减小内应力和降低合金脆性的因素，控制磷的含量。
13
2.1.2 铸件的收缩
一、收缩的概念 收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺
寸缩减的现象。 收缩是合金的物理本性。收缩给铸造工艺带来许多困难，是
多种铸造缺陷产生的根源。 合金收缩的三个阶段：
⑴液态收缩：从浇注温度到凝固开始温度间的收缩。 ⑵凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度间的收缩。 ⑶固态收缩：从凝固终止温度到室温间的收缩， 收缩导致铸件产生缩孔，缩松，变形，裂纹等缺陷。 合金的收缩与化学成分、浇注温度、铸件结构、铸型条件有 关。
《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
铸造工艺知识PPT课件
第10页/共47页
铸造工艺方案的确定
砂• 二型、种砂类型的种类确的定确定
• 用于砂型铸造的铸型有湿砂型、表面烘干型、干砂型、自硬砂型等几 种。
• 1.湿砂型：以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注。应用最广泛。 大型、臂厚、形状复杂的铸件不适用。
• 2.表面烘干型：浇注前，用适当的方法对型腔表面进行烘干。在中、大 型铸件中（1~5吨）得到广泛应用。
第12页/共47页
铸造工艺方案的确定
零件结构的铸造工艺性分析
•
一个好的铸造零件是经过以下设计步骤完成：功能设计；依铸造经验修改和简化设计；冶金设计（铸
件材质的选择和适用性）；经济性分析。
第13页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 件 结对构产品的零铸件进造行工审查艺、性分析分有析两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。第二，
第9页/共47页
铸造工艺方案的确定
造型（制芯）方法的确定 • 2.机器造型
• 机器造型生产率高、劳动强度低、铸件质量比较稳定。但它需要的工艺装备复杂、生产准备时间长，因此 机器造型主要用于成批和大量生产。机器造型是今后的发展趋势，只有采用机器造型才能提高劳动生产率 和降低成本，至于采用哪一种机器造型方法，要根据车间现有条件、生产批量和铸件的具体情况来确定。
铸造工艺方案的确定
零• 2件）取结消构铸件的外铸侧凹造。工 艺 性 分析
第24页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 3件）改结进构铸件的内铸腔结造构工以减艺少性砂芯分。析
第25页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 4件）减结少构和简的化铸分型造面工。 艺 性 分析
第26页/共47页
铸造工艺方案的确定
铸造工艺方案的确定
砂• 二型、种砂类型的种类确的定确定
• 用于砂型铸造的铸型有湿砂型、表面烘干型、干砂型、自硬砂型等几 种。
• 1.湿砂型：以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注。应用最广泛。 大型、臂厚、形状复杂的铸件不适用。
• 2.表面烘干型：浇注前，用适当的方法对型腔表面进行烘干。在中、大 型铸件中（1~5吨）得到广泛应用。
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铸造工艺方案的确定
零件结构的铸造工艺性分析
•
一个好的铸造零件是经过以下设计步骤完成：功能设计；依铸造经验修改和简化设计；冶金设计（铸
件材质的选择和适用性）；经济性分析。
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铸造工艺方案的确定
零• 件 结对构产品的零铸件进造行工审查艺、性分析分有析两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。第二，
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铸造工艺方案的确定
造型（制芯）方法的确定 • 2.机器造型
• 机器造型生产率高、劳动强度低、铸件质量比较稳定。但它需要的工艺装备复杂、生产准备时间长，因此 机器造型主要用于成批和大量生产。机器造型是今后的发展趋势，只有采用机器造型才能提高劳动生产率 和降低成本，至于采用哪一种机器造型方法，要根据车间现有条件、生产批量和铸件的具体情况来确定。
铸造工艺方案的确定
零• 2件）取结消构铸件的外铸侧凹造。工 艺 性 分析
第24页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 3件）改结进构铸件的内铸腔结造构工以减艺少性砂芯分。析
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铸造工艺方案的确定
零• 4件）减结少构和简的化铸分型造面工。 艺 性 分析
第26页/共47页
铸造工艺方案的确定
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精心整理
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）
铸造工艺学习.pptx
（3）铸件的变形和防止 铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及随后的切削 加工变形。防止铸件变形有以下几种方法： a) 采用反变形法 可在模样上做出与铸件变形量相等而方 向相反的预变形量来抵消铸件的变形，此种方法称为反变 形法。 b) 进行去应力退火 铸件机加工之前应先进行去应力退火， 以稳定铸件尺寸，降低切削加工变形程度。 c) 设置工艺肋 为了防止铸件的铸态变形，可在容易变形 的部位设置工艺肋。
图9-8 定向凝固原则
第18页/共107页
b）合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺 浇 注位置的选择应服从定向凝固原则；内浇道应开设在铸件 的厚壁处或靠近冒口；要合理选择浇注温度和浇注速度， 在不增加其它缺陷的前提下，应尽量降低浇注温度和浇注 速度。
第19页/共107页
2. 铸造应力、变形和裂纹 在铸件的凝固以及以后的冷却过程中，随温度的不断降低，收缩 不断发生，如果这种收缩受到阻碍，就会在铸件内产生应力，引 起变形或开裂，这种缺陷的产生，将严重影响铸件的质量。 （1） 铸造应力的产生 铸造应力按其产生的原因可分为三种： a）热应力 铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收 缩而引起的应力。 b）固态相变应力 铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变 化而引起的应力。 c）收缩应力 铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、 箱挡等外力的阻碍而产生的应力。 铸件铸出后存在于铸件不同部位的内应力称为残留应力。
•（三） 影响合金收缩的因素 1. 化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合 金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。 2. 浇注温度 合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。 3. 铸件结构与铸型条件 铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同， 各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸 型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由 收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。Biblioteka 图9-3 不同结晶特征的合金的流动性
铸造工艺学精品PPT课件
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奥占公式：
S阻
m下
1 2gHP
图13 奥占公式
18
图13 无冒口系统时的铸件
19
冒口
图14 加入补缩源—冒口
20
模数法设计冒口的基本方法是： 1）Mr=fMc Mr为冒口模数，Mc为铸 件模数，f=1.0-1.2。 2）冒口要提供足够的补缩金属液： ε(Vc+Vr)+Ve<=Vrη 3）一定的补缩通道角：可利用冷铁和 其他工艺措施来造成合适的补缩通道 角
21
吃砂量
图16 砂型装配示意 图
箱把：翻 箱及吊运 操作等 紧固夹紧防 止跑火等
22
定位销
图15 模样定位销示意图
23
大球的制造过程引出的 基本铸造工艺概念
➢成型类：分型面、分模面 ➢工艺类：浇注系统、冒口、冷铁 ➢工装类：模样、模板、砂箱等
24
套筒工艺与大球工艺的差别 ——浇注位置、砂芯、外模 样变化
重要面
36
重要面
图 3-2-36
37
38
例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或 按一定次序厚大部分靠近冒口。
39
例3：铸件水平面积大的部分应尽量置于 铸件下部。
40
41
例4：避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯， 便于下芯、合箱及检验。
42
合箱时容易碰坏砂芯
合箱时不会 碰坏砂芯
43
分型面的确定
9
图5 分型面
10
图6 造型
11
图7 造型时分型面与 分模面平齐一致
12
分模面
图8 造型时分型面与 分模面平齐一致
13
图9 球形空腔
14
图10 在球形空腔上置浇道
奥占公式：
S阻
m下
1 2gHP
图13 奥占公式
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图13 无冒口系统时的铸件
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冒口
图14 加入补缩源—冒口
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模数法设计冒口的基本方法是： 1）Mr=fMc Mr为冒口模数，Mc为铸 件模数，f=1.0-1.2。 2）冒口要提供足够的补缩金属液： ε(Vc+Vr)+Ve<=Vrη 3）一定的补缩通道角：可利用冷铁和 其他工艺措施来造成合适的补缩通道 角
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吃砂量
图16 砂型装配示意 图
箱把：翻 箱及吊运 操作等 紧固夹紧防 止跑火等
22
定位销
图15 模样定位销示意图
23
大球的制造过程引出的 基本铸造工艺概念
➢成型类：分型面、分模面 ➢工艺类：浇注系统、冒口、冷铁 ➢工装类：模样、模板、砂箱等
24
套筒工艺与大球工艺的差别 ——浇注位置、砂芯、外模 样变化
重要面
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重要面
图 3-2-36
37
38
例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或 按一定次序厚大部分靠近冒口。
39
例3：铸件水平面积大的部分应尽量置于 铸件下部。
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例4：避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯， 便于下芯、合箱及检验。
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合箱时容易碰坏砂芯
合箱时不会 碰坏砂芯
43
分型面的确定
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图5 分型面
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图6 造型
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图7 造型时分型面与 分模面平齐一致
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分模面
图8 造型时分型面与 分模面平齐一致
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图9 球形空腔
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图10 在球形空腔上置浇道
铸造工艺分类复习课件.ppt
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（3）应用： 主要用于有色金属件的大批量生产。 例如：铝活塞、汽缸体等。
（4）金属型的结构: 1）整体型； 2）水平分型； 3）垂直分型；4）综合分型。
（5）工艺特点：
1）金属型要预热 2）喷刷涂料 3）及时开型取件
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金属型铸造演示
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2.压力铸造
（1）压力铸造： 指熔融金属在高压下快速压入型腔， 并在压力下结晶，获得铸件的方法。
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2.常用的造型方法
按使用的工具不同， 分为手工造型和机器造型。
（1）手工造型：指全部用手工或手动工具完 成的造型工序。
1）特点：操作灵活，适应性强，成本低， 生产准备时间短，铸件质量差， 劳动强度大，生产率低。
2）应用：单件、小批量生产， 各种大、小型铸件。
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3）手工造型分类
①按砂箱特征分 两箱造型 适用各种批量、大小铸件 三箱造型 用于有两个分型面的单件、小批量生产 脱箱造型 用于小型铸件 地坑造型 用于生产批量小的大中型铸件
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5.熔模铸造
（1）熔模铸造： 即用易熔材料制成模样， 用造型材料将其包覆， 制成型壳，熔出模样， 经高温焙烧， 浇注获得铸件的方法。
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（2）熔模铸造的特点
1）铸件精度和表面质量较高。 2）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。 3）生产批量不受限制。 4）原材料价格贵，铸件成本高。 5）工艺过程繁杂，生产周期长。 6）铸件尺寸不能太大，质量一般小于25Kg。 （3）应用： 各种铸造合金，特别适于高熔点、难加工合金的 小型铸件的成批、大量生产。
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1.金属型铸造
《铸造工艺分类》课件
铁管等。
铸造工艺可根据其工艺特点和应 用领域分为多种类型，如砂型铸 造、熔模铸造、金属型铸造等。
铸造工艺的重要性
铸造工艺是一种重要的零件制 造方法，尤其适用于大批量生 产。
铸造工艺具有成本低、适应性 强的优点，可生产各种复杂形 状和大小的零件。
铸造工艺在汽车、船舶、航空 航天、农业机械等领域中广泛 应用，为工业发展做出了重要 贡献。
铸造工艺用于生产汽车外观覆盖件，如车门、车 盖等。
农业机械
拖拉机
铸造工艺用于生产拖拉机的发动 机、底盘等关键部件。
农机具
铸造工艺用于生产各种农业机械 工具，如犁、耙、收割机等。
航空航天
飞机发动机
铸造工艺用于生产飞机发动机的涡轮 叶片、涡轮盘等关键部件。
航天器
铸造工艺用于生产航天器的结构件、 热管件等部件。
特点
特种铸造能够生产出高精度、高质量 的铸件，具有高强度、高耐磨性等特 点，适用于大规模生产和复杂形状的 铸件。
连续铸造
定义
连续铸造是一种将熔融金属连续 浇注到结晶器中，形成连续的铸
坯或铸件的方法。
特点
连续铸造具有高效率、高产量、低 能耗等特点，能够实现自动化生产 ，适用于大规模生产长杆类铸件和 连铸连轧工艺。
《铸造工艺分类》ppt课件
目录
• 铸造工艺概述 • 铸造工艺分类 • 铸造材料与性能 • 铸造工艺的应用
01 铸造工艺概述
铸造工艺的定义
铸造工艺是将液态金属浇注到铸 型中，待其冷却凝固后获得所需 形状和性能的零件或毛坯的工艺
方法。
铸造工艺是一种应用广泛的制造 技术，可用于生产各种零件和毛 坯，如机械零件、机床床身、铸
船舶工业
船用发动机
铸造工艺可根据其工艺特点和应 用领域分为多种类型，如砂型铸 造、熔模铸造、金属型铸造等。
铸造工艺的重要性
铸造工艺是一种重要的零件制 造方法，尤其适用于大批量生 产。
铸造工艺具有成本低、适应性 强的优点，可生产各种复杂形 状和大小的零件。
铸造工艺在汽车、船舶、航空 航天、农业机械等领域中广泛 应用，为工业发展做出了重要 贡献。
铸造工艺用于生产汽车外观覆盖件，如车门、车 盖等。
农业机械
拖拉机
铸造工艺用于生产拖拉机的发动 机、底盘等关键部件。
农机具
铸造工艺用于生产各种农业机械 工具，如犁、耙、收割机等。
航空航天
飞机发动机
铸造工艺用于生产飞机发动机的涡轮 叶片、涡轮盘等关键部件。
航天器
铸造工艺用于生产航天器的结构件、 热管件等部件。
特点
特种铸造能够生产出高精度、高质量 的铸件，具有高强度、高耐磨性等特 点，适用于大规模生产和复杂形状的 铸件。
连续铸造
定义
连续铸造是一种将熔融金属连续 浇注到结晶器中，形成连续的铸
坯或铸件的方法。
特点
连续铸造具有高效率、高产量、低 能耗等特点，能够实现自动化生产 ，适用于大规模生产长杆类铸件和 连铸连轧工艺。
《铸造工艺分类》ppt课件
目录
• 铸造工艺概述 • 铸造工艺分类 • 铸造材料与性能 • 铸造工艺的应用
01 铸造工艺概述
铸造工艺的定义
铸造工艺是将液态金属浇注到铸 型中，待其冷却凝固后获得所需 形状和性能的零件或毛坯的工艺
方法。
铸造工艺是一种应用广泛的制造 技术，可用于生产各种零件和毛 坯，如机械零件、机床床身、铸
船舶工业
船用发动机
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第三篇
第一章铸造工艺设计概论
铸南
造昌
➢设计概念、依据、内容及程序
工大
艺学
学机 C电
➢工艺设计与经济、环境的关系
A工
I程
课学
件院
EXIT
§1-1 工艺设计的概念、依据、内容及程序
一、概念
铸造工艺设计：就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、 生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工 艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。
名 称
工艺符号和表示方法
用红色线表示，在任一端画 分 “＜”符号
模
分
线
型
用红色线表示
线
分
型
分
模线Βιβλιοθήκη 铸造工艺符号及表示方法名 称
工艺符号和表示方法
用红色线表示，在加工符号
附近标注加工余量数值
凡带斜度的加工余量应标注
斜度 机 械 加 工 余 量
名 称
工艺符号和表示方法
芯 用蓝色线表示，并标注斜度 头 和间隙数值。 有两个以上型芯 斜 时，用数字“1#”“2#”等标注 度 与 芯 头 间 隙
铸造工艺设计的一般内容
项 目
内
容
用途及应用范围
在零件图上，用标准（JB2435-78）规定的
用于制造模样、模
铸 造 工
红、蓝色符号表示出：浇注位置和分型面、
板、芯盒等工艺装备， 也是设计这些金属模具
加工余量、铸造收缩率（说明）、起模斜度、 的依据，还是生产准备
艺 模样的反变形量、分型负数、工艺补正量、 和铸件验收的根据
◆ 铸造工艺设计中要注意节约能源。如采用湿型铸造比干型 铸造节省燃料消耗，也可采用自硬砂型取代普通干砂型等。
◆ 为了保护环境和维护工人身体健康，在铸造工艺设计中要 避免有毒害和高粉尘的工艺方法，或者采用相应对策，以确保安 全和不污染环境。
铸造工艺符号及表示方法
名 称
工艺符号和表示方法
用红色线表示，并用红色写 出“上、中、下”字样
用于生产管理和经 济核算。依批量大小， 填写必要内容
四、设计程序
零件的技术条件和结构 工艺性分析
砂芯设计
选择铸造及造型方法
绘制铸造工艺图
确定浇注位置和分型面 选用工艺参数
设计浇冒口、冷铁和铸肋
填写铸造工艺卡
必要时绘制铸型装配图 和铸造工艺装备图纸
§1-2 工艺设计与经济、环境的关系
◆ 铸造工艺设计时，采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的 金属成本、熔炼金属量、能量消耗、铸件工艺出品率和成品率、 工时费用、铸件成本和利润率等，都有显著的影响。
产品数量及生产期限
设备能力：包括起重运输机的吨位和最大起重高度、
熔炉的形式、吨位和生产率、造型和制芯机种 类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、 地坑尺寸、厂房高度和大门尺寸等
2、生产条件 原材料的应用情况和供应情况
车间生产工人的技术水平和生产经验
制造模具等工艺装备车间的加工能力 3、考虑经济性
图 浇注系统和冒口、内外冷铁、铸肋、砂芯形
适用于各种批量的
状及数量、芯头大小等
生产
反映铸件实际形状、尺寸和技术要求。用 铸 标准规定符号和文字标注，反映内容：加工 件 余量、工艺余量、不铸出的孔槽、铸件尺寸 图 公差、加工基准、铸件金属牌号、热处理规
范、铸件验收技术条件等
是铸件检验和验收、 机械加工夹具设计的依 据。
不 用红色线画叉 铸 出 孔 和 槽
适用于成批、大量 生产或重要的铸件
铸造工艺设计的一般内容
项 目
内
容
用途及应用范围
是生产准备、合箱、
铸 型
表示出浇注位置、分型面、砂芯数目、固 检验、工艺调整的依据
装 定和下芯顺序，浇注系统、冒口和冷铁布置， 适用于成批、大量
配 图
砂箱结构和尺寸等
生产的重要件，单件生
产的重型件
铸 造 说明造型、造芯、浇注、开箱、清理等工 工 艺 艺操作过程及要求 卡
对各种原材料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各 级工种工时费用、设备每小时费用等，都应有所了解，以便 考核该项工艺的经济性。
三、设计内容
设计内容
铸造工艺图
铸件（毛坯）图
铸型装配图（合箱图）
工艺卡
操作工艺规程
铸造工艺装备设计 （从广义讲）
模样图 模板图 芯盒图 砂箱图 压铁图 专用量具图 样板图 组合下芯夹具图
铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的 依据，并用于直接指导生产操作。因此，铸造工艺设计的好坏， 对铸件品质、生产率和成本起着重要的作用。
二、工艺设计依据
在进行铸造工艺设计前，设计者应掌握生产任务和要求，熟 悉工厂和车间的生产条件，这些是铸造工艺设计的基本依据。
铸造零件图样 1、生产任务 零件的技术要求
第一章铸造工艺设计概论
铸南
造昌
➢设计概念、依据、内容及程序
工大
艺学
学机 C电
➢工艺设计与经济、环境的关系
A工
I程
课学
件院
EXIT
§1-1 工艺设计的概念、依据、内容及程序
一、概念
铸造工艺设计：就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、 生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工 艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。
名 称
工艺符号和表示方法
用红色线表示，在任一端画 分 “＜”符号
模
分
线
型
用红色线表示
线
分
型
分
模线Βιβλιοθήκη 铸造工艺符号及表示方法名 称
工艺符号和表示方法
用红色线表示，在加工符号
附近标注加工余量数值
凡带斜度的加工余量应标注
斜度 机 械 加 工 余 量
名 称
工艺符号和表示方法
芯 用蓝色线表示，并标注斜度 头 和间隙数值。 有两个以上型芯 斜 时，用数字“1#”“2#”等标注 度 与 芯 头 间 隙
铸造工艺设计的一般内容
项 目
内
容
用途及应用范围
在零件图上，用标准（JB2435-78）规定的
用于制造模样、模
铸 造 工
红、蓝色符号表示出：浇注位置和分型面、
板、芯盒等工艺装备， 也是设计这些金属模具
加工余量、铸造收缩率（说明）、起模斜度、 的依据，还是生产准备
艺 模样的反变形量、分型负数、工艺补正量、 和铸件验收的根据
◆ 铸造工艺设计中要注意节约能源。如采用湿型铸造比干型 铸造节省燃料消耗，也可采用自硬砂型取代普通干砂型等。
◆ 为了保护环境和维护工人身体健康，在铸造工艺设计中要 避免有毒害和高粉尘的工艺方法，或者采用相应对策，以确保安 全和不污染环境。
铸造工艺符号及表示方法
名 称
工艺符号和表示方法
用红色线表示，并用红色写 出“上、中、下”字样
用于生产管理和经 济核算。依批量大小， 填写必要内容
四、设计程序
零件的技术条件和结构 工艺性分析
砂芯设计
选择铸造及造型方法
绘制铸造工艺图
确定浇注位置和分型面 选用工艺参数
设计浇冒口、冷铁和铸肋
填写铸造工艺卡
必要时绘制铸型装配图 和铸造工艺装备图纸
§1-2 工艺设计与经济、环境的关系
◆ 铸造工艺设计时，采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的 金属成本、熔炼金属量、能量消耗、铸件工艺出品率和成品率、 工时费用、铸件成本和利润率等，都有显著的影响。
产品数量及生产期限
设备能力：包括起重运输机的吨位和最大起重高度、
熔炉的形式、吨位和生产率、造型和制芯机种 类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、 地坑尺寸、厂房高度和大门尺寸等
2、生产条件 原材料的应用情况和供应情况
车间生产工人的技术水平和生产经验
制造模具等工艺装备车间的加工能力 3、考虑经济性
图 浇注系统和冒口、内外冷铁、铸肋、砂芯形
适用于各种批量的
状及数量、芯头大小等
生产
反映铸件实际形状、尺寸和技术要求。用 铸 标准规定符号和文字标注，反映内容：加工 件 余量、工艺余量、不铸出的孔槽、铸件尺寸 图 公差、加工基准、铸件金属牌号、热处理规
范、铸件验收技术条件等
是铸件检验和验收、 机械加工夹具设计的依 据。
不 用红色线画叉 铸 出 孔 和 槽
适用于成批、大量 生产或重要的铸件
铸造工艺设计的一般内容
项 目
内
容
用途及应用范围
是生产准备、合箱、
铸 型
表示出浇注位置、分型面、砂芯数目、固 检验、工艺调整的依据
装 定和下芯顺序，浇注系统、冒口和冷铁布置， 适用于成批、大量
配 图
砂箱结构和尺寸等
生产的重要件，单件生
产的重型件
铸 造 说明造型、造芯、浇注、开箱、清理等工 工 艺 艺操作过程及要求 卡
对各种原材料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各 级工种工时费用、设备每小时费用等，都应有所了解，以便 考核该项工艺的经济性。
三、设计内容
设计内容
铸造工艺图
铸件（毛坯）图
铸型装配图（合箱图）
工艺卡
操作工艺规程
铸造工艺装备设计 （从广义讲）
模样图 模板图 芯盒图 砂箱图 压铁图 专用量具图 样板图 组合下芯夹具图
铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的 依据，并用于直接指导生产操作。因此，铸造工艺设计的好坏， 对铸件品质、生产率和成本起着重要的作用。
二、工艺设计依据
在进行铸造工艺设计前，设计者应掌握生产任务和要求，熟 悉工厂和车间的生产条件，这些是铸造工艺设计的基本依据。
铸造零件图样 1、生产任务 零件的技术要求