1-2铸造工艺与方法
各种典型铸造技术的原理和方法
各种典型铸造技术的原理和方法根据铸型特点分类，有一次型铸造(砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造、实型铸造等)、半永久型铸造(陶瓷型铸造、石墨型铸造等)、永久型铸造(金属型铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造等)；根据浇注时金属液的驱动力及压力状态分类，有重力作用下的铸造和外力作用下的铸造。
金属液在重力驱动下完成浇注称自由浇注或常压浇注。
金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造等。
本章介绍的铸造技术有：属于重力充型的有砂型铸造、金属型铸造和熔模铸造；属于外力充型的有压力铸造、离心铸造和挤压铸造；属于反重力铸造的有低压铸造和差压铸造/真空吸铸等。
铸造业中砂型铸造约占80％。
型砂中粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等又占了90％的份额。
三种型砂间的比例视各国具体情况而异，平均来看，大致为5：3：2。
以型砂铸造与其它铸造方法相比，其缺点是：劳动条件较差，铸件外观质量欠佳；铸型只能使用一次，生产率低。
优点是：不受零件形状、大小、复杂程度及合金种类的限制；造型材料来源广，生产准备周期短，成本低。
因此，砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80%~90%。
本章的重点在砂型铸造。
而铸造用砂型的种类及制造是重中之重。
第1节砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
名词：型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物；铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型；砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)；造型——制造砂型的工艺过程；制芯——制造砂芯的工艺过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
铸造生产的工艺流程
铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；5）落砂清理与铸件检验等主要工序。
一、成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
二、型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。
铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。
铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。
为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、锯末、纸浆等。
型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图三、工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
机械制造工艺基础第一章2-4节
主讲教师：周世权
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1.2 砂型机器造型铸造工艺 Sand Mold Casting Process of Machine molding
-型砂和芯砂-造型和制芯；下芯并合型；金属液浇 入铸型中，冷却凝固，经落砂清理和检验-铸件的工艺过程。
一、型砂和芯砂
原砂、粘结剂、水及其他附加物(如煤粉、重油、木 屑等)按一定比例混制而成。根据粘结剂的种类不同，可分 为粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等。
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1.2 砂型机器造型铸造工艺
四、铸造工艺参数的确定 主要工艺参数分述如下: 1．铸造收缩率 由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔的尺 寸小，为了保证铸件的应有尺寸，模样和芯盒的制造尺寸 应比铸件放大一个该合金的线收缩率。 式中： L模模样尺寸； L件铸件尺寸。 收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸 等因素。通常灰铸铁为0.7%～1.0%，铸造碳钢为1.3%～2. 0%，铝硅合金为0.8%～1.2%，锡青铜为1.2%～1.4%。
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五、铸造工艺图的绘制
7．绘制铸造工艺图
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7．铸造工艺实例
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本节课程小结
1. 型砂和芯砂：原砂，粘结剂和水分；粘土砂，水玻璃砂 和树脂砂。
2. 造型方法：手工造型：整模，分模，活块，假箱，三箱 等；单件小批量生产。机器造型：两箱整模和分模，型 板（有模型，浇注系统），大批大量生产。
3. 铸件浇注位置：重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚 不均匀？分型面的选择：应便于起模，简化造型工艺。 全部或大部分放在同一个砂箱内。尽量减少型芯和活块 的数量。 4. 铸造工艺参数：收缩率，加工余量，起模斜度，圆角， 芯头。 5. 铸造工艺图的绘：质量要求和结构工艺性，选择造型方 法，浇注位置和分型面，确定工艺参数，设计型芯，设 计浇、冒口系统，绘制铸造工艺图。
铸造工艺及过程
铸造工艺与过程
说起铸造工艺跟过程，那可是一门老手艺活路咯。
四川这边，从古至今，好多铁匠铺都在搞这个，把个生铁、熟铁整得巴巴适适，打造成各式各样的物件儿。
要说铸造，首先得有个好模具，这模具就跟那做豆腐的格子一样，把铁水倒进去，等它冷了，就成型了。
模具得打整得干干净净，不能有啥子沙眼、裂缝，不然铸出来的东西就不中用。
铁水嘛，那是关键。
得在炉子里烧得红彤彤的，跟火炭一样。
火候不到位，铁水稀拉拉的，铸出来的东西没得硬度；火候过了，铁水又容易烧化了模具，那就亏大了。
等模具跟铁水都准备好了，就开始浇铸。
这个环节可得小心，不能手抖，得一口气把铁水倒进去，不然容易有气泡，影响质量。
浇铸完了，就等着冷却。
这时候，铁匠师傅们也不能闲着，得拿把锤子，在铸件边上敲敲打打，把多余的部分去掉，把铸件整得平平整整。
冷却好了，就可以开箱了。
打开模具，一件崭新的铸件就出现在眼前。
这时候，还得拿砂纸打磨打磨，把表面的瑕疵去掉，让它看起来更加光亮。
铸造工艺跟过程，看似简单，实则不然。
每一步都得精益求精，不能马虎。
只有这样，才能打造出质量上乘的铸件，满足大家的需求。
四川的铸造工艺，那可是历史悠久，传承了好几代人，希望大家都能好好传承下去，让这门手艺活路继续发扬光大。
[全]铸造工艺
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铸造工艺工艺流程液体金属→充型→凝固收缩→铸件工艺特点1、可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。
2、适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。
3、材料来源广，废品可重熔，设备投资低。
4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
铸造分类（1）砂型铸造（sand casting）砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
工艺流程：砂型铸造工艺流程技术特点：1、适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；2、适应性广，成本低；3、对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。
应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件（2）熔模铸造(investmentcasting)熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。
常称为“失蜡铸造”。
工艺流程：熔模铸造工艺流程工艺特点优点：1、尺寸精度和几何精度高；2、表面粗糙度高；3、能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。
缺点：工序繁杂，费用较高应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。
（3）压力铸造(die casting)压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
工艺流程：工艺特点优点：1、压铸时金属液体承受压力高，流速快2、产品质量好，尺寸稳定，互换性好；3、生产效率高，压铸模使用次数多；4、适合大批大量生产，经济效益好。
缺点：1、铸件容易产生细小的气孔和缩松。
2、压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；3、高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。
应用：压铸件最先应用在汽车工业和仪表工业，后来逐步扩大到各个行业，如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等多个行业。
常见铸造工艺
常见铸造工艺一、铸造工艺概述铸造是通过将熔化的金属或合金倒入模具中，经过冷却凝固后得到所需形状的工艺。
铸造工艺广泛应用于各个领域，如汽车、航空、船舶、机械、建筑等。
二、常见铸造工艺分类1. 砂型铸造：以石英砂为主要原料制作模具，常用于生产大型和中小型零件。
2. 金属型铸造：采用金属模具进行浇注，可生产高精度和高质量的零件。
3. 压力铸造：利用高压力将液态金属注入模具中，适用于生产复杂形状的零件。
4. 熔蜡模铸造：先制作出蜡模具，然后在蜡模上涂覆陶瓷浆料，并进行干燥和硬化。
最后将蜡模加热蒸发掉，留下空心的陶瓷壳体，再进行浇注。
5. 精密铸造：采用特殊工艺和设备进行生产，可生产高精度和高质量的零件。
三、详细介绍常见铸造工艺1. 砂型铸造（1）模具制作：先根据零件的形状和尺寸制作出模板，然后将模板放入砂箱中，用湿砂将其覆盖。
待湿砂干燥后，将模板取出，留下模具。
（2）浇注：将铝合金或其他金属加热至液态状态，然后倒入模具中。
待金属冷却凝固后，取出零件。
（3）处理：对零件进行去毛刺、打磨等处理。
2. 金属型铸造（1）模具制作：根据零件的形状和尺寸制作出金属模具。
（2）浇注：将液态金属倒入金属模具中。
待金属冷却凝固后，取出零件。
（3）处理：对零件进行去毛刺、打磨等处理。
3. 压力铸造（1）模具制作：根据零件的形状和尺寸制作出压力铸造机所需的模具。
（2）浇注：将液态金属通过高压力喷射到模具中。
待金属冷却凝固后，取出零件。
（3）处理：对零件进行去毛刺、打磨等处理。
4. 熔蜡模铸造（1）蜡模制作：根据零件的形状和尺寸制作出蜡模具。
（2）陶瓷壳体制作：将蜡模浸入陶瓷浆料中，待干燥后再重复涂覆几层。
最后将其加热硬化。
（3）浇注：将液态金属倒入陶瓷壳体中。
待金属冷却凝固后，取出零件。
（4）处理：对零件进行去毛刺、打磨等处理，并将陶瓷壳体清理干净。
5. 精密铸造（1）模具制作：根据零件的形状和尺寸制作出精密模具。
（2）浇注：采用真空或低压浇注技术，将液态金属倒入模具中。
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；
(完整版)第二节常用的铸造方法
第二节常用的铸造方法(五)离心铸造离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。
铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1．离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。
立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。
卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图图 2-2-9 离心铸造2．离心铸造的特点和应用与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：（1）优点1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。
2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。
3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。
5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。
既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。
中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。
（2）应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
（六）熔模铸造熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。
熔模铸造是精密铸造方法之一。
1．熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。
铸造工艺学
填空1、防止机械粘砂的措施：减少微孔尺寸、提高背压、用非硅砂2、防止侵入气孔的措施：减少型的发气量、易于排气、提高气体进入金属的阻力3、铸件质量三要素：交货期、价格、质量4、植物油按干燥程度分为：干性、半干性、不干性5、铸件按达到的质量指标分为：合格、一等、优等6、底柱浇注系统的种类：基本、牛角、底雨淋7、湿型砂按造型时的情况分为：面砂、背砂、单一砂8、铸件中气孔的种类：反应型、析出型、侵入型9、常用非石英砂的原砂有：铬铁、镁砂、锆砂名词解释1、铸造：铸造生产是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，这种制造金属制品的过程称为铸造生产，简称铸造。
2、机械粘砂：机械粘砂是指铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，它是由金属渗入铸型表面的微孔中形成的。
3、起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。
这个斜度，称为起模斜度。
4、冒口：冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。
习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
5、砂眼：砂眼是在铸件内部或表面充塞有型砂的孔眼，它是一种较常见的铸造缺陷。
6、分型面：是指两半铸型相互接触的表面。
7、化学粘砂：化学粘砂是铸件的部分或整个表面上粘附一层由金属氧化物和造型材料相互作用而生成的低熔点化合物。
8、机械加工余量：在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度，称为机械加工余量，简称加工余量。
9、浇注系统：是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。
10、冷铁：为增加铸件局部的冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。
11、透气性：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性。
简答1、影响铸渗效果的主要因素含合金元素的涂料（或膏剂）的组成及配制、浇注温度、浇注系统及涂料层在铸型中的位置、铸型及涂料层或膏块的预热、母材合金的种类等。
铸造工艺简介
铸造工艺简介一、关键信息1、铸造工艺的定义2、铸造工艺的分类3、铸造工艺的流程4、铸造工艺的优缺点5、铸造工艺的应用领域6、铸造工艺的发展趋势二、铸造工艺的定义铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间。
三、铸造工艺的分类1、砂型铸造砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。
砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。
2、熔模铸造熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。
失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。
泥模晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化。
将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模。
一经焙烧。
一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。
3、压力铸造压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。
广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。
4、金属型铸造金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。
铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。
5、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填铸型和凝固形成铸件的一种铸造方法。
6、消失模铸造消失模铸造是把与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
四、铸造工艺的流程1、模具准备根据铸件的形状和尺寸要求，制作相应的模具。
模具的质量和精度直接影响到铸件的质量和尺寸精度。
2铸造
2)．铸件的变形和防止 铸件变形的一般规律：厚的部位呈内凹，簿的部 分呈外凸。为防止铸件变形，除合理设计零件结 构外，在工艺上可采用反变形法。
沿高度方向如 何变形
3)．铸件的裂纹与防止 当铸件的内部应力超过金属抗拉强度时， 铸件便产生裂纹。
• 热裂纹是在固相线附近形成的裂纹。其 形状特征是，裂纹短、缝隙宽形状曲折， 缝内表面呈氧化颜色， • 防止热裂纹的方法：正确设计零件结构 外应合理地选用型砂和芯砂的粘结剂， 以改善其退让性。严格限制钢和铸铁中 硫的含量。
• 2、侵入气孔 • 是由于铸型表面层聚集的气体侵入液态 合金而形成的气孔。 • 侵入气孔的特征是多位于铸件局部表面 附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形。 • 防止方法：降低型砂、芯砂的发气量和 提高铸型的排气能力。
3、反应气孔 • 液态合金与铸型、冷铁、芯撑或熔渣之 间，因化学反应产生气体而形成的气孔， 称为反应气孔。 • 反应气孔多分布在铸件表层下1-2毫米处， 呈皮下气孔。
§1-2 铸件的凝固 铸型中的合金从液态转变为固态的过程， 称为铸件的凝固，或称一次结晶。 • 铸件的凝固 • 在铸件凝固过程中，一般存在着固相区、 凝固区和液相区三个区域，其中凝固区 是液相与固相共存的区域，凝固区的大 小对铸件质量影响较大，按照凝固区宽 窄，分为逐层凝固、中间凝固和体积凝 固三种凝固方式，如图2-4所示。
• 3．体积凝固 当合金的结晶温度范围很 宽，或因铸件截面温度梯度很小，铸件 凝固时，其液固共存凝固区很宽，甚至 贯穿整个铸件截面，如图2-4(c)所示。 • 影响铸件凝固方式主要因素是合金的 结晶温度范围（取决于合金化学成分） 和铸件的温度梯度。合金的结晶温度范 围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层 凝固。当合金成分一定时，凝固方式取 决于铸件截面上的温度梯度，温度梯度 越大，对应的凝固区域越窄，越趋向于 逐层凝固。
材料成形技术--第2章 铸造成形
2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。
压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件， 如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。
4. 低压铸造
低压铸造：用较低压力将金属液由铸型底部注入型腔， 并在压力下凝固以获得铸件的方法。 (1).低压铸造的工艺过程 ： 低压铸造的工艺过程如图2-26所示，包括如下过程：
续
刮板造型 用刮板代替模样造型。节约木材， 用于等截面或回转体大中 缩短生产周期，生产率低，技术水 型铸件的单件、小批生产 平高，精度较差 两箱造型 最基本的造型方法。各种 铸型由上型和下型构成，各类模样， 铸型，各种批量 操作方便
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间大，必须 主要用于手工造型，具有 有两个分型面 两个分型面的铸件的单件、 小批生产
5. 离心铸造
离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心 力作用下成形并凝固的铸造方法。可用金属型也可用砂型
(1).离心铸造的类型 根据铸型旋转轴的空间位置，离心铸造可分为立式 和卧式两大类。 1）立式离心铸造：铸型绕垂直轴旋转，如图2-27a,b所 示。在离心力和重力的共同作用下，内表面为回转抛物 面，因此用于高度小于直径的圆环类或成形铸件。
主要特点如下：
R 1） 铸件 的 精 度 和 表 面质量高 ；尺寸公差 IT11∼IT14， a 12.5∼ Ra 1.6；
2）可制造形状较复杂的铸件； 3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高 合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4）工艺过程较复杂，生产周期长，使加工费和消耗的材 料费较贵，多用于小型零件。 熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合 金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机 叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件 的生产。
机械制造基础(金属工艺学) 第二章 铸造
第2章 铸造
01 铸造工艺基础 02 合金铸件的生产工艺 03 砂型铸造 04 特种铸造 05 铸件结构设计
第2章 铸造
铸造工艺特点 1）适合制造形状复杂的毛坯
第2章 铸造
铸造工艺特点 2）毛坯大小不受限制
第2章 铸造
铸造工艺特点 3）材料不受限制（能熔化的金属） 4）生产成本低（原材料来源广泛） 5）应用广泛（历史最久的金属成型方法，40%~80%）
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 2）铸件宽大平面应朝下
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—分型面 分型面：铸型组元之间的结合面或分界面。 分型面影响： 1）铸件质量； 2）生产工序的难易； 3）切削加工的工作量。
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁 由于石墨成球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，球墨
铸铁具有比灰铸铁高的多的力学性能，塑韧性大大提高。
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁
球墨铸铁的牌号、 性能及用途 QTXXX-X
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 3）可锻铸铁 将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体
04 特种铸造 05 铸件结构设计
2.3 砂型铸造
铸造工艺
砂型铸造
特种铸造
手工造型 机器造型 金属型铸造 熔模铸造
压力铸造 低压铸造
陶瓷型铸造 离心铸造
2.3 砂型铸造
1-2砂型铸造(二)
如皋市江海技工学校教案首页
课题：_____§1-2 砂型铸造（二）
教学目的、要求：1. 如何造芯
2.如何设置浇注系统和冒口、完成合型
3.了解几种特种铸造的工艺特点述
教学重点、难点：如何设置浇注系统和冒口、完成合型
授课方法：讲授法、视听法
教学参考及教具（含电教设备）：《机械制造工艺基础》多媒体授课执行情况及分析：
（续页）
20分10分型工序。
⑵紧砂定义：提高砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂紧实度的操
作。
⑶紧砂常用的方法：压实法、震实法、抛砂法。
5、自动化造型：
⑴自动化造型定义：P111
⑵自动化造型特点（优点、缺点）：
⑶适用范围：适用于大批量生产和流水线生产。
4、造芯
1、造芯及其分类：
⑴定义：制造型芯的过程。
⑵作用/目的：是为了获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或
其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。
⑶分类：手工造芯和机器造芯。
⑷手工造芯的方法：为芯盒造芯。
a）芯盒的装配 b）取芯
⑸机器造芯利用造芯机来完成填砂、紧砂和取芯的。
2、烘干与刷涂料
⑴烘芯定义：
⑵烘芯目的：提高………，减少………。
5、合型
1、定义：将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组
合成一个完整铸型的操作过程（又称合箱）。
2、合型过程：
视听法
视听法
板书设计或授课提纲
如皋市江海技工学校第页。
铸造2
1 铸造工艺基础 Base of Founding Technics
（2）机械应力 合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形 成的内应力。机械应力是暂时的，在铸件落砂之 后，这种应力便可自动消除。
2.铸件的变形与防止
残余应力导致变形，受拉的部分产生压缩变形，受 压缩的部分产生拉伸变形。 防止： （1）设计上，壁厚均匀，且对称 （2）工艺上，同时凝固原则 （3）反变形法
Ⅱ进行弹性状态，由于Ⅱ冷速﹥Ⅰ冷速，所以Ⅰ受拉，Ⅱ 受压，形成内应力但Ⅰ的微量塑变而消失。 c 在t2-t3之间， TⅠ﹤ T临、TⅡ﹥T临， TⅠ的温度较 高，还会进行较大的收缩，于是Ⅱ受压，而Ⅰ受拉伸。 热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受 压缩。 ◊同时凝固原则：为了减小热应力，可将浇口开在 薄壁处，或在厚壁处安放冷铁。
• （3）铸型填充条件
a 铸型的畜热能力 即铸型从金属中吸收和储存热量的能力。 金属型铸造比砂型铸造容易产生浇不足等缺陷。 b 铸型温度速度。 c 铸型中气体 在金属液的热作用下，型腔中的气体膨胀，型砂中的水 分汽化，煤粉和其它有机物燃烧。将产生大量气体。为减 少气体压力，除应设法减少气体来源外，应使砂型具有良 好的透气性，并在远离浇口的最高部位设出气口。 d 铸件的结构（壁厚、大小、复杂程度等）
●
特点：
（1）制成形状复杂（内腔的毛坯）； （2）铸件大小不限； （3）铸件成本较低（原材料来源广泛，价格低廉）； （4）应用广泛（在机床、内燃机中占机器总重的70-80%， 农业机械占40%-70%）。
●
问题：
废品率较高，铸件容易出现浇不足，缩孔、夹渣、气孔和裂 纹等缺陷。
1 铸造工艺基础 Base of Founding Technics
2-1铸造工艺基础-1.2充型.收缩1
液态金属的流动性
流动性定义： 液态合金充满型腔，形成轮廓清晰， 形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 流动性不好：不能充满型腔，铸件易产生浇不到、冷
隔、气孔、夹杂等缺陷。
流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂
物上浮和对铸件进行补缩。
冷隔
浇不足
气孔
液态合金的流动性通常以“螺旋形试样”长度来衡 量。
机械学院金工教研室
课程考核方式及成绩评定方法
开课学时：48（理论44，实验4） 成绩构成：
卷面成绩60%：期末考试成绩×0.6；
实验成绩5%：实验室成绩（满分10分）/2；
作业成绩20%：共提交4次作业，每次5分，每次 作业打错1处扣1分，扣完5分为止；
平时成绩5%：缺席1次扣0.5分，扣完5分为止；
体收缩率：
线收缩率：
V0 V1 V 100% V (t0 t1 ) 100% V0
l0 l1 L 100% l (t0 t1 ) 100% l1
V0，V1——金属在 t0 和 t1 时的体积，m3； l0，l1——金属在 t0 和 t1 时的长度，m；
课程大作业10%：课程结束后提交大作业，满分 10分，答错一处扣1分，扣完10分为止。
机器生产过程：原材料——毛坯——零件——机器
机器制造方法： • 原材料选取择与改性（热处理）； • 毛坯成形（铸、锻、焊等）； • 零件成形（切削加工等）与装配。
主要教学内容
•
各种毛坯制造方法的生产原理、特点和应用
落砂后热应力仍存在与铸件之中，属于残余应力。
粗杆：拉应力
细杆：压应力
铸件热应力的产生
分析下列铸件内的纵向残余应力
厚壁筋板内拉伸应力 薄壁筋板内压缩应力
简述铸造加工的特点及铸造工艺过程
简述铸造加工的特点及铸造工艺过程一、铸造加工的特点铸造加工是一种将熔化的金属或合金注入到模具中，冷却后形成所需形状的加工方法。
它的特点主要有以下几点：1. 可以制造各种形状和大小的零件，从小到大，从简单到复杂均可。
2. 材料利用率高，因为可以回收再利用废料。
3. 生产效率高，可以批量生产。
4. 适用于各种金属及合金材料。
5. 制造成本低。
二、铸造工艺过程铸造加工的过程主要分为模具制作、熔炼及浇注、冷却和脱模、清理和检验等步骤。
1. 模具制作模具是铸造加工中最重要的部分，它直接影响到零件质量和生产效率。
根据所需零件的形状和大小，可以选择不同类型的模具制作方法。
常见的有沙型、金属型、陶瓷型等。
2. 熔炼及浇注在选定好模具后，需要将所需材料进行熔化并倒入模具中。
这个过程需要注意控制温度和时间，以保证材料的质量。
浇注时需要注意浇注口的位置和数量，以充分填充模具。
3. 冷却和脱模经过一段时间的冷却后，需要将零件从模具中取出。
这个过程需要注意控制温度和时间，以避免零件变形或损坏。
一般来说，可以采用自然冷却或水淬等方式。
4. 清理和检验在取出零件后，需要对其进行清理和检验。
清理包括去除余渣、毛刺等不良物质；检验则包括尺寸、外观等方面的检查。
如果发现问题，则需要进行修复或重新制作。
三、不同类型铸造加工方法1. 砂型铸造：使用砂型作为模具，在其中倒入熔化的金属或合金材料。
2. 压铸：使用压力将熔化的金属或合金材料压入模具中。
3. 精密铸造：采用高精度模具制作，可制造出高精度、高表面质量的零件。
4. 低压铸造：在低压下将熔化的金属或合金材料注入到模具中。
5. 失蜡铸造：先用蜡模制作出零件的模型，然后在其表面涂上一层陶瓷，烘干后倒入金属或合金材料进行铸造。
国标钢制法兰系列1和2的区别
国标钢制法兰系列1和2的区别国标钢制法兰系列1和2作为两种常见的法兰连接件，在工程领域中广泛应用。
它们在设计、制造和使用过程中存在诸多不同之处，这些差异直接影响着其适用范围、性能特点以及使用环境。
本文将从材料选择、制造工艺、结构形式等方面深入探讨国标钢制法兰系列1和2之间的区别，旨在帮助读者更好地理解这两种法兰的特点和应用场景。
首先，在材料选择方面，国标钢制法兰系列1和2的区别主要体现在选用材料的不同。
系列1法兰通常采用碳素钢或不锈钢等金属材料制造，具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于一般工业场合和高温高压工况下的使用。
而系列2法兰则常采用合金钢或耐磨合金钢等特殊材料生产，具有更高的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能，适用于一些特殊的工程环境，如化工、石油、电力等行业。
其次，在制造工艺方面，国标钢制法兰系列1和2的区别主要表现在生产工艺的差异。
系列1法兰常采用冷、热锻造工艺进行制造，生产效率较高，成本相对较低。
而系列2法兰则常采用锻造、铸造等特殊工艺，制造工艺复杂，成本较高，但在保证产品性能和质量方面具有一定优势。
此外，在结构形式方面，国标钢制法兰系列1和2的区别主要体现在连接方式和密封结构上。
系列1法兰常采用对焊、螺栓连接等方式进行连接，密封结构通常为平面密封或凸缘密封；而系列2法兰则采用法兰盘、法面、法兰环等特殊结构形式，密封结构更加复杂，密封性能更加稳定可靠。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，国标钢制法兰系列1和2在材料选择、制造工艺和结构形式等方面存在诸多差异。
根据具体的工程需求和使用环境，选择适合的法兰系列对于确保工程安全和性能稳定具有重要意义。
希望本文对读者了解国标钢制法兰系列1和2的区别有所帮助，进一步推动工程领域的发展与创新。
2-1 铸造工艺基础
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17
浇 不 足
后 退
18
冷
隔
后 退
19
三、影响充型能力的因素
1.合金性质——合金流动性：决定于合金种类与 化学成分。合金种类0.77
2.11
4.3
C%
2.浇注条件
浇注温度
对液态金属的充型能力有决定性的影响。
温度高，充型能力就强。这是因为浇注温度提高，合金液的粘度 就降低，浇注以后保持液态的时间也就延长，传给铸型的热量就 增多，这就使铸型和金属液的冷却速度就降低，从而使合金的充 型能力增强。 对于薄壁铸件，适当提高浇注温度是改善充型能力、防止产生浇 不到、冷隔的重要措施。这些措施在生产中经常采用，也比较方 便。
空腔中填充的金属。
冷铁：为了增加铸件局部的冷却速度，在砂型中安放的
金属物。
40
冒口补缩示意图
浇注系统 冒口
冷铁
设臵冒口，是我们在工艺上防止缩孔和缩松形成的非 常有效的一项措施。 铸件按照规定的方向顺序凝固，铸件的每一部分的收 缩都会得到在以后凝固的金属液的补充，这样使得缩 孔最后转移到冒口当中去，清理时将冒口切除即可。
有利于液态金属中的气体和熔渣的上浮 与排除。
有利于合金凝固收缩时的补缩等。
16
2.合金充型能力差，铸件容易产生浇不足、冷隔、气 孔、夹渣、缩孔等铸造缺陷，不能得到完整的零件。
浇不足： 铸件残缺，轮廓不完整，或轮廓可能
完整但边角圆而且光亮。
冷隔：在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的
第二节 砂型铸造
2. 分型面的选择
2.2 分型面尽量少
2. 分型面的选择
2.3 避免不必要的活块和型芯
2. 分型面的选择
2.4 尽量置于同一沙箱
加工面与基准面于 同一砂箱易保证铸件精 度，分在两个砂箱，易 产生错型
2. 分型面的选择
型腔及主要型 芯位于下型，便于 造型、下芯、合箱 和检验铸件壁厚
2.5 尽量位于下型
铸件的结构：铸件的外形、内腔、壁厚、壁 间的连接形式、加强筋和凸台的安置。 进行铸件结构设计，不仅要保证其力学性能要 求，还必需考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结 构的要求，使铸件的结构与这些要求相适应。使这 些铸件具有良好的工艺性，以便保证铸件质量，降 低生产成本，提高生产率。
1、铸件结构应利于简化铸造工艺
从基准面D分型；凸台E和槽C用活块或型芯形成；九个 轴孔不铸出，留待切削加工。用于单件、小批量手工造型
4. 铸造工艺图与实例分析
4.5 方案3
从B面分型；凸台E、A和槽C采用活块或型芯形成；九个 轴孔不铸出，留待切削加工。用于单件、小批量手工造型
4. 铸造工艺图与实例分析
4.6 工艺图
三、铸件结构工艺性
地坑造型：在车间地坑内造型，只要一个砂箱，节约砂箱使 用量，适用于批量不大的大、中型铸件
4. 脱箱造型
合型后将砂箱脱出，浇注前须用型砂将脱箱后的铸型周围填实， 也可加上套箱，适用于小铸件生产。
5. 整模造型
模样是一个整体，通常型腔都在下半箱中，上半箱只有浇冒口系 统。造型简单，不会出现合型错位缺陷，适用于一端为最大截面 的铸件。
脆弱结合面
应力集中 易裂纹
外圆角还可美化铸件 外形； 内圆角还可防止金属 液冲坏型腔尖角。
热节
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1、手工造型
2、机器造型
低压铸造
消失模 铸造
熔模铸造
压力铸造
七
种
常
见
特种铸造
金属型 铸造
的 特 种
铸
造
连续铸造
离心铸造
方 法
1、熔模铸造
利用易熔材料制成模型，并在模型表面粘结一定厚度的耐火材料， 然后将模型熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。
熔模铸造过程演示
组装蜡模
易产生偏析
离心铸造无缝钢管
离心铸造耐热钢套
6、消失模铸造
消失模制造产品
7、连续铸造
连续铸造特点及应用
适用于断面形状不变和长度较大的铸件生产 设备和工艺过程简单，生产效率和金属利用率高
用以和轧机组成生产线时，可大量节省能源
• 合金种类 • 铸件大小 • 尺寸精度和表面粗糙度 • 生产批量
不同的企业生产条件（包括设备、场地、员工 素质等）、生产习惯、所积累的经验各不一样， 应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适 合（或不能）做什么产品。
大型铸件地坑造型
永乐大钟——地坑造型
钟通高6.94米； 外径3.30米； 钟唇厚度18.5厘米； 重量46.5吨； 钟身内外整齐地铸有 佛教经典17种，总计 227000多字。
奥氏体不锈钢手表壳
铝合金压铸成型 板材冲压成型 熔模铸造成型 可铸出复杂花纹
及凸凹字
熔模铸造手枪外壳
俄罗斯军警用手枪
2、金属型铸造
金属型铸造特点
组织致密，力学性能好 精度和表面质量高
实现“一型多铸”，提高效率，改善劳动条件 不透气，无退让性（浇不足、裂纹、白口）
球墨铸铁组织对比
a)金属型 b)砂型
上涂料
失蜡（80~90℃热水）
焙烧（800~950℃，0.5~5h）
浇注及清理
熔模铸造特点及适用范围
铸件精度高、表面质量好
可制造形状复杂的铸件，最小壁厚0.7mm ， 最小孔径1.5mm。
适用各种合金，尤其是高熔点和难加工的铸件。
工序复杂，生产周期长，成本高，不超过25kg (壳型厚5~10mm)
3、压力铸造
压力铸造特点
铸件尺寸精度高，表面质量好
可压铸形状复杂的薄壁精密铸件 最小壁厚0.5mm，最小孔0.7mm
组织致密力学性能好 强度比砂型铸件提高25~40%
生产率高，易实现自动化
易产生气孔，设备投资大，适合大批量生产。
压铸机
压铸过程演示
பைடு நூலகம்
压铸镶嵌戒指
压铸铝合金 叶片
压铸锌合金 水龙头
1、优先选择砂型铸造
成本低、生产工艺简单、生产周期短。 一对于中、大型铸件，铸铁件可以用树
脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型 来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁 的铸件，但成本较高。 砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、 材质的密度和金相组织、机械性能等方 面往往较差，所以当铸件的这些性能要 求更高时，应该采用其它铸造方法。
2.铸造方法应和生产批量相适应
砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用技 术先进的造型、造芯方法；
单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要 的方法；
低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设 备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产。
3.造型方法应适合工厂条件
同样是生产大型机床床身等铸件，一般采用组 芯造型法，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯； 而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。
4、低压铸造
低压铸造机
低压铸造特点
充型平稳，缺陷少。 轮廓清晰组织致密，适于薄壁、耐压、
防渗漏、气密性好的铸件 浇注系统简单、金属利用率高
充型压力和速度便于调节，适用各种铸型
5、离心铸造
离心铸造成型件
离心铸造
离心铸造特点及应用
组织致密，缺陷少 节省型芯和浇注系统
便于铸造双金属铸件 内表面粗糙，尺寸不易控制，需增大内表面余量，