第二篇第1章铸造工艺基础
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商朝创造的灿烂青铜文化（如1978年湖北随州 出土的曾候乙墓青铜编钟）；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；河北 沧州大铁狮；黄河大铁牛等。
第二篇第1章铸造工艺基础
第一章 铸造工艺基础
第二篇第1章铸造工艺基础
5
（一）砂型铸造
2、机器造型(只用于两箱造型)
优点:生产效率高,铸件尺寸精度好,手工余量少,成本低, 劳动强度低,铸件质量稳定.
震压造型机
第二篇第1章铸造工艺基础
6
三.铸造特点
优点: 1 、适应范围广。可以生产形状复杂的零件,尤其复杂内腔的零件(如
汽车用多缸水冷整铸汽缸体)铸件大小几乎不限（铸件外形尺寸可 从几毫米到十几米，壁厚可从1mm到1m ） ；生产的批量不限。 2 、可以制造各种合金铸件（如铸铁、铝合金、铜合金、合金钢、 碳素钢等）。 3、铸件尺寸精度高。 4、铸件形状、尺寸与零件相近，减少了切削加工余量，所以成本低 廉。可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；在金 属切削机床中，铸件占机床总重量75%以上，而生产成本仅占 15~30%。 ∴ 应用广泛: 农业机械40~70% 机床:70~80% 在汽车中占4060%(重量)
➢在常用铸造合金中,灰口铸铁．铝硅合金．黄铜流 动性最好，铸钢第较二篇差第1。章铸造工艺基础
3 影响流动性的因素
主要是化学成分: 1)纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表
面平滑,对液流阻力小. 2)共晶成分合金流动性好:恒温凝固,由于已凝
固层的内表面光滑，对液态合金的流动阻力小。 且熔点低,过热度大,推迟了合金凝固. 3)非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围 内进行,初生数枝状晶阻碍液体流动
第二篇第1章铸造工艺基础
(1)逐层凝固 纯金属．共晶合金在凝固过程中不存在
液固并存的两相区，断面上液体与固体之间由一条界限清楚 分开，随温度下降而加厚，液层减少直至铸件中心，凝固区 宽窄等于0。如灰口铸铁、铝硅合金、黄铜、低碳钢等。
第二篇第1章铸造工艺基础
合金成分 加入不同的合金元素对流动性也有影响： 如：加入硅，改善流动性；加入锰、硫，流动性降低．
第二篇第1章铸造工艺基础
充型能力的影响因素 二 .浇注条件
1、 浇注温度:
t↑ 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动
的时间长,充型能力就好. ∴ t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔、
第二篇第1章铸造工艺基础
四 铸件结构条件
铸件模数：铸件体积与散热表面积之比 模数↑则充型能力↓
第二篇第1章铸造工艺基础
§2 合金的凝固与收缩
一、铸件的凝固 1、铸件的凝固区域
液相区、凝固区和固相区 对铸件质量影响较大的是凝固区的宽窄. 2、铸件的凝固方式：
逐层凝固、中间凝固、糊状凝固
铸件的凝固方式就是根据凝固过程中,凝固 区的宽窄来划分.
§1液态合金的充型能力
液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓 清晰的成型件的能力。
没完整融合缝隙或凹坑
充型能力不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
不能得到完整的零件
第二篇第1章铸造工艺基础
充型能力的影响因素
合金流动性、浇注条件、铸型条件、铸件结构条件
一.合金流动性:液态金属本身的流动能力
1 流动性对铸件质量影响：
第一篇 铸造
第二篇第1章铸造工艺基础
绪论
一、铸造(金属液态成型技术)
将液体金属浇铸到与零件形状、尺寸相适应的铸 型空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的生产 方法. 称为铸造。
用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件。 铸造工艺过程主要包括：金属熔炼、铸型制造、 浇注凝固和落砂清理等。 铸件的材质有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合 金等。
三 铸型条件
1、 铸型蓄热能力: 金属材料导热系数↑激冷能 力↑ 液态金属降温快,充型能力↓ (蓄热能力:铸型从金属中吸收储存热量的能力)
2、铸型温度: t↑ 充型↑ (在金属型中浇注铝合金铸
件,铸型温度由340℃提高到520 ℃,同在760 ℃时浇注,螺 旋线长度则由525mm增加到950mm
3、 铸型中气体: 排气能力↑ 充型↑ 减少气体来 源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形 成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型
粗晶等缺陷,故不宜过高．
➢高温出炉，低温浇注
普通灰口铸铁浇注温度:1250℃~1380℃
碳素钢浇注温度:
1500℃~1550 ℃
铝合金的浇注温度: 680℃~780℃
2 、充型压力:
液态合金在流动方向上所受的压力↑ 充型能力↑
如 砂型铸造---直浇道,静压力.
Байду номын сангаас
压力铸造,离心铸造等充型压力高.
第二篇第1章铸造工艺基础
第二篇第1章铸造工艺基础
缺点:
1、机械性能不如锻件(组织粗大,缺陷多等)
2、铸造工序多，生产周期长。工人劳动强度大.
3、铸件凝固过程不能精确控制，铸件质量不稳 定,工序多,影响因素复杂,易产生缺陷。
4、劳动条件较差。
第二篇第1章铸造工艺基础
四.我国铸造技术的发展
铸造历史悠久，我国是世界上最早掌握铸造技 术的文明古国之一，是最早应用铸铁的国家。
1)流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件. 2)流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和 气体上浮、排除. 3)流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩 进行补缩.
在常用铸造合金中,灰口铸铁．铝硅合金．黄铜 流动性最好，钢较差。
第二篇第1章铸造工艺基础
2 测定流动性的方法:
通常用浇注的螺 旋形试样的长度 来衡量合金的流 动性。如图所示 的螺旋形试样， 其截面为等截面 的梯形，试样上 隔50mm长度有一 个凸点，以便于 计量其长度。合 金的流动性愈好， 其长度就愈长。
第二篇第1章铸造工艺基础
铸造成形的原理
第二篇第1章铸造工艺基础
二.铸造方法
液态成型工艺
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
第二篇第1章铸造工艺基础
4
（一）砂型铸造 1、手工造型
手工造型
整模造型:整体模,分型面是平面时,整模两型造型 分模造型:分开模 三箱造型:铸型由上中下三型构成,分型面是平面 活块造型 挖砂造型 刮板造型等
第二篇第1章铸造工艺基础
第一章 铸造工艺基础
第二篇第1章铸造工艺基础
5
（一）砂型铸造
2、机器造型(只用于两箱造型)
优点:生产效率高,铸件尺寸精度好,手工余量少,成本低, 劳动强度低,铸件质量稳定.
震压造型机
第二篇第1章铸造工艺基础
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三.铸造特点
优点: 1 、适应范围广。可以生产形状复杂的零件,尤其复杂内腔的零件(如
汽车用多缸水冷整铸汽缸体)铸件大小几乎不限（铸件外形尺寸可 从几毫米到十几米，壁厚可从1mm到1m ） ；生产的批量不限。 2 、可以制造各种合金铸件（如铸铁、铝合金、铜合金、合金钢、 碳素钢等）。 3、铸件尺寸精度高。 4、铸件形状、尺寸与零件相近，减少了切削加工余量，所以成本低 廉。可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；在金 属切削机床中，铸件占机床总重量75%以上，而生产成本仅占 15~30%。 ∴ 应用广泛: 农业机械40~70% 机床:70~80% 在汽车中占4060%(重量)
➢在常用铸造合金中,灰口铸铁．铝硅合金．黄铜流 动性最好，铸钢第较二篇差第1。章铸造工艺基础
3 影响流动性的因素
主要是化学成分: 1)纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表
面平滑,对液流阻力小. 2)共晶成分合金流动性好:恒温凝固,由于已凝
固层的内表面光滑，对液态合金的流动阻力小。 且熔点低,过热度大,推迟了合金凝固. 3)非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围 内进行,初生数枝状晶阻碍液体流动
第二篇第1章铸造工艺基础
(1)逐层凝固 纯金属．共晶合金在凝固过程中不存在
液固并存的两相区，断面上液体与固体之间由一条界限清楚 分开，随温度下降而加厚，液层减少直至铸件中心，凝固区 宽窄等于0。如灰口铸铁、铝硅合金、黄铜、低碳钢等。
第二篇第1章铸造工艺基础
合金成分 加入不同的合金元素对流动性也有影响： 如：加入硅，改善流动性；加入锰、硫，流动性降低．
第二篇第1章铸造工艺基础
充型能力的影响因素 二 .浇注条件
1、 浇注温度:
t↑ 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动
的时间长,充型能力就好. ∴ t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔、
第二篇第1章铸造工艺基础
四 铸件结构条件
铸件模数：铸件体积与散热表面积之比 模数↑则充型能力↓
第二篇第1章铸造工艺基础
§2 合金的凝固与收缩
一、铸件的凝固 1、铸件的凝固区域
液相区、凝固区和固相区 对铸件质量影响较大的是凝固区的宽窄. 2、铸件的凝固方式：
逐层凝固、中间凝固、糊状凝固
铸件的凝固方式就是根据凝固过程中,凝固 区的宽窄来划分.
§1液态合金的充型能力
液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓 清晰的成型件的能力。
没完整融合缝隙或凹坑
充型能力不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
不能得到完整的零件
第二篇第1章铸造工艺基础
充型能力的影响因素
合金流动性、浇注条件、铸型条件、铸件结构条件
一.合金流动性:液态金属本身的流动能力
1 流动性对铸件质量影响：
第一篇 铸造
第二篇第1章铸造工艺基础
绪论
一、铸造(金属液态成型技术)
将液体金属浇铸到与零件形状、尺寸相适应的铸 型空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的生产 方法. 称为铸造。
用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件。 铸造工艺过程主要包括：金属熔炼、铸型制造、 浇注凝固和落砂清理等。 铸件的材质有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合 金等。
三 铸型条件
1、 铸型蓄热能力: 金属材料导热系数↑激冷能 力↑ 液态金属降温快,充型能力↓ (蓄热能力:铸型从金属中吸收储存热量的能力)
2、铸型温度: t↑ 充型↑ (在金属型中浇注铝合金铸
件,铸型温度由340℃提高到520 ℃,同在760 ℃时浇注,螺 旋线长度则由525mm增加到950mm
3、 铸型中气体: 排气能力↑ 充型↑ 减少气体来 源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形 成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型
粗晶等缺陷,故不宜过高．
➢高温出炉，低温浇注
普通灰口铸铁浇注温度:1250℃~1380℃
碳素钢浇注温度:
1500℃~1550 ℃
铝合金的浇注温度: 680℃~780℃
2 、充型压力:
液态合金在流动方向上所受的压力↑ 充型能力↑
如 砂型铸造---直浇道,静压力.
Байду номын сангаас
压力铸造,离心铸造等充型压力高.
第二篇第1章铸造工艺基础
第二篇第1章铸造工艺基础
缺点:
1、机械性能不如锻件(组织粗大,缺陷多等)
2、铸造工序多，生产周期长。工人劳动强度大.
3、铸件凝固过程不能精确控制，铸件质量不稳 定,工序多,影响因素复杂,易产生缺陷。
4、劳动条件较差。
第二篇第1章铸造工艺基础
四.我国铸造技术的发展
铸造历史悠久，我国是世界上最早掌握铸造技 术的文明古国之一，是最早应用铸铁的国家。
1)流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件. 2)流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和 气体上浮、排除. 3)流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩 进行补缩.
在常用铸造合金中,灰口铸铁．铝硅合金．黄铜 流动性最好，钢较差。
第二篇第1章铸造工艺基础
2 测定流动性的方法:
通常用浇注的螺 旋形试样的长度 来衡量合金的流 动性。如图所示 的螺旋形试样， 其截面为等截面 的梯形，试样上 隔50mm长度有一 个凸点，以便于 计量其长度。合 金的流动性愈好， 其长度就愈长。
第二篇第1章铸造工艺基础
铸造成形的原理
第二篇第1章铸造工艺基础
二.铸造方法
液态成型工艺
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
第二篇第1章铸造工艺基础
4
（一）砂型铸造 1、手工造型
手工造型
整模造型:整体模,分型面是平面时,整模两型造型 分模造型:分开模 三箱造型:铸型由上中下三型构成,分型面是平面 活块造型 挖砂造型 刮板造型等