金属型铸造
金属常见铸造工艺
金属常见铸造工艺一、砂型铸造砂型铸造是金属铸造中最常见的一种工艺。
它以砂为主要原料，通过制作砂型，将熔化的金属注入砂型中，冷却后取出成型的零件。
砂型铸造工艺具有成本低、适用范围广等优势。
在砂型铸造中，常用的砂型材料有石英砂、水玻璃砂和石膏砂等。
二、金属型铸造金属型铸造是一种将熔化金属倒入金属型中制造零件的工艺。
与砂型铸造相比，金属型铸造具有更高的表面光洁度和尺寸精度。
常见的金属型材料有铸铁、铸钢、铝合金等。
金属型铸造工艺适用于制造复杂形状、高精度要求的零件。
三、压力铸造压力铸造是一种将金属熔液通过高速喷射到模具中制造零件的工艺。
压力铸造具有生产效率高、零件表面质量好等优点。
在压力铸造中，常用的金属包括铝合金、锌合金、镁合金等。
压力铸造广泛应用于汽车、航空航天等领域。
四、失重铸造失重铸造是一种利用失重环境制造金属零件的工艺。
常见的失重铸造方法有真空铸造、离心铸造和低压铸造等。
失重铸造工艺可以获得高质量的零件，尤其适用于制造大型复杂的铸件。
五、连续铸造连续铸造是一种连续生产长条状铸件的工艺。
在连续铸造中，金属熔液通过连续流动的铸模，经过冷却和凝固，最终形成所需的长条状铸件。
连续铸造工艺适用于生产钢坯、铸铁坯等。
六、精密铸造精密铸造是一种制造高精度、高表面质量零件的工艺。
它通过采用精密模具和特殊工艺控制，实现零件尺寸、形状和表面质量的要求。
精密铸造广泛应用于航空航天、光电子等领域。
七、熔模铸造熔模铸造是一种以熔融模具为模具材料制造零件的工艺。
常见的熔模材料有蜡、塑料等。
熔模铸造工艺可以制造出具有复杂内部结构和高表面质量的零件，广泛应用于航空航天、汽车等领域。
八、低压铸造低压铸造是一种将金属熔液通过压力推入模具中制造零件的工艺。
低压铸造具有生产效率高、零件质量好等优点。
常见的低压铸造材料有铝合金、镁合金等。
九、注射铸造注射铸造是一种将金属熔液通过高速注射进入模具中制造零件的工艺。
注射铸造具有生产效率高、零件尺寸精度高等优点。
1金属型铸造
第一节金属模铸造一、铸造原理金属型铸造俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸型，并在重力下将熔融金属浇入铸型获得铸件的工艺方法。
由于一副金属型可以浇注几百次及至数万次，故金属型铸造又称为永久型铸造。
金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
由于金属型铸造具有很多优点，故广泛地应用于发动机、仪表、农机等工业部门。
古代金属型称铁范。
近代的压力铸造、低压铸造、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、真空吸铸等，虽然也应用金属型，但由于金属液不是在重力下充型，故各自形成了单独门类的特种铸造方法。
二、工艺过程金属型铸造工艺流程图如图所示。
三、铸造工艺特点（一）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，废品率低，工艺出品率高。
（3）因不用或很少用型砂，节省了型砂运输和型砂处理所需的费用和大量劳动力，减少了粉尘和有害气体的污染，改善了劳动环境。
（4）易于实现机械化、自动化、生产效率高，技术容易掌握，便于生产管理。
（二）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和变形，不适用于热裂倾向大的合金。
（3）金属型制造周长较大，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。
表8-8-1 表8-8-5 给出了几种材料金属型铸造和砂型铸造件力学性能的比较。
四、铸造工艺应用范围（1）合金种类：除某些热裂倾向大的合金不宜采用金属型铸造外，所有的常用铸造合金都以用金属型铸造，特别是铝、镁合金应用最广。
(2）铸件形装和大小：金属型铸造一般适用于铸造不太复杂的零件。
铸造非铁合金可以铸造复杂的零件，如气冷式发动机的气缸盖、液压泵壳体、各种机匣等，钢铁金属只能铸造简单零件。
铝、镁合金铸件重量一般从几十克到几十千克，钢铁金属铸件由几千克到几百千克。
金属型铸造方法
金属型铸造方法介绍金属型铸造是一种通过将熔融金属注入到预先制造的模具中，然后在冷却后将固态金属铸造件取出的制造方法。
金属型铸造是一个古老而广泛应用的金属加工方法。
本文将详细探讨金属型铸造的方法和过程。
传统金属型铸造方法传统金属型铸造方法是一种常见且经济高效的方法，适用于大批量生产。
下面是其中几种常用的传统金属型铸造方法：1. 砂型铸造砂型铸造是最常见的金属型铸造方法之一。
该方法使用特制的砂模作为模具，通过在模具中注入熔融金属来制造铸件。
砂型铸造相对简单、经济，并且适用于各种金属。
它可以用于制造大型和小型铸件。
砂型铸造的步骤：1.制造模板：首先，根据设计要求制造一个模板，通常使用木材、泡沫等可加工的材料来制作模板。
2.制造砂型：根据模板制造一个砂型。
砂型是由特制砂料混合剂制成的，该混合剂具有一定的黏合性和可塑性，可以复制模板的形状。
3.铸造过程：将熔融金属倒入砂型中，待冷却固化。
4.分离铸件：一旦金属冷却固化，砂型被分离，得到铸造件。
2. 涂层砂型铸造涂层砂型铸造是一种改良的砂型铸造方法，它在传统的砂型铸造基础上添加了一层涂层。
这一层涂层能够减少砂模与金属之间的热冲击，提高铸件的表面质量。
涂层砂型铸造的步骤：1.制造模板：与传统砂型铸造相同。
2.涂层制备：在砂型表面涂覆一层特殊涂层材料，通常是陶瓷材料。
3.涂层烘干：等待涂层材料干燥。
4.砂型制备：与传统砂型铸造相同。
5.铸造过程：与传统砂型铸造相同。
6.分离铸件：与传统砂型铸造相同。
3. 工艺砂型铸造工艺砂型铸造是一种特殊的砂型铸造方法，它使用特殊的砂料和工艺来制造砂型，以提高铸造件的表面质量和尺寸精度。
工艺砂型铸造的步骤：1.制造模板：与传统砂型铸造相同。
2.砂型制备：选择适合的工艺砂料，结合特殊的砂型制备工艺，制作出具有更高密实度和更平整表面的砂型。
3.铸造过程：与传统砂型铸造相同。
4.分离铸件：与传统砂型铸造相同。
其他金属型铸造方法除了传统的金属型铸造方法外，还存在一些其他的金属型铸造方法，这些方法通常用于特殊需求或小批量生产。
金属型铸造方法
（3）金属型工作温度：取决于浇注合金的种类和牌号、铸 件的结构形状、尺寸大小和壁厚，同时也和合金的浇注温 度有关。过高过低均会产生铸造缺陷。 （4）合金的浇注温度 ：受铸件结构、铸型温度、浇注速度 、浇注系统形式和合金种类等因素的影响 。
金属型铸造优点（与砂型铸造比）
(1)由于不需造型，从而节省了型砂的制备和输送以及造型、落砂和 热处理等工序，同样也节省了这些工序所需要的工时及设备。因此， 显著地提高了生产率，改善了劳动条件，减轻了对环境的污染。
图 1一金属型
整体金属型 2一砂芯 8一转轴
图 水平分型金属型 B2。9冠直分型金属型 1一上半型2一砂芯 3—下半型 1一右半型2一左半型3一金属型芯
图 垂直分型金属型 1一右半型 2一左半型 3一金属型芯
金属型的破坏原因
一) 二) 三) 四) 五) 六) 热应力的叠如 热疲劳应力 铸铁生长 氯气侵蚀 金属液的冲剧 铸件的摩擦
二、金属型结构
金属型的结构形式可根据其分型面数、分型面方向和铸型 型体的运动方式等特征，将金属型进行分类。 金属型结构形式的确定取决于：铸件的形状、大小和浇注 位置；分型面的方向和数目；浇注系统和冒口的形式、型 芯的种类和数量；铸造合金种类；铸型中铸件的数量；生 产批量的大小和采用的机械化程度。
三、铸件常见缺陷及防止方法
金属型铸件的常见缺陷有气孔、缩孔及缩松、渣孔、针孔 、裂纹、冷隔等。产生这些缺陷的原因大体上包括金属型 预热温度太低、排气设计不良、涂料本身排气性不佳、金 属液处理不符合要求、金属型设计存在结构或工艺方面的 问题、开模时间或者浇注温度掌握不准确等。应根据出现 的铸件缺陷对症下药，有针对性地解决问题。
第2节 金属型铸造
一、观看金属型铸造机 二、金属型铸 1。金属型铸造原理、特点及热规范的确定 2。金属型结构 3。铸件常见缺陷及防止方法
金属型铸造的优缺点及应用
金属型铸造的优缺点及应用金属型铸造是一种常见的铸造工艺，它的主要优点包括制造高质量的金属铸件、生产过程可重复、具有较高的精度和表面光洁度、能够进行大批量生产。
然而，金属型铸造也存在一些缺点，如制造成本较高、制造周期长、不适用于某些复杂形状的铸件。
下面将详细阐述金属型铸造的优缺点及其应用。
金属型铸造的优点主要有：1. 制造高质量的金属铸件：金属型铸造能够生产高密度、无夹杂、无气孔的金属铸件，具有良好的物理和机械性能。
2. 生产过程可重复：金属型铸造采用金属型作为模具，能够重复使用，因此具有批量生产的能力。
3. 较高的精度和表面光洁度：金属型铸造能够制造出较高精度的铸件，并且可以获得较好的表面光洁度。
4. 可进行大批量生产：金属型铸造适用于大批量生产，能够满足工业生产的需求。
金属型铸造的缺点主要有：1. 制造成本较高：金属型铸造需要制造金属模具，模具制造成本较高，尤其是对于小批量生产的产品，成本相对较高。
2. 制造周期长：金属型铸造的制造周期相对较长，需要制造金属模具并进行准备工作，因此对于急需产品的生产不太适用。
3. 不适用于某些复杂形状的铸件：金属型铸造制造的铸件形状相对较简单，对于某些复杂形状的铸件，金属型铸造不太适用。
金属型铸造的应用主要包括以下几个方面：1. 汽车零部件：金属型铸造可以生产汽车零部件，如引擎缸体、曲轴箱等。
金属型铸造的铸件具有高密度和优良的机械性能，能够满足汽车工业的需求。
2. 机械零部件：金属型铸造适用于生产各种机械零部件，如齿轮、轴承座等。
金属型铸造的零部件具有高精度和表面光洁度，能够满足机械工业的需求。
3. 航空航天零部件：金属型铸造适用于生产航空航天零部件，如发动机叶片、涡轮盘等。
金属型铸造能够生产高质量的零部件，具有较高的可靠性和耐用性。
4. 能源设备零部件：金属型铸造可以生产各种能源设备零部件，如热电站锅炉零部件、水电站水轮机零部件等。
金属型铸造的零部件能够承受较高的温度和压力，具有较高的耐磨性和耐腐蚀性。
金属型铸造
方法一 喷刷涂料
衬料（耐火材料为主，厚度0.2~1.0mm） 涂 料 表面涂料（可燃物质） 金属型的型腔和金属型芯表面必须喷刷涂料
为了产生隔气膜，每浇注一次喷涂一次涂料
三、金属型应保持一定的工作温度 目的：减缓铸型对浇入金属的激冷作用，减少铸件缺陷，提 高铸型寿命
怎样避免灰铸铁产生 白口组织呢？
采用碳、硅含量高的碳铁液，涂料中应加入硅粉，对 已产生白口组织的铸件，要利用出型时铸件的自身预热即使 进行退火。
三、金属型铸造的特点和适用范围
金属型铸造的优点：可实现一型多铸，便于实现机械化和自 动化，其次铸件的表面精度和质量比砂型铸件要显著提高。 并且铸件因为结晶组织致密，铸件的力学性能得到显著提高。
金属型铸造的缺点：制造成本高、生产周期长，同时铸造 工艺要求严格，否则容易出现浇不到、冷隔、裂纹等缺陷， 而灰铸铁又难以避免白口缺陷，此外铸件的形状和尺寸受 一定限制。
金属型铸造主要用于铜、铝合金中小 铸件的大批生产。
金属型的排气：依靠出气口及分布在分型面上的许多 气槽 推杆机构：为了能在开型过程中将灼热的铸件从型腔中 推出，多数金属型设有推杆机构。
金属型的材料： 金属型一般用铸铁制成，也可采用铸钢 铸件内腔材料：非铁的金属芯或沙芯
由于铝活塞内腔存有销 销孔内凸台整体无法抽出所 以采用组合型属型芯。
二、金属型的铸造工艺
金属型铸造
金属型铸造是将液态金属浇入金属铸 型中，并在重力作用下凝固成形以获得铸 件的方法。由于金属铸型可以反复使用多 次，故有永久型铸型之称。状、尺寸，合金的种 类及生产批量。
整体式 按 分 型 面 分 垂直分式 其中垂直 分式应用 最广
水平分式
复合分式
第1节 金属型铸造概述
铁范
犁镜
第一节 金属型铸造概述 金属型铸造的优点 （1）铸件的质量和尺寸稳定，尺寸精度较高，一般 为CT7-9级，轻合金铸件可达CT6-8级，而砂型铸造的 尺寸精度都小于CT8级。金属型铸件的表面粗糙度较 细，一般为Ra6.3-12.5μm，最好可达3.2 μm或更细， 砂型铸造的表面粗糙度一般都粗于Ra12.5μm。 （2）铸件的组织致密，机械性能高。 （3）金属型上可方便地采取较多工艺措施。 （4）改善了劳运条件，提高了劳动生产率。 （5）由于工序简化，所需控制的工艺因素少，易于 实现生产过程自动化、机械化。 （6）液体金属工艺获得率高。
第一节 金属型铸造概述
第一节 金属型铸造概述 其要点如下：
金属型铸件的最小壁厚有限制；
第一节 金属型铸造概述 金属型铸件上的孔最小直径有限制 对于铸铁件，孔径应大于40mm，孔的深度应小 于直径的一半；对于铝合金及镁合金铸件，孔径应 大于5mm。
第一节 金属型铸造概述
金属型铸件的铸造斜度比砂型铸造小
第一节 金属型铸造概述 缺点： 金属型结构复杂且要求高，成本高； 金属型无透气性、退让性，铸件缺陷； 工艺参数对铸件质量影响较为敏感，应严格控制； 不适宜形状复杂的薄壁铸件
金属型铸造的应用
适用于生产批量大、中小型铸件的生产，特别在铝、 镁合金铸件方面。 广泛地用于生产铝合金、镁合金、铜合金、灰铸铁、 可锻铸铁和球墨铸铁件，有时也生产碳钢件。如汽油 发动机的汽缸盖和汽缸头、活塞、轮毂、各种壳体等。
下几个方面： 金属型铸件的成形特点（掌握） 金属型设计（理解） 金属型铸造工艺（掌握） 金属型铸造机（了解）
第一节 金属型铸造概述 金属型铸造——指在重力作用下，液体金属充填金属 铸型及随后冷凝成型而获得铸件的一种铸造方法。 （也称永久型铸造或硬模铸造）
金属型铸造
第一节 金属型铸造工艺
第二章 金属型铸造
2、对涂料性能的要求
➢ 涂料要有足够的耐火度，不致被浇注的金属液熔 化，并且与金属液是不润湿的；
➢ 化学稳定性高，不与液态金属及其氧化物形成易 熔化合物，也不与型壁起化学作用；
➢ 涂料的导热性能在较大的范围内调节，有时要求 导热性高，有时则要求低。
第二章 金属型铸造
(2)影响金属型热流大小的因素 1）型壁热阻x2/λ2的影响
铸型壁厚x2在这种情况下有两种作用： 一是增大热阻的作用，减慢对铸件的冷却；
二是积蓄热量的作用，增强对铸件的冷却。
金属材料工程教研室
第一节 金属型铸造工艺
2）型壁外表面温度的影响
第二章 金属型铸造
降低(如水冷)则通过型壁的比热流q增大， 即可提高铸件的冷却速度。
对手工操作的金属型，合型后，为防止液 体金属进入分型面，采用锁紧机构见图：
金属材料工程教研室
第三节 金属型的设计
七、金属型破坏的原因 1、应力的叠加 2、热应力疲劳
第二章 金属型铸造
金属材料工程教研室
第三节 金属型的设计
3、铸铁的生长 4、氧气侵蚀 5、金属液的冲刷 6、铸件的摩擦
第二章 金属型铸造
3、设排气孔
第二章 金属型铸造
4、设置排气塞
金属材料工程教研室
第三节 金属型的设计
第二章 金属型铸造
金属材料工程教研室
第三节 金属型的设计
第二章 金属型铸造
金属材料工程教研室
第三节 金属型的设计
五、铸件顶出机构的设计
第二章 金属型铸造
金属材料工程教研室
第三节 金属型的设计
第二章 金属型铸造
➢ 而对于矩形分型面大多采用定位销定位。 定位销应设在分型面轮廓之内，其配合公 差如图所示：
金属型铸造
第三节 金属型的破坏原因
多次交变热应力→微小裂纹（大于疲劳强度极 限）→裂纹扩大→报废
措施：涂料；磨去微小裂纹。
3. 铸铁生长 原因：铸铁金属型时，浇注高温下，铸铁中珠光体
分解，使铸铁体积增大，称为铸铁生长。因为，生长 部位不均匀，则引起应力，加快热疲劳裂纹的扩展。
4. 氧气侵蚀 高温、热疲劳裂纹氧化，使裂纹进一步扩展。
其塑性变形值
1 1(Ts T1)
1 合金在T1与Ts之间的线收缩率。
当1大于铸件本身在温度T1时的塑性变形极限
时，
0
则会产生热裂。
② 冷裂（原因）
随铸件温度下降到再结晶温度以下的某一温度T2， 则合金处在弹性变形状态，金属型腔或型芯的阻碍收
缩可能在铸件中产生内应力，其值为：
9
第一节 金属型铸件的成形特点
16
第三节 金属型的破坏原因
5. 金属液的冲刷 过程：高温下，金属型强度降低，液体金属的侵蚀的表
面会与铸件粘在一起，取件时破坏金属型表面。压铸时更 明显。措施： 选用适当涂料，合理设计浇注系统。
6. 铸件的摩擦 过程：浇注系统、型芯等处，包紧力引起的摩擦力较大，
易磨损金属型。压铸时，这种破坏较突出。 措施：选择合适涂料，控制好铸型各处工作温度，及时
第三节 金属型的破坏原因
金属型的破坏原因▲
1. 应力的叠加 铸铁件中常有铸造应力，如采用铸铁作为制型材
料，则铸型应经消除应力的充分退火处理。否则铸造 内应力与热应力叠加，易使铸型破坏（出现裂纹）。
2. 热疲劳应力 原因：每浇注一个铸件，金属型型壁就会经受一次
加热和冷却过程，型壁内表面就经受一次交变应力的 作用（加热时为压应力，冷却时为拉应力）。
金属型铸造(1)
金属型铸造1. 引言金属型铸造是一种常见的工艺方法，用于制造金属零件和构件。
它涉及到将熔融金属倒入预先制备好的金属模具中，然后让其冷却和凝固。
金属型铸造可以提供各种形状和尺寸的金属零件，用于不同的工业领域。
在本文中，将对金属型铸造的过程和应用进行详细介绍。
2. 金属型铸造的过程金属型铸造的过程主要包括以下几个步骤：2.1 模具制备在金属型铸造中，模具是非常重要的。
模具可以根据所需的零件形状和尺寸，制备出适当的模具。
通常情况下，模具由耐高温材料制成，以便能够承受熔融金属的高温和压力。
2.2 熔炼金属金属型铸造的下一步是熔炼金属。
通常情况下，所用的金属是先通过高温加热熔化，然后加入合适的合金元素来改变其特性。
熔炼后的金属成为熔融金属，准备好注入模具。
2.3 注入模具一旦熔融金属准备好，它会被小心地倾倒到预先准备好的模具中。
倾倒过程需要小心操作，以确保熔融金属充满整个模具，同时避免产生气泡或其他缺陷。
2.4 冷却和凝固倾倒完熔融金属后，需要等待一段时间，让金属冷却和凝固。
这个过程很关键，因为它决定了最终金属零件的质量和特性。
冷却时间可以根据金属的类型和大小来确定。
2.5 模具分离一旦金属零件完全冷却和凝固，模具可以被分离。
通常情况下，模具被轻轻敲击或使用工具来分离。
这样就可以得到金属零件的最终形态。
3. 金属型铸造的应用金属型铸造在各个行业都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 汽车工业金属型铸造是汽车工业中最常见的工艺方法之一。
它可以用于制造发动机零件、车架和其他重要组件。
金属型铸造可以提供高强度和精度的零件，以满足汽车工业的要求。
3.2 航空航天工业在航空航天工业中，金属型铸造被广泛应用于制造航空发动机零件和飞行器构件。
这些零件需要具备高强度和耐高温性能，金属型铸造可以满足这些要求。
3.3 医疗器械金属型铸造在医疗器械制造中也扮演着重要角色。
例如，人工关节和牙科种植物等零件通常使用金属型铸造来制造。
第一章 金属型铸造
2）水平分型金属型 如图1-19所示，铸型主体由上、 下两半型组成，下半型固定在工作台面上，上半型 作开（合）型动作。可以配置各种型芯，抽芯及顶 出。砂芯安放方便，但不便于设计浇、冒口系统， 排气条件差。适用于轮盘类铸件。
金属型的预热方法主要有： 1）用煤气或天然气火焰预热。该方法简单、 方便，但金属型上温度分布不均匀。 2）采用电加热方法。在模具背面设置电加热 管，浇注开始前将金属型预热到指定的温度。 该方法同上述1）方法一样，简单方便，但温 度不是很均匀。也可烘箱加热。 3）将金属型放入加热炉中预热，可获得均匀 一致的温度，但仅限于小金属型。 4）采用浇注金属液的方法预热。该方法一般 不推荐，因为一是浪费金属液，二是缩短金 属型使用寿命。小型铸型。
涂料组成：
1）耐火材料：氧化锌、滑石粉、锆砂粉、硅藻 土粉等。 2）粘结剂：水玻璃、糖浆、纸浆废液等。
3）溶剂：水等。
4）附加物
从上面的一些分析可知，确定金属型浇 注工艺规范时，应铸件材质、形状大小、复 杂程度等考虑以下三点原则：
• （1）保证铸件全部表面能得到清晰的外形， 没有冷隔和浇不足的现象，也就是希望冷却 慢些，要求有较高的浇注温度和金属型温度。 • （2）保证铸件变形小，不发生扭曲和裂纹， 要求金属型温度高而浇注温度低。 • （3）保证铸件组织细密，力学性能好，希望 快速冷却，要求较低的金属型温度和浇注温 度。
• 缺点:
(1) 金属型制造成本高。
(2) 金属型急冷、不透气，而且无退让性，易造成 铸件浇不足、冷隔、开裂或铸铁件白口等缺陷。
(3) 铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度， 铸件在铸型中停留的时间以及所用的涂料，对 铸件质量的影响敏感，控制难度大。 近年来，为了防止浇注时金属液流动过程中形成紊 流，减少氧化夹渣及卷气等缺陷，采用倾转式 浇注已成为金属型铸造的主流方式，见图1-1。
金属型铸造工艺流程
金属型铸造工艺流程金属型铸造是一种常见的铸造工艺，它采用金属型作为铸造模具，将熔化的金属注入模具中进行成形。
这种工艺具有成形精度高、表面质量好、生产效率高等优点，因此被广泛应用于汽车、航空、机械等领域。
一、模具制作金属型铸造的第一步是制作模具。
模具通常由铸铁、钢等金属制成，根据不同的铸造要求，可以采用单个模具或多个模具组合而成。
在制作模具的过程中，需要考虑到产品的设计要求、工艺要求、模具材料、尺寸精度等因素，以确保最终产品的质量。
二、熔炼金属熔炼金属是金属型铸造的第二步。
在熔炼过程中，需要选择合适的金属材料，并按照一定的比例加入合金元素、脱气剂等辅助材料，以提高金属的流动性、凝固性和耐热性等性能。
同时，还需要控制熔炼温度、保持一定的熔炼时间，以确保金属熔体的质量。
三、浇注成型在模具制作和金属熔炼完成后，就可以进行浇注成型了。
首先需要将模具加热至一定温度，以防止金属液在注入模具时迅速凝固。
然后将熔化的金属液倒入模具中，待金属液凝固后，即可将模具拆卸，取出成品。
四、清理和加工铸造完成后，还需要进行清理和加工。
清理工作主要包括切割、抛光、喷砂等，以去除模具留下的余料和浇注产生的毛刺等杂质。
加工工作则主要包括铣削、钻孔、车削等，以达到最终产品的尺寸精度和外观质量要求。
五、质量检验最后一步是对产品进行质量检验。
质量检验主要包括外观检查、尺寸测量、物理性能测试等，以确保产品符合设计要求和客户要求。
如果发现质量问题，需要及时进行调整和改进，以提高生产效率和产品质量。
金属型铸造工艺是一种精密的制造工艺，需要在每个环节上严格控制，以确保最终产品的质量。
在实际应用中，还需要不断改进和创新，以满足客户日益增长的需求和市场竞争的挑战。
金属型铸造工艺课件
铸铁
用于制造受力较小的铸件， 如汽车发动机缸体、缸盖 等。
铸造有色金属
如铝、铜、锌等，用于制 造轻巧、美观的铸件，如 艺术品、装饰品等。
铸造用辅助材料
造型材料
用于制造砂型或树脂型，如型砂、树 脂等。
脱模剂
用于涂抹在模具内表面，便于脱模和 防止粘模。
涂料
用于涂覆在砂型或铸件表面，以提高 表面质量、防止粘砂或提高铸件外观。
模具设计
模具设计需根据铸件的结构、尺寸 和生产批量进行，确保模具结构合 理、易于制造和维修。
模具制造
模具制造过程中需保证尺寸精度、 表面光洁度和结构稳定性，以确保 铸造出的铸件符合要求。
熔炼设备
熔炼炉
熔炼炉是熔炼金属的主要设备， 根据需要选择合适的熔炼炉，如
电弧炉、感应炉等。
熔炼材料
根据铸件的要求选择合适的熔炼 材料，如生铁、废钢、回炉料等，
无损检测
采用X射线、超声波等无损检测方法对铸件 内部缺陷进行检测。
尺寸检测
使用测量工具对铸件尺寸进行测量，确保符 合图纸要求。
外观检测
目视或借助放大镜对铸件外观进行检测，检 查是否存在气孔、砂眼等缺陷。
机械性能检测
对铸件进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检测 其机械性能是否达标。
06
CATALOGUE
金属型铸造工艺案例分析
铸件质量控制标准
化学成分
机械性能
铸件的化学成分应符合相关标准和设计要 求，控制杂质元素含量，保证材料性能。
铸件的机械性能应满足标准要求，如抗拉 强度、屈服强度、伸长率等，确保铸件在 使用过程中能够承受足够的载荷。
外观质量
铸件外观应平整、光滑，无明显缺陷，如 气孔、砂眼、裂纹等。
金属型铸造方法
金属型铸造方法
金属型铸造是一种制造金属件的工艺，它通过将金属熔化后注入铸型中，然后冷却凝固成为所需形状的零件。
这种方法可以生产出高精度、高质量的零件，被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
金属型铸造主要分为两种类型：压力铸造和重力铸造。
压力铸造是指
在注入金属液体时施加一定的压力来填充铸型，可以获得更高的密度
和更好的表面质量；而重力铸造则是通过自由流动的方式填充铸型，
适用于较大尺寸和较简单形状的零件。
在金属型铸造中，选择合适的材料也非常重要。
常用的材料包括灰铁、球墨铸铁、钢、不锈钢等。
不同材料具有不同的物理性能和化学性质，需要根据实际需求进行选择。
除了以上基本内容外，以下是一些与金属型铸造相关的细节问题：
1. 铸模设计
一个好的设计可以使得零件更容易制作，并且在使用时具有更好的性能。
在设计铸模时，需要考虑到金属液体的流动性、收缩率、气孔等
因素。
2. 熔炼金属
金属型铸造需要用到熔炼炉来将金属加热至液态。
不同的金属需要不
同的温度和时间来达到合适的熔化状态。
3. 铸造过程控制
铸造过程中需要控制温度、压力、流量等参数，以确保零件质量稳定。
同时，也需要注意安全问题，避免发生意外事故。
4. 后处理
铸造完成后，还需要进行后处理工作，如去除毛刺、打磨表面等。
这
些工作可以提高零件的表面光洁度和精度。
总之，金属型铸造是一种重要的制造工艺，在现代工业中得到了广泛
应用。
通过合理设计和严格控制工艺参数，可以生产出高质量、高精
度的零件，为各行业提供了可靠的支持。
金属型铸造工艺概述PPT(共 91张)
整理得：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
x1 x2 x3 1 2 3
分别为三者的热阻
分析：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
（1）比热流 q 与铸件断面中心温度和金属型表面温度之
差（t0-t3）成正比，而与热阻之和（ x1 x2 x3 ）成反比.
第二节 金属型铸件成形特点
导热性特点引起的铸件成形特点 没有透气性引起的铸件成形特点 无退让性引起的铸件成形特点
1. 由金属型材料的导热性能所引起的铸件成型特点 金属液浇入型腔，就把热量传递给金属型壁。
型壁有两方面变化 (1)蓄热：把热量积蓄起来，温度升高，发生膨胀 (2)传热：把热量散发到周围介质中去
金属型铸造工艺
Die Casting,Permanent Mold Casting
又称硬模铸造或永久型铸造，古代俗成铁范，是在重 力作用下将高温熔化的液态材料浇注到用金属制作的铸 型型腔中的工艺方法。
概述 金属型铸件成形特点 金属型铸造铸件工艺析 金属型铸造工艺卡片 金属型设计
1 2 3
（2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大.
x1
（3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻 1 、t0 即为定值。此
时比热流q的大小就取决于x 2 、x 3 和t3的大小，下面分析它
们对q的影响。
2 3
1.2金属型对传热的影响
x3
1.2.1关于型壁热阻 3 的影响
金属型壁导热系数λ 3愈大，则其热阻愈小，铸件的 冷却速度愈强
假定金属型壁与铸件接触面为F（m2），密度
比热容c3（单位J/kg.℃）型壁温度场平均温度t均℃， 则金属型蓄热量Q可表示为
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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）。
金属到铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。
（1 ）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。
同样合金，其抗拉强度平均可提高约25 ％，屈服强度平均提高约20 ％，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；（2 ）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;（3 ）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15 ～30 ％；（4 ）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80 ～100 ％；此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。
金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。
如：(1) 金属型制造成本高；(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷;(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。
金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。
因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。
金属型铸件形成过程的特点金属型和砂型，在性能上有显著的区别，如砂型有透气性，而金属型则没有；砂型的导热性差，金属型的导热性很好，砂型有退让性，而金属型没有等。
金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。
型腔内气体状态变化对铸件成型的影响：金属在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金属又无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。
铸件凝固过程中热交换的特点：金属液一旦进入型腔，就把热量传给金属型壁。
液体金属通过型壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型壁之间形成了“ 间隙” 。
在“ 铸件一间隙一金属型” 系统未到达同一温度之前，可以把铸件视为在“ 间隙” 中冷却，而金属型壁则通过“ 间隙” 被加热。
金属型阻碍收缩对铸件的影响：金属型或金属型芯，在铸件凝固过磋甲无退让性，阻碍铸件收缩，这是它的又一特点。
金属型铸造工艺1 金属到的预热未预热的金属型不能进行浇注。
这是因为金属型导热性好／液体金属冷却决，流动性剧烈降低，容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、气孔等缺陷。
未预热的金属型在浇注时，铸型，将受到强烈的热击，应力倍增，使其极易破坏。
因此，金属型在开始工作前，应该先预热，适宜的预热温度（即工作温度），随合金的种类、铸件结构和大小而定，一般通过试验确定。
一般情况下，金属型的预热温度不低于1500C 。
金属型的预热方法有：（1 ）用喷灯或煤气火焰预热；（2 ）采用电阻加热器；（3 ）采用烘箱加热，其优点是温度均匀，但只适用于小件的金属型；（4 ）先将金属型放在炉上烘烤，然后浇注液体金属将金属型烫热。
这种方法，只适用于小型铸型，因它要浪费一些金属液，也会降低铸型寿命。
2 金属型的浇注金属型的浇注温度，一般比砂型铸造时高。
可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚，通过试验确定。
下表中数据可供参考。
各种合金的浇注温度合金种类浇注温度℃合金种类浇注温度℃铝锡合金350 ～450 黄铜900 ～950锌合金450 ～480 锡青铜1100 ～1150铝合金680 ～740 铝青铜1150 ～1300镁合金715 ～740 铸铁1300 ～1370由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢，后快，再慢。
在浇注过程中应尽量保证液流平稳。
3 铸件的出型和抽芯时间如果金属型芯在铸件中停留的时间愈长，由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。
金属型芯在镜件中最适宜的停留时间，是当铸件冷却到塑性变形温度范围，并有足够的强度时，这时是抽芯最好的时机。
铸件在金属型中停留的时间过长，型壁温度升高，需要更多的冷却时间，也会降低金属型的生产率。
最合适的拔芯与铸件出型时间，一般用试验方法确定。
4 金属型工作温度的调节要保证金属型铸件的质量稳定，生产正常，首先要使金属型在生产过程中温度变化恒定。
所以每浇一次，就需要将金属型打开，停放一段时间，待冷至规定温度时再浇。
如靠自然冷却，需要时间较长，会降低生产率，因此常用强制冷却的方法。
冷却的方式一般有以下几种：（1 ）风冷：即在金属型外围吹风冷却，强化对流散热。
风冷方式的金属型，虽然结构简单，容易制造，成本低，但冷却效果不十分理想。
（2 ）间接水冷：在金属型背面或某一局部，镶铸水套，其冷却效果比风冷好，适于浇注铜件或可锻铸铁件。
但对浇注薄壁灰铁铸件或球铁铸件，激烈冷却，会增加铸件的缺陷。
（3 ）直接水冷：在金属型的背面或局部直接制出水套，在水套内通水进行冷却，这主要用于浇注钢件或其它合金铸件，铸型要求强烈冷却的部位。
因其成本较高，只适用于大批量生产。
如果铸件壁厚薄悬殊，在采用金属型生产时，也常在金属型的一部分采用加温，另一部分采用冷却的方法来调节型壁的温度分布。
5 金属型的涂料在金属型铸造过程中，常需在金属型的工作表面喷刷涂料。
涂料的作用是：调节铸件的冷却速度；保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击；利用涂料层蓄气排气。
根据不同合金，涂料可能有多种配方，涂料基本由三类物质组成：1 ．粉状耐火材料（如氧化锌，滑石粉，锆砂粉、硅藻土粉等）；2 ．粘结剂（常用水玻璃，糖浆或纸浆废液等）；3 ．溶剂（水）。
具体配方可参考有关手册。
涂料应符合下列技术要求：要有一定粘度，便于喷涂，在金属型表面上能形成均匀的薄层；涂料干后不发生龟裂或脱落，且易于清除；具有高的耐火度；高温时不会产生大量气体；不与合金发生化学反应（特殊要求者除外）等。
6 复砂金属型( 铁模复砂)涂料虽然可以降低铸件在金属型中的冷却速度，但采用刷涂料的金属型生产球墨铸铁件（例如曲轴），仍有一定困难，因为铸件的冷速仍然过大，铸件易出现白口。
若采用砂型，铸件冷速虽低，但在热节处又易产生缩松或缩孔，在金属型表面复以4 －8mm 的砂层，就能铸出满意的球墨铸铁件。
复砂层有效地调节了铸件的冷却速度，一方面使铸铁体不出白口，另一方面又使冷速大于砂型铸造。
金属型无溃散性，但很薄的复砂却能适当减少铸件的收缩阻力。
此外金属型具有良好的刚性，有效地限制球铁石墨化膨胀，实现了无冒口铸造，消除疏松，提高了铸件的致密度。
如金属型的复砂层为树脂砂，一般可用射砂工艺复砂，金属型的温度要求在180 ～200℃之间。
复砂金属型可用于生产球铁，灰铁或铸钢件，其技术效果显著。
7 金属型的寿命提高金属型寿命的途径为：1 ．选用导热系数大，热膨胀系数小，而且强度较高的材料制造金属型；2 ．合理的涂料工艺，严格遵守工艺规范；3 ．金属型结构合理，制造毛坯过程中应注意消除残余应力；4 ．金属型材料的晶粒要细小。
金属型铸件的工艺设计根据金属型铸造工艺的一些特点，为了保证铸件质量，简化金属型结构，充分发挥它的技术经济效益，首先必须对铸件的结构进行分析，并制订合理的铸件工艺。
1 铸件结构的工艺性分析金属型铸造结构工艺性的好坏，是保证铸件质量，发挥金属型铸造优点的先决条件。
合理的铸造构应遵循下列原则：1 ）铸造结构不应阻碍出型，防碍收缩；2 ）厚差不能太大，以免造成各部分温差悬殊，从而引起铸件缩裂和缩松；3 ）限制金属型铸件的最小壁厚。
另外，对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当。
2 铸件在金属型中的浇注位置铸件的浇注位置直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置，冒口的补缩效果，排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。
选择浇注位置的原则如下：1 ．保证金属液在充型时流功平稳，排气方便，避免液流卷气和金属被氧化；2. 有利于顺序凝固，补缩良好，以保证获得组织致密的铸件；3 ．型芯数目应尽量减少，安放方便、稳定、而且易于出型；4 ．有利于金属型结构简化，铸件出型方便等。
3 铸性分型面的选择分型面形式一般有垂直、水平和综合分类（垂直、水平混合分型或曲面分型）三种。
选择分型面的原则如下：1 ．为简化金属型结构，提高稿件精度，对形状教简单的铸件最好都布置在半型内，或大部分布置在半型内；2 ．分型面数目应尽量少，保证铸件外形美观，铸件出型和下芯方便；3 ．选择的分型面应保证设置浇冒口方便，金属充型时流动平稳，有利于型腔里的气体排出；4 ．分型面不得选在加工基准面上；5 ，尽量避免曲面分型，减少拆卸件及活决数量。
4 浇铸系统设计根据金属型铸造的某些特点，在设计浇注系统时须注意以下几点：金属浇注速度大，超过砂型的约20 ％。
其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致，顺利的将气体挤向冒口或出气冒口；此外，应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。
金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。
1 ）顶注式，其热分布较合理，有利于顺序凝固，可减少金属液的消耗，但金属液流动不平稳，易进法，铸件高时，易冲击型胶底部或型芯。
若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100 毫米的简单件；2 ）底注式，金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利于铸件顺利凝固；3 ）侧注式，兼有上述两者的优点，金属液流动平稳，便于集渣，排气等，但金属液消耗大，浇口清理工作量大。
金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似，但由于金属型壁不透气，导热能力强，因此要求浇注系统结构，能有利于降低金属液流速，流动平稳，减少其对型壁的冲刷。
除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外，还保证在充型过程中不得产生喷溅。
当用金属型浇注黑色金属时，由于铸件冷速大，液流的粘度急剧增加，因此多采用封闭式浇口，其各部分截面积比例为：F 内：F 横：F 直＝ 1 ：1.15 ： 1.255 冒口设计金属型铸造的冒口和砂型铸造时具有同等的作用：即为补缩、集渣和排气。
它的设计原则也与砂型用冒口相同。
由于金属型冷却速度大，而冒口又常采用保温涂料或砂层，因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。
4.4.6 金属型铸件的工艺参数由于金属型工艺的特点，其铸件的工艺参数与砂型铸件略有区别。
金属型铸件的线收缩率不仅与合金的线收缩有关，还与铸件结构、铸件在金属型中收缩受阻的情况、铸件出型温度，金属型受热后的膨胀及尺寸变化等因素有关，其取值还要考虑在试浇过程中留有修改尺寸的余地。
为取出金属型芯和铸件，在铸件的出芯和出型方向应取适当斜度，对各种不同合金铸件的铸造斜度参阅有关手册。