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
金属型铸造将金属液浇注到金属铸型中，待其冷却后获得铸件的方法叫金属型铸造。
由于金属型能反复使用很多次，又叫永久型铸造。
一、金属型的结构一般的，金属型用铸铁和铸钢制成。
铸件的内腔既可用金属芯、也可用砂芯。
金属型的结构有多种，如水平分型、重直分型及复合分型。
如图2.2所示。
其中垂直分型便于开设内浇口和取出铸件；水平分型多用来生产薄壁轮状铸件；复合分型的上半型是由垂直分型的两半型采用铰链连结而成，下半型为固定不动的水平底板，主要应用于较复杂铸件的铸造。
二、金属型铸造型的工艺特点金属型的导热速度快和无退让性，使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。
此外，金属型反复经受灼热金属液的冲刷，会降低使用寿命，为此应采用以下辅助工艺措施。
1．预热金属型浇注前预热金属型，可减缓铸型的冷却能力，有利于金属液的充型及铸铁的石墨化过程。
生产铸铁件，金属型预热至250～350℃；生产有色金属件预热至100～250℃。
2．刷涂料为保护金属型和方便排气，通常在金属型表面喷刷耐火涂料层，以免金属型直接受金属液冲蚀和热作用。
因为调整涂料层厚度可以改变铸件各部分的冷却速度，并有利于金属型中的气体排出。
浇注不同的合金，应喷刷不同的涂料。
如铸造铝合金件，应喷刷由氧化锌粉、滑石粉和水玻璃制成的涂料；对灰铸铁件则应采用由石墨粉、滑石粉、耐火粘土粉及桃胶和水组成的涂料。
3．浇注金属型的导热性强，因此采用金属铸型时，合金的浇注温度应比采用砂型高出20～30℃。
一般的，铝合金为680℃～740℃；铸铁为1300℃～1370℃；锡青铜为1100～1150℃。
薄壁件取上限，厚壁件取下限。
铸铁件的壁厚不小于15mm，以防白口组织。
4．开型开型愈晚，铸件在金属型内收缩量愈大，取出采用困难，而且铸件易产生大的内应力和裂纹。
通常铸铁件的出型温度700～950℃，开型时间为浇注后10～60秒。
三、金属型铸造的特点和应用范围与砂型铸造相比，金属型铸造有如下优点：1、复用性好，可“一型多铸”，节省了造型材料和造型工时。
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
常用的五种特种铸造方法
常用的五种特种铸造方法一、熔模铸造。
熔模铸造啊，又叫失蜡铸造。
它的过程还挺有趣的。
先得做个模样，这个模样可不是普通的，一般是用易熔材料，像蜡料啊之类的制成跟咱想要的铸件形状一模一样的东西。
就好比你要做个小摆件，那就先得用蜡做出这个小摆件的样子来。
然后把这个蜡模样沾上一层耐火材料，就像给它穿了一层“铠甲”，等这层“铠甲”干了之后呢，再重复沾几次，让这“铠甲”更厚实坚固。
接下来就是关键的一步啦，把这个带“铠甲”的蜡模样加热，让里面的蜡熔化流出来，这样就留下了一个跟蜡模样形状一样的空腔。
最后把熔化的金属液浇进去，等它冷却凝固后，把外面的“铠甲”去掉，一个精美的铸件就诞生啦。
熔模铸造的优点可不少哦。
它能铸造出形状很复杂的零件，不管是有各种弯弯绕绕的，还是有一些精细结构的，它都能搞定。
而且铸件的尺寸精度比较高，表面质量也很好，后续加工量就少啦，能省不少事儿呢。
不过呢，它也有缺点，成本相对高一些，生产周期也比较长。
二、金属型铸造。
金属型铸造就是用金属制成的铸型来进行铸造。
想象一下，有一个坚固的金属模具，把熔化的金属液倒进去，就像把水倒进杯子里一样，等它冷却凝固，就得到铸件啦。
这种铸造方法的优点那也是杠杠的。
因为金属型可以反复使用，所以能提高生产效率，降低成本。
而且金属型的导热性好，能让铸件冷却得更快，这样铸件的晶粒就比较细小，力学性能也就更好啦。
比如说一些铝合金的汽车零部件，用金属型铸造出来质量就很不错。
但是呢，金属型铸造也有它的小麻烦。
金属型没有退让性，就是说铸件在冷却收缩的时候，金属型不会像砂型那样可以稍微变形给铸件腾出点空间，所以铸件容易产生裂纹。
而且金属型的制造成本比较高，不太适合小批量生产。
三、压力铸造。
压力铸造啊，简单说就是在高压的作用下把金属液快速地压入铸型型腔中。
这就好比给金属液来了个“大力助推”，让它以很快的速度充满型腔。
压力铸造的优点超多的。
它的生产效率那叫一个高，能在很短的时间内就生产出一个铸件。
金属型铸造
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。
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
压力铸造和金属型铸造的异同
压力铸造和金属型铸造的异同压力铸造和金属型铸造，这俩就像铸造大家庭里的两个性格不同但又有些相似的兄弟。
咱们先来说说压力铸造。
这压力铸造啊，就像是一个急性子的大力士。
在压力铸造的时候，那液态的金属就像是一群被赶着往前走的小绵羊，被高压强行推进模具里。
这个压力可不得了，就好比是一阵超级强劲的龙卷风，能让液态金属迅速地填满模具的每一个角落。
这样铸造出来的零件呢，精度可高啦，就像用精密模具做出来的精致小点心一样，尺寸特别准确，表面还光滑得很呢。
而且啊，压力铸造的生产效率那也是相当高的，就像流水线上的快速作业，一个接一个，速度快得很。
再看看金属型铸造。
这金属型铸造有点像个沉稳的老师傅。
它用金属做模具，液态金属就慢悠悠地流进模具里。
和压力铸造比起来，它可没有那么大的压力在后面推着。
不过呢，它铸造出来的东西也有自己的特点。
金属型铸造生产出来的零件啊，强度和硬度往往都很不错，就像一个扎实的小硬汉。
这俩铸造方法也有不少相同的地方。
它们都是铸造嘛，就像都是在做塑形的工作。
都是把液态的金属变成我们想要的形状。
这就好比都是在捏泥人，只是手法不太一样。
而且啊，不管是压力铸造还是金属型铸造，都对模具的要求比较高。
这模具就像是它们的工具，要是工具不好，那做出来的东西肯定也不行啊。
就像厨师要是没有一把好刀，切菜都切不好，更别说做出美味的菜肴了。
从适用的金属材料来看，它们也有重叠的部分。
就像两个人都有共同的朋友一样。
不是说所有的金属都适合这两种铸造方法，但是有一部分金属呢，在压力铸造和金属型铸造里都能派上用场。
这也说明它们在材料选择上还是有些缘分的。
不过呢，它们的差别也很明显。
压力铸造因为有强大的压力，所以它能做出一些形状比较复杂的零件，就像能雕刻出精美的艺术品一样。
而金属型铸造在这方面可能就稍微逊色一点。
金属型铸造的零件形状相对来说就会简单一些，就像比较质朴的手工艺品。
再从成本方面来说，压力铸造虽然效率高，但是设备往往比较贵，就像买了一台高级的跑车，前期投入大。
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）。
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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金属型铸造工艺1、概述1.1铸造原理金属铸造俗称硬模铸造，是用金属材料制造铸件，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至几万次，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1.3工艺特点（1）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，力学性能比砂型铸件高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。
3）因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。
（2）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3）金属型制造周期较长，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。
1.4金属型铸件的一般要求金属型铸件最小壁厚(单位：mm)(单位：mm)金属型铸件内孔的最小尺寸2.铸件工艺设计2.1基准面的选择基准面决定铸件各部分相对的尺寸位置。
所以选择铸造基面时，必须和铸件机械加工的加工基准面统一，其选择原则为：1）非全部加工的铸件，应尽量取非加工面作为基面。
因为加工面在加工过程中，尺寸会因加工而变动，所以可能将造成相对尺寸位置的变动。
而且铸件经过加工后，去掉的加工余面也不便检查。
2）采用非加工面作基面时，应该选尺寸变动最小、最可靠的面作基面。
用活块形成的铸件表面最好不选为基面。
3）基面应尽可能平整和光洁，不应当有残余浇冒口、毛刺、飞翅等。
4）全部加工的零件，应取加工余量最小的面作为基面，以保证机械加工时不至因加工余量不够而造成废品。
5）为了检验尺寸方便，最好是选择较大的平面作为基面，尽量避免选取弯曲的面，或是有铸造斜度的面为基面。
2.2铸件在金属型中的位置原则：①便于安放浇注系统，保证合金液平稳充满铸型②便于合金顺序凝固，保证补缩。
③使型芯（或活块）数量最少、安装方便、稳固、取出容易。
④力求铸件内部质量均匀一致，盖子类及碗状铸件可水平安放。
⑤便于铸件取出，不致拉裂和变形。
2.3分型面的选择原则：①简单铸件的分型面应尽量选在铸件的最大端面上②矮的盘形和筒形铸件的分型面应尽量不选在轴心上③分型面应尽可能地选在同一个平面上④应保证铸件分型方便，尽量用或不用活块⑤分型面的位置应尽量使铸件避免做铸造斜度，而且容易取出铸件⑥分型面应尽量不选在铸件的基准面上，也不要选在精度要求高的表面上⑦应便于安放浇冒口和便于气体从铸型中排出2.4铸件工艺性设计2.4.1铸件工艺性设计原则铸件工艺性设计应在尽量满足产品结构要求的前提下，通过调整机械加工余量、增大铸造斜度、增加工艺余量和工艺肋及工艺凸台等方法，使铸件结构更加合理，从而获得优质铸件。
铸件工艺性设计原则：①为了简化金属型结构，提高铸件质量，产品中需要机械加工的小孔（螺纹孔、安装孔）一般不铸出来②产品中局部厚大处，当不便于设置冒口补缩时，有些小孔也应铸出来，以加快厚大部位的冷却速度，避免产生缩松。
③为了便于设置冒口以对整体铸件进行补缩，有些大孔也不应该铸出，同时还要调整加工余量，满足铸件顺序凝固的要求④为了防止铸件在生产过程中变形，对一些 形的铸件应增加防变形肋，待最后工序 加工去掉。
⑤加工过程中装卡定位性能差的铸件，可以根据需要设计定位装卡凸台，其位置应有利于铸件补缩。
⑥在不影响产品性能的前提下，可以局部加大铸造斜度，避免设计活块。
2.4.2铸件工艺性设计参数的选择（1）加工余量：与砂型铸件相比，金属型铸件的加工余量可以适当减少。
铸件加工余量的选择应考虑下列原则：①零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，可适当放大加工余量。
②加工面越大，加工余量应相应加大。
③加工面距加工基准面越远，加工余量应相应增加。
④用砂芯形成的铸件表面，应比用金属芯形成的表面给予较大的加工余量。
⑤浇冒口开设的加工面应予较大的加工余量。
（2）工艺余量：为了保证铸件的顺序凝固，有时需要将铸件某一局部余量加大，这种超过了机械加工余量规定的额外部分，称为工艺余量。
（3）铸件尺寸公差：见GB/T6414-1999（4）铸造圆角：铸造圆角半径R （mm ）一般可以按以下公式计算：6'~4'δδδδ++=R式中δ、δ’为铸件相邻壁的厚度对于铸铁件，为避免铸件表层白口，铸造圆角半径R(mm)可按下式计算：212δδ=R（5）铸造斜度：铸件铸造斜度的大小，与铸件表面和金属型间的相对位置有关。
凡是在铸件冷却时与金属型表面有脱离倾向的面，应给予较小的铸造斜度，凡是铸件冷却时趋向于包紧金属型或芯的面，应给予较大的斜度。
例：铸件的孔及凹进部分，其铸造斜度应大些，一般可取2°-7°,对不加工面可取2°-3°,加工表面可取3°-7° 2.4.3铸件图的绘制绘制铸件图的过程就是铸造与零件设计、机械加工等部门将铸件的基准面、加工余量位置及数值、特殊位置的铸造斜度等铸造工艺因素及技术要求，以图加以说明。
铸件图既是设计、制造金属型和铸件验收的技术依据，也是机械加工、设计制造工装夹具的技术文件之一。
2.5浇注系统2.5.1浇注系统的设计原则设计和计算可以参照砂型铸造的方法，但应考虑金属型铸造冷却快、排气条件差、浇注位置受到限置等特点，具体原则如下：① 浇注系统尺寸的大小应保证金属液在规定的时间内能良好的充满金属型。
② 金属液应平稳流入型腔，不直接冲击芯和型壁，避免产生涡流和飞溅。
③ 金属液应顺序地充填铸型，以利于金属型腔中气体的排除。
④ 铸型的热分布应合理，有利于铸件金属凝固，以便于铸件得到充分的补缩。
⑤ 浇注系统结构设计应简单、体积小、在保证铸件质量的前提条件下，金属液消耗尽可能小。
2.5.2浇注系统的形式，常见的浇注形式如下： ①顶注式：1<bh，适用于矮而简单的铸件，一般镁合金铸件高度不大于80mm ，铝合金铸件的高度不大于100mm ②中注式：1≈bh，适用于铸件高度适中（在100mm 左右），外形特殊、两端及四周均有厚大部位，难以采用其它浇注方法的铸件。
③底注式：1>bh，广泛用于各种尺寸及各种合金的铸件。
非铁合金用得较多，特别是易产生氧化渣的金属多用这种方法。
④缝隙式：特别适合质量要求高或高度较大的筒形或板状铸件。
2.5.3烧注系统的组成部分①浇口杯：浇口杯接受和贮存一定量的金属液，同时起到缓冲和浮渣的作用。
②直流道：1)直流道一般设计成封闭式。
2)不带浇口杯的直流道，上部喇叭口直径最好不小于d30mm 。
3)垂直浇道底部受金属液的冲击力很大，故高度一般不应超过150mm ，如果直流道需要设计得比较高时，可改用倾斜浇道，但倾斜浇道高度也不应超过250mm 。
4)当直浇道设计超过250mm ，可采用蛇形浇道。
5)直浇道的截面形状最好是圆形。
而且直径最好不超过25mm 。
否则易产生涡流，造成浇注过程中金属液内产生中空现象，卷入气体，造成氧化夹渣。
6)对于大型铝合金铸件，可将一个大的截面的直浇道分成2-3个截面较小的直浇道。
③横浇道：横浇道起缓冲、稳流和挡渣的作用，并将直浇道的金属液分配给内浇道。
金属液一般不设计，除了底注式加上横浇道。
④内浇道：内浇道直接与铸件相连，起着控制金属液流动速度和方向的作用。
内浇道设计：a 、内浇道比横浇道设计得扁平一些，并均匀地分布于铸件各特殊部位，每个内浇道只负担一部分型腔金属液的充型，力求使金属液流动平稳。
B 、为制造方便，内浇道应尽量设计在分型面上。
C 、内浇道的厚度一般应为与铸件相连接处的对应的铸件壁厚的50%-80%。
对于薄壁铸件，可比铸件壁厚小2mm 左右。
D 、内浇道的宽度，一般为内浇道厚度的3倍以上。
E 、内浇道长度：小型铸件为10-20mm 中型铸件为20-40mm 小型铸件为30-60mm ⑤缝隙浇道：2.5.4金属型铸造浇注系统尺寸计算： 根据金属液流入型腔时平均上升速度计算法： 根据实际经验，金属液在金属型中平均上升速度v 平升＝δδ2.4~3式中δ－铸件平均壁厚mm 则浇注时间t(s)由下式决定平升v h t =式中h-金属型腔的高度(cm)金属液在浇道内的流速，取决于铸件的重量、金属液的密度、浇注时间和浇道最小截面面积： 式中v 平升－金属液在金属型中平均上升速度(cm/s)A min =tv w ρ浇平=hv wt ρδ浇平43-=W－铸件的重量(g)－金属液的密度g/cm3式中t－浇注时间(s)A min—浇道的最小截面积(cm2)2.6冒口设计3、金属型模具设计3.1金属型结构设计3.1.1金属型型体设计（1）金属型壁厚：金属型壁厚主要影响铸型的重量、强度及铸件的冷却速度。
型壁太厚，增加了铸型重量，加快了铸件冷却速度。
型壁太薄，由于温度不均匀而产生应力使其变形，缩小使用寿命。
金属型的壁厚与铸件壁厚、铸件材料、铸型外廓尺寸及毛胚加工方法有关，也与金属型本身的材质有关，必须综合考虑各种影响因素来确定不同条件下最合适的金属型壁厚。
如下表：（铝合金铸件用金属型壁厚 单位㎜）（2）型腔尺寸计算：型腔尺寸是决定铸件尺寸精度的主要因素。
金属型型腔尺寸的计算，除根据铸件尺寸和公差外，还应考虑合金的收缩、涂料厚度、金属型加温后的膨胀以及金属型各部分的间隙等。
1）型腔尺寸可用如下公式计算[]X P P X A A A A ∆±±+=δε式中X A －型腔尺寸（㎜）P A －铸件尺寸的中间值（㎜）ε－综合线收缩率（％）δ－涂料厚度（㎜）X A ∆－铸件尺寸制造（㎜）2）铸件的中间值可以按以下公式计算P A =A A ∆+21min 式中min A －铸件的最小极限尺寸（㎜）A ∆－铸件尺寸公差3）综合线收缩率包括铸件收缩和金属型膨胀。
一般大型薄壁铸件取下限，小型铸件为了计算方便，通常取1%4）涂料厚度一般情况下每边为0.1-0.3㎜，型腔凹处取正值，凸处取负值，中心距L处等于零。
（3）其它尺寸的确定1）型腔表面至金属型边缘的距离不小于20㎜。
2）一型多件的铸型，铸件与铸件间的距离，小件不小于10㎜，一般铸件不小于30㎜。
3）定位销孔表面至铸型边缘的距离不小于10㎜4）直浇道至铸件间的距离一般取10-25㎜，内浇道长度一般取8-12㎜，直浇道高度应比铸件顶部高出40-60㎜5）为了开型方便，一般在金属型的分型面上设计撬开金属型的槽子。
（4）砂芯头与金属芯座配合间隙3.1.2金属型的排气系统由于金属型本身不透气，因此型腔的排气问题必须足够重视，否则会造成气孔、冷隔和欠铸等缺陷。
（1）排气孔：一般在型腔最后充满处开直径为1-5㎜的圆形排气孔。
（2）排气槽：排气槽又称通气槽、通气沟等。