铸铁件金属型铸造技术
铸铁件金属型铸造技术
铸铁件金属型铸造技术1.概述一历史与现状用金属型生产铁基合金铸件始于中国。
考古发现我国铸铁件用铁型（古称“范”）生产始于战国（距今2200～2300年）用铜范铸造铁器最早为汉代（距今1800年）到清代（距今200～300年）铁范铸铁技术不断完善，用铁范铸造铁炮。
龚振麟著《铸炮铁模图说》是世界发现最早的系统论述金属型铸造铸铁件的专著。
美国Eaton公司最早获铁基合金金属型（Ferrous Permanent mold－FPM）工艺专利已是 1932年。
近几十年全世界FPM不断发展。
欧洲FPM铸件占6%～8%，有报道苏联1980年FPM铸件占铸铁件9.7%，欧、美、日等FPM件主要用于汽车、机床、空气压缩机和液压件等；近年中国由日本引进空调压缩机铸件FPM生产线；印度、加拿大、巴西、马来西亚等国也都引进过FPM生产线。
1994年日本本田公司开发投产了年产近4000t优质球墨铸件轿车转向节的FPM自动生产线，使FPM技术应用进人一个新阶段。
2.金属型铸铁技术特点及关键FPM与非铁合金金属型铸造主要区别和难点在于：铸铁是金属-非金属共晶合金，急冷下铸态金相组织更难控制，浇注温度高，金属型设计和生产更难，且金属型寿命更短，生产率又不易满足大量生产需要。
无论铸态还是热处理后使用，金属型铸铁件铸态金相组织控制对铸件性能都至关重要。
金属型冷却速度是砂型的数十倍到数百倍，直接影响铸铁形成独特组织。
控制高冷却速度下铸态金属型铸铁组织的因素很多，综合解决好以下这些因素除获预期铸态金相组织外，可大大提高生产率和金属型寿命从而降低成本、增加效益并扩大金属型铸铁应用范围，是发展金属型铸铁技术的关键。
（1）铸铁化学成分表8为金属型灰铸铁和球墨铸铁典型化学成分、金相组织和性能。
碳当量（CE）；尤其薄壁又高冷却速度下金属型铸铁的CE宜高（4.9%～5.0%），但为防止低温冷脆及有利强化孕育，原铁液中S应控制在2.2%～2.8%（质量分数，余同）且宜取下限，绝不能高于3.5%。
国外铸造技术第四章金属模铸件翻译稿3.16
简介金属型铸造是指型腔被制造一个金属材料的技术。
这是在对比其他的铸件技术，例如砂型铸造，熔模铸造，等等其他一些非金属的材料制造的模具。
金属型铸造是制造形状铸件的优越方法。
特别是所有铝压铸生产铸件的90% --包括重力，低压，高压压铸件。
金属型铸造技术分为重力，压力，挤压。
举个重力的例子金属模具铸造工艺有半金属型，永久模技术。
压力铸造工艺有各种各样的分类--高压，中压，低压。
在高压铸件中，液态金属被注入模具型腔，快速充满。
低压铸件只能在非永久性模或永久的模二者之间进行。
中压铸件在这二个之间的范围。
金属铸造中的压力与充型速度意见毫无关系。
4.1：门速度在第二铸造压力活动等级量表之间。
注意那个重力压铸件被进行在较低的铸件压力和门速度，而中压压铸件被进行在门速度1-5米/秒之间，高压压铸件被进行在40-70之间米/秒。
挤压铸造，另一方面来说，是一个型腔被填充非常缓慢(慢速充填)，在型腔被填满后，金属在高压下100个活动等级量表甚至超过之间固化。
专攻过程提到最近大多数金属型铸造技术，半固体处理。
这里的例子就完全相反，不是金属液体“倒”在模具型腔里，而是一个半固态金属铸造钢坯被放在模具型腔，猛烈撞击后填满型腔。
半固体处理有许多好处因为没有液态金属的处理，流量的金属到模具型腔更多类似于宾厄姆流而不是牛顿流。
估计4。
2是一个半固体处理市场由比较新的未开发的向铸件，锻件推销的机会。
4。
2提到每年美国对铸件，锻件的出售。
注意那个粘性的材料从液体在10-3半固态到102一路的提升，固体的材料在108。
Fig. 4.1. Casting processes (Buhler).金属型铸造--美国为了建立一个背景，在美国金属模具铸造提出以下意见：在美国的所有的各种不同金属铸模铸件技术中，增长最快的的高压铸造因为快速填补的得到的生产率，净成形压铸产业，取得了良好的尺寸公差。
出现显着增长是在低气压，半永久性的模具（SPM）的铸造技术的应用，因为由此汽车行业的铸件质量，有效的成本和金属产量得到提升。
常用的铸造方法有哪些
常用的铸造方法有哪些铸造是一种重要的金属加工工艺，它可以将熔化的金属或金属合金浇注到模具中形成所需的零件形状。
在工业生产中，铸造方法被广泛应用于制造各种金属零件，如汽车发动机零件、航空航天零件、建筑构件等。
下面介绍一些常用的铸造方法。
1.砂型铸造砂型铸造是最常见和最传统的铸造方法之一。
它以砂为模具材料，通过在砂型中浇注熔融金属来制造零件。
砂型铸造具有成本低、灵活性强、适应性广等优点，广泛应用于大型、中小型铸件的生产。
2.金属型铸造金属型铸造是利用金属模具来制造金属零件的铸造方法。
金属模具通常由铸铁、铸钢等金属材料制成，具有较高的热传导性和耐磨性。
金属型铸造适用于生产高精度、高要求的零件，如汽车发动机缸体、汽车制动鼓等。
3.压铸压铸是一种将熔融金属通过高压注射到模具中的铸造方法。
压铸通常使用压铸机进行操作，可以生产出形状复杂、尺寸精确的零件。
压铸适用于生产大批量的零件，如电子设备外壳、汽车零件等。
4.失蜡铸造失蜡铸造是一种利用蜡模进行铸造的方法。
首先，将蜡模涂覆在模具内，然后在加热的条件下蜡模燃烧脱掉，最后用熔融金属浇注到空腔中形成零件。
失蜡铸造适用于制造复杂形状和高精度的零件，如航空发动机叶片、珠宝等。
5.连铸连铸是一种连续浇注熔融金属的铸造方法。
在连铸过程中，熔融金属通过铸造机装置连续注入到冷却的铸坯模具中，以形成长条状的铸坯。
连铸常用于生产金属板、金属线材等。
6.壳模铸造壳模铸造是一种以薄壳层为模具的铸造方法。
在壳模铸造中，通过将涂覆在原型上的耐火材料经过多次处理形成薄壳层，然后将熔融金属浇注到薄壳层内形成零件。
壳模铸造适用于制造高精度和高表面质量要求的零件，如汽车零件、航空零件等。
7.压铸砂铸造压铸砂铸造是将熔融金属通过压力将座子压入砂型中的铸造方法。
压铸砂铸造可以用于生产加工复杂的金属零件，如汽车缸盖等，具有高生产效率和良好的表面质量。
8.低压铸造低压铸造是一种利用气压来推动熔融金属进入模具中的铸造方法。
典型铸铁件铸造工艺设计
典型铸铁件铸造工艺设计铸造工艺是制造铸铁件的关键环节之一，其设计直接影响到铸件的质量和性能。
本文将以典型铸铁件的铸造工艺设计为主题，对铸造工艺的设计要点和流程进行详细介绍，以期能够为相关从业人员提供一定的参考和指导。
一、典型铸铁件的特点铸铁件是一种常见的铸造件，其主要特点是具有良好的铸造性能、低成本和高强度。
铸铁件通常被广泛应用于机械制造、汽车工业、农机具等领域，如汽车发动机缸体、机床床身等。
二、铸造工艺设计的要点铸造工艺设计的关键是确定合适的铸造工艺参数，以实现铸件的准确成型和优良性能。
以下是铸造工艺设计的要点：1.铸型设计：根据铸件的形状和尺寸，确定合适的铸型结构和尺寸。
铸型的设计应考虑到铸件的收缩和变形，以避免出现缺陷和不合格品。
2.熔炼工艺：根据铸件的材料要求，确定合适的熔炼工艺参数，包括炉温、熔化时间、炉中温度等。
同时，还需要考虑铁水的质量和成分控制，以保证铸件的化学成分符合要求。
3.浇注系统设计：根据铸件的形状和尺寸，确定合适的浇注系统，包括浇杯、导流冒、浇口等。
浇注系统的设计应考虑到浇注过程中的液态金属流动和气体排出，以避免铸件内部的气孔和夹杂物。
4.冷却系统设计：根据铸件的形状和尺寸，确定合适的冷却系统，包括冷却水道、冷却器等。
冷却系统的设计应考虑到铸件的冷却速度和收缩形变，以避免出现裂纹和变形。
5.铸造工艺参数设计：根据铸件的形状和尺寸，确定合适的铸造工艺参数，包括浇注温度、浇注速度、浇注压力等。
铸造工艺参数的设计应考虑到铸件的凝固过程和收缩变形，以保证铸件的准确成型和良好性能。
三、铸造工艺设计流程铸造工艺设计的流程一般包括以下几个步骤：1.确定铸件的形状和尺寸，以及材料要求。
2.根据铸件的形状和尺寸，设计合适的铸型结构和尺寸。
3.根据铸件的材料要求，确定合适的熔炼工艺参数。
4.根据铸件的形状和尺寸，设计合适的浇注系统和冷却系统。
5.根据铸件的形状和尺寸，确定合适的铸造工艺参数。
铸造工艺-特点及其应用
铸造（casting）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时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。
把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。
其中，铸造是最基本、最常用的工艺。
铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。
②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
铸造可按铸件的材料分为：黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）铸造有可按铸型的材料分为：砂型铸造和金属型铸造。
按照金属液的浇注工艺可分为：1、重力铸造：指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。
广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
2、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，按照压力的大小，又分为高压铸造（压铸）和低压铸造。
补充知识：1、精密铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一种铸造方法。
它能获得相对准确地形状和较高的铸造精度。
较普遍的做法是：首先做出所需毛坯（可留余量非常小或者不留余量）的电极，然后用电极腐蚀模具体，形成空腔。
再用浇铸的方法铸蜡，获得原始的蜡模。
在蜡模上一层层刷上耐高温的液体砂料。
待获得足够的厚度之后晾干，再加温，使内部的蜡模溶化掉，获得与所需毛坯一致的型腔。
再在型腔里浇铸铁水，固化之后将外壳剥掉，就能获得精密制造的成品2、选择铸造方式时应考虑：a．优先采用砂型铸造b．铸造方法应和生产批量相适c．造型方法应适合工厂条件d．要兼顾铸件的精度要求和成3、金属材料的力学性能主要指：强度、刚度、硬度、塑性、韧性等。
特种铸造
或暗灰色粗晶粒，则球化不良或未球化。随白口宽度
增大σb上升，δ下降。浇温越高三角试块内陷越大。
观察金相组织及并测试力学性能验证。
• 思考题： • • • • • 1. 铸造的实质是什么，具有哪些优缺点，适 用范围如何? 2. 合金铸造性能的衡量指标和易生铸造缺陷? 3. 如何划分和改变铸件的凝固方式? 4．简述砂型铸造的基本工艺过程。 5. 什么是特种铸造，与砂型铸造相比有何特 点？
• • • • • • 带有抽气箱的模具上有透气孔直接与抽气室相连； 用0.10～0.20mm EVA 塑料薄膜在烘膜器加热软化； 模具真空使软化的塑料薄膜紧密贴覆； 将负压砂箱放置在模具上； 砂箱充干砂，震动紧实； 砂型顶覆层密封薄膜，将浇口盆与上型直浇道相连，下型只 需要在覆膜前将砂子刮平； • 对砂箱抽真空，使干砂得到紧实，同时释放模具抽气室的真 空，并通入压缩空气反吹，将砂型与模具分开; • 同样方法，生产下型。将上型与下型合型，准备浇注； • 浇注过程中继续对砂型抽真空。铸件冷却后，去除真空，铸 件直接落下，干砂可再生循环使用。
第四节 几种常用金属材料的铸造法制备技术 • 铸造技术是现在工业生产中最常用和最重
要的金属合金铸锭和铸件的制备方法，下面通
过几种重要的金属结构材料的制备进一步了解
材料的铸造法制备过程及工艺。
• 一．铸造铝合金ZL 104的制备
• ZL104为可热处理强化的铝-硅-镁系铸造 铝合金。具优良铸造工艺性能和气密性，强度 高。但有形成针孔倾向，熔炼工艺较复杂。适 砂型或金属型铸造复杂薄壁件，也可压力铸造，
振动法、金相法和热分析法等，这些方法虽然
在理论上具有一定的先进性，但都不如传统的
常见铸造工艺
常见铸造工艺铸造是一种通过将熔化的金属或合金注入到预先制定好的模具中，然后待其冷却凝固，最终得到所需形状和尺寸的零件的制造工艺。
铸造是现代工业中广泛应用的重要制造技术之一。
下面将介绍一些常见的铸造工艺。
1. 砂型铸造砂型铸造是最常见的一种铸造工艺。
首先根据零件的形状设计制作一个模板，然后用砂型材料制作出与模板形状相同的砂型。
接下来，将熔化的金属或合金倒入砂型中，等待冷却凝固后取出即可得到所需零件。
砂型铸造工艺具有成本低、适用性广等优点，可以用于生产各种形状的零件。
2. 金属型铸造金属型铸造是一种利用金属模具进行铸造的工艺。
相比于砂型铸造，金属型铸造能够制造出更精确的零件，因为金属模具的尺寸更加稳定。
在金属型铸造中，模具通常由铸铁或钢材料制成，并且可以重复使用多次。
这种铸造工艺适用于需要生产大批量、高精度零件的情况。
3. 熔模铸造熔模铸造是一种高精度的铸造工艺，常用于制造复杂形状的零件。
在熔模铸造中，首先根据零件形状制作出一个由耐热材料制成的模具，然后在模具中注入熔化的蜡样。
蜡样冷却凝固后，再将其覆盖一层耐热陶瓷材料形成整体砂型。
接下来，将整体砂型在高温下烘烤，使得蜡样完全熔化并排出，留下蜡样的形状空腔。
最后，将熔化的金属或合金注入形状空腔中，等待冷却凝固后取出模具，就得到了所需的零件。
4. 连铸工艺连铸工艺是一种快速、连续、高效的铸造工艺，常用于制造长条状或板状的铸件，如钢坯、铸铁等。
在连铸工艺中，熔化的金属通过连续浇注到一个长而窄的铸模中，然后通过冷却、凝固、轧制等步骤得到所需尺寸和形状的铸件。
这种工艺能够实现连续生产，提高生产效率和产品质量。
以上是一些常见的铸造工艺。
每种铸造工艺都有其适用的领域和特点，可以根据具体需求选择合适的工艺来实现所需零件的制造。
铸造工艺的不断发展和创新将为各行各业提供更多高品质、高效率的零部件制造解决方案。
铸铁件技术标准要求
铸铁件材料采购技术标准要求1、相关技术引用标准：(1)球墨铸铁件（GB/T1348—2019）(2)室温试验方法(GB/T228.1—2010)(3)金属材料布氏硬度试验（GB/T 231.2）(4)铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量（GB/T6414 ）(5)铸件重量公差（GB/T11351）(6)铸件表面粗糙度（GB/T 6060.1）备注：主要包括但不限于上述标准、规范、规程；上述规范、标准或规程若有不一致或矛盾之处,以较为严格标准执行，若有国家新标准时，按国家新标准执行；编制要点若与现行规范、行政法规不一致，以现行规范、法规为准。
2、技术要求2.1铁素体珠光体球墨铸铁2.1.1拉伸性能铁素体珠光体球墨铸铁试样的拉伸性能应符合表1的规定。
表1铁素体珠光体球墨铸铁试样的拉伸性能2.1.2 冲击吸收能量表2给出了室温和低温下的冲击吸收能量值。
如果需方要求时，可以做冲击试验。
三个试样的平均值和个别值应符合表2的规定。
表 2 铁素体球墨铸铁试样上加工的 V 型缺口试样的最小冲击吸收能量2.2 固溶强化铁素体球墨铸铁固溶强化铁素体球墨铸铁的铸造试样的拉伸性能应符合表3的规定。
表 3 固溶强化铁素体球墨铸铁铸造试样的拉伸性能2.3 几何形状及其尺寸公差2.3.1 铸件的几何形状及其尺寸应符合图样的规定。
2.3.2 铸件的尺寸公差按GB/T6414 的规定执行。
有特殊要求的可按图样或有关技术要求执行。
2.4 重量偏差铸件的重量偏差按GB/T11351的有关规定执行。
有特殊要求的可按图样或有关技术要求执行。
2.5铸件表面质量2.5.1 铸件应清理干净，修整多余部分。
2.5.2 浇冒口残余、粘砂、氧化皮及内腔残余物等去除要求应符合技术规范或供需双方订货协定。
2.5.3 采用等离子方法切割铸件后，应加工掉热影响区。
2.5.4 铸件表面粗糙度应符合 GB/T 6060.1 的规定，或需方图样和产品技术标准的要求。
铸造工艺与方法
铸造工艺与方法铸造是一种通过熔化金属并将其倒入模具中，然后让其冷却凝固的制造工艺。
铸造工艺广泛应用于制造各种金属零件和组件。
它提供了一种经济、快捷且适用于大批量生产的方式，同时还能制造出复杂形状的产品。
在本文中，我们将深入探讨铸造工艺的几种常见方法和一些重要的工艺要点。
一、砂型铸造砂型铸造是最常见的铸造方法之一。
它的工艺流程包括模具制备、芯型制备、铸型浇注、冷却凝固、脱模和清理等几个重要步骤。
在砂型铸造中，铸造材料通常是一种基于石英砂或其他矿物砂的砂浆。
这种砂浆可以轻松塑造出复杂的产品形状，并具有较好的耐高温性能。
二、金属型铸造金属型铸造是一种利用金属模具进行铸造的方法。
与砂型铸造相比，金属型铸造可以制造出更加精确和表面光滑的产品。
金属型通常采用铸铁、铸钢或铝合金等材料制成。
这种方法适用于制造高精度、高质量要求的零件，但成本相对较高。
三、压力铸造压力铸造是一种通过施加高压将熔融金属注入模具中，使其快速凝固的方法。
压力铸造可分为冷室压力铸造和热室压力铸造两种类型。
压力铸造具有生产周期短、产品质量稳定的优点，广泛用于制造汽车零部件、航空航天零件等高要求的产品。
四、蜡型铸造蜡型铸造是一种精密铸造方法，通常用于制造复杂形状的零件。
在蜡型铸造中，首先制作出与最终产品形状相同的蜡模。
然后将蜡模浸入石膏混合物中，形成石膏壳体。
当石膏干燥后，将其放入高温烘箱中，使蜡模燃尽，留下空腔。
最后，将熔融金属倒入石膏壳体，待其冷却凝固后，获得成品。
蜡型铸造可以制造出高精度和精细表面处理的产品。
五、连铸连铸是一种用于生产连续坯料（铜、铁、铝等）的铸造工艺。
它是通过将熔融金属倒入长型模具中，然后通过冷却凝固使其形成坯料。
连铸工艺具有高效性和高质量的优点，被广泛应用于钢铁和有色金属工业中。
在选择合适的铸造工艺时，需要考虑到产品的设计要求、成本、生产周期以及所需材料等因素。
此外，铸造过程中还应注意控制合金的化学成分、铸型的温度和湿度，以及铸造过程中的冷却速度，以确保产品质量。
机械制造基础 第1章-03特种铸造
离心铸造主要用于大批生产铸铁管、气缸套、铜套、双金属 轴承、无缝钢来自毛坯、造纸机滚筒、细薄成形铸件等。
§1-3 特种铸造 五、熔模铸造
1.熔模铸造的工艺过程 将液态金属浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳中，从而获得精密 铸件的方法，称为熔模铸造或失蜡铸造。
§1-3 特种铸造 二、压力铸造
将液态金属高速压人铸型，使其在压力下结晶而获得铸件的方法 1. 压力铸造工艺过程
压型必须用合金工具钢来制造，并要进行严格的热处理。压型工 作时应保持120～280度的工作温度，并定期喷刷涂料。
§1-3 特种铸造 2.压力铸造的特点及应用范围
(1)生产率高，生产过程易于机械化和自动化。
低熔点合金铸件。
三、挤压铸造
挤压铸造也称“液态模锻”，是对进入 挤压模内的液态金属施加较高的机械压 力，使其凝固成为铸件的铸造方法。
1. 挤压铸造的工艺过程
挤压铸造
挤压铸造与压力铸造的主要区别是:
挤压铸造 压力铸造
充型速度(m/s ) 凝固过程
0.1～0.4 15～100
压力下结晶并产生 塑性变形
② 原材料价贵，铸件成本高。
主要用来生产形状复杂、精度要求较高或难以切削加工的小型 合金铸件。在航空、船舶、汽车、机床、仪表、刀具和兵器等行 业得到了广泛应用。
§1-3 特种铸造 六、消失模铸造
用泡沫塑料模样造 型后，不取出模样、 直接浇注，使模样气 化消失而形成铸件的 方法，称为消失模铸 造。
1. 负压消失模铸 造工艺过程
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
华中科技大学机械学院
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
金属铸造工艺详解
金属铸造工艺详解液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。
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。
铸铁加工的工艺
铸铁加工的工艺
铸铁加工是指对铸铁材料进行加工制造的工艺。
常见的铸铁加工工艺包括以下几种：
1. 铸造：铸造是铸铁加工的基本工艺，通过将熔化的铸铁液倒入铸型中，待铸铁液凝固后，得到所需的铸铁零件。
铸造工艺有砂型铸造、金属型铸造、压铸等。
2. 精加工：铸铁零件通常需要进行精加工，以提高尺寸精度和表面质量。
精加工工艺包括铣削、车削、钻孔、镗孔、刨削等。
3. 热处理：铸铁加工后，常需要进行热处理，以改善材料的内部结构和性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火等。
4. 表面处理：铸铁零件的表面常需要进行处理，以提高防腐蚀性能或美观度。
常见的表面处理工艺包括喷漆、电镀、热镀锌等。
5. 组装：铸铁零件通常需要进行组装，以得到完整的机械设备或产品。
组装工艺包括焊接、螺栓连接、粘接等。
以上是铸铁加工的基本工艺，不同的铸铁零件和加工要求可能会有所不同，需要根据具体情况选择适当的加工工艺。
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。
铸造成形技术-铸造方法
抛砂
2、起模方法
型砂紧实以后，就要从型砂中正确 地把模样起出，使砂箱内留下完整的型 腔。
造型机大都装有起模机构，其动力 也多半是应用压缩空气。
目前应用广泛的起模机构有顶箱、漏 模和翻转三种。
顶箱
漏模
翻转
■顶箱起模
型砂紧实后，开动顶箱机构，使四根顶杆 自模板四角的孔（或缺口）中上升，而把砂 箱顶起，此时固定模型的模板仍留在工作台 上，这样就完成起模工序。
常用于砂箱数量 不足，制造批量 不大的大、中型 铸件
造型方法
按 模 样 特 征 区 分
主要特点
适用范围
模样是整体的，多数情 况下，型腔全部在下半型 内，上半型无型腔。造型 简单，铸件不会产生错型 缺陷
适用于一端 为最大截面， 且为平面的铸
件
模样是整体的，但铸件
的分型面是曲面。为了起
用于单件或
模方便，造型时用手工挖 小批量生产分
金属型的结构类型
其中的垂直分型式由于便于开设内浇道、取出铸件和 易实现机械化而应用较多。
金属型一般用铸铁或铸钢制造，型腔采用机加工的 方法制成，不妨碍抽芯的铸件内腔可用金属芯获得， 复杂的内腔多采用砂芯
金属型的铸造工艺生产过程 观看影像
金属型铸造的应用 观看影像
金属型铸造的特点
①金属型复用性好，实现了"一型多铸"，可节 省大量造型材料和工时，提高了劳动生产率。
二、压力铸造
熔融金属在高压下高速充型，并在压 力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称 压铸。
压铸时所用的压力高达数十兆帕（甚 至超过200MPa），其速度约为5－40m／s， 熔融金属充满铸型的时间为0.01－0.2S， 高压和高速是压铸区别于一般金属型铸造 的重要特征。
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铸铁件金属型铸造技术1．概述——历史与现状用金属型生产铁基合金铸件始于中国。
考古发现我国铸铁件用铁型（古称“范”）生产始于战国（距今2200～2300年），用铜范铸造铁器最早为汉代（距今1800年），到清代（距今200～300年）铁范铸铁技术不断完善，用铁范铸造铁炮。
龚振麟著《铸炮铁模图说》是世界发现最早的系统论述金属型铸造铸铁件的专著。
美国Eaton公司最早获铁基合金金属型（Ferrous Permanent mold-FPM）工艺专利已是1932年。
近几十年全世界FPM不断发展。
欧洲FPM铸件占6％～8％，有报道苏联1980年FPM铸件占铸铁件9.7％，欧、美、日等FPM件主要用于汽车、机床、空气压缩机和液压件等；近年中国由日本引进空调压缩机铸件FPM生产线；印度、加拿大、巴西、马来西亚等国也都引进过FPM生产线。
1994年日本本田公司开发投产了年产近4000t优质球墨铸件轿车转向节的FPM自动生产线，使FPM技术应用进入一个新阶段。
2．金属型铸铁技术特点及关键FPM与非铁合金金属型铸造主要区别和难点在于：铸铁是金属-非金属共晶合金，急冷下铸态金相组织更难控制，浇注温度高，金属型设计和生产更难，且金属型寿命更短，生产率又不易满足大量生产需要。
无论铸态还是热处理后使用，金属型铸铁件铸态金相组织控制对铸件性能都至关重要。
金属型冷却速度是砂型的数十倍到数百倍，直接影响铸铁形成独特组织。
控制高冷却速度下铸态金属型铸铁组织的因素很多，综合解决好以下这些因素除获预期铸态金相组织外，可大大提高生产率和金属型寿命从而降低成本、增加效益并扩大金属型铸铁应用范围，是发展金属型铸铁技术的关键。
（1）铸铁化学成分表1为金属型灰铸铁和球墨铸铁典型化学成分、金相组织和性能。
碳当量（CE）：尤其薄壁又高冷却速度下金属型铸铁的CE宜高（4.9％～5.0％），但为防止低温冷脆及有利强化孕育，原铁液中Si应控制在2.2％～2.8％（质量分数，余同）且直取下限，绝不能高于3.5％。
也有薄壁球铁件原铁液低C（ 2.7％）低Si（2.0％）的成功实例。
表1典型金属型铸铁化学成分、组织与性能注：1.表中化学成分含量百分数皆指质量分数。
2.净化球墨铸铁液，控制Ti、Pb、S、Mn、Cu等元素对金属型球铁件质量也十分重要。
①Mg：高冷却速度（铜）型薄壁件低硫铁液加Mg0.01%即可使石墨完全球化。
过高残Mg是造成多种金属型球墨铸铁件废、次品的主因。
②P：增加流动性，又可防热裂，有的回到3.6%。
还加到Sb0.02%～0.04。
磷加于炉料中的效果比加于铁液中明显。
③Ti对灰铸铁可增加铁液过冷度，促进生成D型石墨。
低CE作用明显。
为保护机加工刀具Ti＜0.075%。
④指体积分数。
为控制铸态金相组织和延长型寿命，应尽量降低浇注温度并快速充型。
而薄壁件当采用随流孕育或型内孕育时为使孕育剂充分熔化，一般浇注温度在1300～1400℃之间。
（3）金属型铸铁孕育金属型冷却速度越快，铸件壁超薄，用感应炉熔化铁液以及球墨铸铁件，越要强化孕育。
可采用浇包后孕育、随流或型内孕育等方法。
孕育剂粒度为过30（目）筛到300（目）筛以上，要充分干燥、预热。
此外，降低金属型浇注系统部分的导热性并提高其温度和加过滤器等是强化孕育的重要措施。
低CE特别是低Si 铁液孕育效果更好。
为防金属型薄壁球墨铸铁件铸态出现钉状（spiking）组织，强化孕育尤其是重要工艺措施。
孕育剂多用75％的Fe-Si，有时加少量Ba、RE 或Sb以减少白口或强化基体。
型内孕育用85％的Fe-Si为宜。
（4）金属型材质、厚度及结构1）金属型材质。
铁液与金属型相互热作用是决定FPM铸件质量和型寿命的重要因素。
金属型要有高导热性、耐热和热冲击、抗氧化、耐磨、与涂料易结合、成形加工性好并能修补。
金属型材质一般用均匀A型石墨灰铸铁。
有的加Cr0.5％～1.0％，Mo（0.6±0.1）％；过共晶或低硫灰铸铁可抗热冲击、提高金属型寿命。
灰铸铁金属型用于中、小件，一般型寿命2000～5000次。
在铸件成本中金属型成本一般占10％。
此外，还可采用薄钢金属型外焊水冷系统，寿命可较长。
Cu-Zr合金作金属型，很有前途。
2）金属型厚度。
增加厚度可加速铁液冷却和提高金属型刚度。
金属型壁厚与铸件厚度成正比，如图1。
一般型厚：件厚＝3：1。
又有人得出型重量与铸件重关系，如图2。
一般中小件金属型重约是铸件重的20倍。
3）金属型成形。
铸铁型一般砂铸后加工；铜型、钢型有锻坯加工的。
金属型是易耗工模具，以近净成形精铸为最好，既可保证工艺要求又减轻重量，减少加工，延长寿命，降低成本。
4）金属型结构。
宜采用组合式结构，即型腔部分、浇注系统和夹持机构用不同的材质、成形方法、涂料和温控系统。
既可保证铸件工艺要求，同时还可提高型寿命、降低成本、增加生产灵活性（只更换型腔部分），并扩大金属型技术应用范围。
（5）FPM涂料与轻合金不同，FPM金属一般用两层涂料。
①基层涂料（绝缘涂料）：要求与金属型粘着性好，耐热冲击性能优越。
基层涂料厚度直接影响型冷却速度、铸件材质和外观质量以及型寿命。
一般0.2～0.3mm，每班喷涂几次。
优质浅色基层涂料国产化仍是课题。
②表层涂料：一般用乙炔炭黑，每一浇注循环喷涂一次。
最近发展趋势是采用一层薄涂料（如乙炔炭黑）以提高效率、提高铸件尺寸精度和性能。
前提是：①金属型导热性和耐热性、②提高金属型铸铁铸态金相组织控制水平（铁液成分、浇注温度和强化孕育等）和③先进工艺控制技术（如型温检测控制系统和铸件高温离型控制系统等）。
（6）FPM型温控制金属型温度是影响铁液流动性和铸件金相组织的重要因素。
金属型温度根据铸件材质、壁厚、重量、预期金相组织和性能以及设定的循环时间来确定和控制。
一般设定在200～450℃之间。
薄、小铸件，型温控制高些。
型温控制主要靠分区、分阶段温度连续检测和强制水冷、风冷或加热及其控制系统。
正常运转条件下，除个别区域及浇注系统外，强制降温是保证质量、缩短循环时间、提高生产率的关键。
以预防为主，生产过程中减少型温升高并保持稳定（如选导热性好的材质，增加型厚度，强制冷却，尤其采用铸件高温下尽快离型先进工艺等）是值得推广的技术。
（7）离型时间控制离型时间直接影响铸件冷却速度、铸态组织、铸件质量、型温控制、型寿命、金属型流水线循环时间、生产率、能耗和生产成本。
最近FPM一大趋势是增加金属型冷却速度并使铸件热态尽快离型。
在具体实施时，要注意以下几点：①离型时间根据每个件的材质、壁厚、形状等分别设定和控制；②要有适用的检测控制工艺装备；③离型温度越高，则型利用率和寿命越高，铸件的余热利用率越高，效益也越好。
但要防止过早出型，灰铸铁宜≤1120℃，球铁则要求＜1100℃（如1050～1000℃）出型，以防球墨铸铁“糊状”凝固，外壳薄时内部石墨化膨服造成“胀壳”。
（8）金属型铸铁件热处理从质量管理角度，除厚壁或特殊铸件外，FPM铸件都应彻理，尤其在不断提高金属型冷却速度的趋势下热处理更显必要。
热处理可消除铸态白口，获得预期组织和力学性能并改善机加工性能，目前FPM 铸件普遍采用退火工艺生产。
包括D型石墨灰铸铁和细小球墨的球铁，基体都为铁素体。
也可既需要为获不同的基体而采用正火、退火或等温淬火等工艺。
近年来FPM球铁铸件通过高温离型，充分利用余热，进行热态矫形、切浇冒口和自热退火技术得到重视和发展。
（9）金属型铸铁件缺陷及防止金属型铸铁工艺本身及铁液温度高等都易形成特有的缺陷，各种缺陷、原因及防止措施如表2所示。
表2金属型铸铁件缺陷、原因及预防3．金属型铸铁技术优点及局限性（1）优点1）铸件可保证致密无气孔、缩孔、缩松，工艺出口率高。
2）铸件尺寸精度高，表面光洁，加工量少且易加工（退火后）。
3）结晶细，性能高，球墨铸铁生产可大大减少球化剂用量。
4）无砂，杜绝了砂类缺陷及清砂工序。
5）节省型、芯砂运输、处理、再生等全套系统，节省造型、芯等高技术工序。
6）缩短生产循环时间，占地面积较砂型小50％。
7）便于集成化、自动化生产和应用先进检、控技术和科学管理手段。
8）有害工序减少59％，利于环境保护和改善劳动条件（废料：粉尘、有害气体等排放减少76%，噪声少），便于清洁生产。
9）生产率高（砂型机械化每月1.2t/m2；金属型每月7～8t/m2）。
（2）金属型铸铁局限性1）尚不能生产太复杂的铸件。
2）冷却速度快，组织难控制，易出白口，绝大部分需热处理，延长生产周期，增加能耗和成本。
3）金属型设计、制造难度大，费用高。
4）铸件重量、生产批量等都有局限，比机械化潮砂型及树脂砂型综合竞争力弱。
4．金属型铸铁技术发展方向和先进实例（l）金属型覆砂（Lined permenent mold——LPM）技术及装备为克服金属型上述局限性，在金属型与铸件外形间覆薄砂层，形成砂型胶。
优点是金属型与熔体不直接接触，冷却速度和金相组织易于控制，可生产铸钢件，提高金属型寿命，铸件形状可较复杂。
我国已用于生产汽车发动机铸态球铁曲轴、铸铁凸轮轴和液压阀等。
一些独联体国家用LPM技术，每年生产铸铁和铸钢件约45000t。
一般生产中普遍用预热型吹入树脂覆膜砂（热固法）。
日本1985年开发冷金型覆砂（冷固法），较热固法铸体尺寸精度高，壁薄[（3±0.25）mm]、生产环境好、节能。
1990年成功地大量生产球铁轿车悬挂支撑臂以代替钢板冲-焊件，为LPM开辟新途径。
但金属型覆砂仍未完全取消砂，冷却速度慢，生产效率低，不便于集成化和大规模生产，且有些技术难题尚未解决，如连续生产的型温控制，热法提高固化速度，冷法提高型砂流动性等等。
（2）FPM先进成套实例日本本田公司开发的轿车转向节球铁件FPM工艺、技术和装备，图3为其流水线立面、平面及与传统流水线对比。
该FPM球铁生产线汇集了以下先进关键技术：l）高热导率Cu-Zr合金型，单层薄涂料，铸件高温离型（浇注后4s、铁型15～20s、砂型＞900s）。
2）用精密传感系统和计算机自动控制重要工艺参数；金属型型腔与浇注系统分体组装和型温分区控制等先进技术，如图4。
3）球墨铸铁液每型一次球化、孕育、处理技术，球化率比传统处理提高8％；球化率偏差比传统减少64％。
金相组织与砂型对比如图5。
4）铸件余热充分利用。
热矫形和切浇口（加工量减少50％、切断时间是冷切的1／10、砂轮寿命延长7倍）；余热利用连续热处理（节电250kw／t、节能56％）。
5）集成化，缩短、简化工序40％；关键工序全自动化；节省生产面积近50％。
6）铸件球化率和内部缺陷100％在线无损检测。
7）由于铸件4s离型，减轻了金型受热升温，便于稳定控制型温并延长铜型寿命。