_铸造基本知识及理论
铸造工艺基础知识及理论
铸造工艺基础知识及理论目录一、基础概念 (2)1.1 铸造的定义与意义 (3)1.2 铸造工艺的种类与应用 (4)二、铸造材料 (6)三、铸造设备 (7)3.1 熔炼设备 (9)3.2 锻造设备 (10)3.3 后处理设备 (11)四、铸造工艺过程 (12)五、铸造工艺设计 (13)5.1 工艺方案的确定 (15)5.2 工艺参数的选择 (16)5.3 工艺文件的编制 (18)六、铸造质量与控制 (20)6.1 铸造缺陷的产生原因及防止措施 (22)6.2 铸造质量检测方法与标准 (23)七、铸造生产与环境 (24)7.1 铸造生产的环保要求 (26)7.2 环保设备的应用与管理 (27)八、现代铸造技术的发展趋势 (28)8.1 快速凝固与近净形铸造技术 (30)8.2 数字化与智能化铸造技术 (31)8.3 生物铸造与绿色铸造技术 (33)一、基础概念铸造工艺是指将熔炼好的液态金属浇入铸型，待其凝固后获得所需形状和性能的金属制品的过程。
它是制造业中非常重要的工艺之一，广泛应用于汽车、航空、建筑、电子等领域。
铸造工艺的基础知识主要包括液态金属的性质、铸型（即模具）的设计与制造、浇注系统、凝固过程以及后处理等。
这些知识是理解和掌握铸造工艺的基本前提。
液态金属的性质：液态金属在铸造过程中的流动性、填充能力、冷却速度等对其最终的产品质量有着决定性的影响。
了解液态金属的成分、温度、粘度等基本性质对于铸造工艺的设计和实践都是非常重要的。
铸型的设计与制造：铸型是形成金属制品形状和内部结构的重要工具。
铸型的设计需要考虑到金属液的流动性和凝固特性，以及制品的精度和表面质量要求。
铸型的制造也需要选用合适的材料，并经过精密加工才能达到设计要求。
浇注系统：浇注系统是连接铸型和液态金属的通道，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等部分。
合理的浇注系统设计可以确保金属液均匀地注入铸型，并有利于热量和气体的排出，从而提高制品的质量和生产效率。
铸造工艺流程培训
铸造工艺流程培训简介铸造工艺是一项重要的制造工艺，广泛应用于各个领域，包括汽车制造、机械制造、航空航天等。
铸造工艺的质量和效率直接关系到产品的质量和成本。
因此，对铸造人员进行专业的工艺流程培训显得尤为重要。
本文将就铸造工艺流程培训的内容、方法和重要性进行探讨。
铸造工艺流程培训的重要性铸造工艺流程的正确操作对产品质量至关重要。
通过铸造工艺流程培训，可以有效提高铸造人员的操作技能，降低因操作失误造成的废品率，提高生产效率，减少成本。
此外，铸造工艺流程的培训还能帮助铸造人员更好地理解工艺流程，提高工作积极性和责任感，从而提升整个生产团队的整体素质。
铸造工艺流程培训内容1.铸造工艺基础知识–铸造的定义和分类–常用铸造材料及其特性–铸造工艺流程概述2.铸造设备操作–注塑机、压铸机等设备的操作方法–设备维护和保养–设备故障处理3.铸造模具制作–模具设计理论–模具制作工艺–模具使用和维护4.铸造工艺流程–熔炼工艺–浇注操作流程–铸件冷却及后续处理铸造工艺流程培训方法1.理论教学通过课堂讲解、幻灯片展示等方式，传授铸造工艺基础知识和操作流程。
2.实操培训利用实际生产中的场景，让学员亲自操作设备、制作模具，模拟真实的工艺流程。
3.案例分析结合实际案例，剖析铸造工艺中的常见问题及解决方法，帮助学员更好地理解和掌握工艺流程。
4.考核评估通过考试、练习和实际操作评估学员的学习效果，及时发现问题并加以纠正。
结语铸造工艺流程培训对于提高铸造人员的技能水平、提升生产效率、降低成本具有重要意义。
通过系统的培训，铸造人员能够更好地理解和掌握铸造工艺流程，为企业的发展提供坚实的支撑。
希望本文所述内容能为铸造企业开展工艺流程培训提供一定的参考和帮助。
翻砂铸造知识（铸造木模、金属铝模）
翻砂铸造知识（铸造⽊模、⾦属铝模）⾦属模是⽤⾦属做的模⼦,翻砂模是翻砂⽤的模型，即造型⽤的模型，包括⽊模、⾦属模、树脂模，塑料模。
⾦属模⼜包括铝模、铁模、钢模等等。
铸件模具主要分为⾦属模、塑料模、⽊模具、泡沫模四⼤类，这是按照使⽤寿命排列的顺序，价格也是依次降低。
砂型铸造，如果零件表⾯要求⾼，批量⼤，⼀般会采⽤⾦属模具进⾏造型，其次会选⽤塑料模（树脂模具）造型，这两种模具成本较⾼，但零件尺⼨能的以有效保证；假如零件表⾯要求不是很⾼，或属于⼩批量单件⽣产的，⼀般采⽤⽊模具造型，成本低！泡沫模主要⽤于消失模铸造，尺⼨精度很⾼，但是⼀次性投⼊较⼤，泡沫不能回⽤。
⽽对于复杂铸件内腔来说，如柴油机缸盖⽔腔、排⽓管等等，⼀般的⾦属模是⽆法保证的，这个要根据⼯艺特点制作特殊的⽤于热（冷）芯盒⽣产的专⽤⾦属模具。
翻砂是将熔化的⾦属浇灌⼊铸型空腔中，冷却凝固后⽽获得产品的⽣产⽅法。
在汽车制造过程中，采⽤铸铁制成⽑坯的零件很多，约占全车重量的60％左右，如⽓缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动⿎、各种⽀架等。
制造铸铁件通常采⽤砂型。
砂型的原料以砂⼦为主，并与粘结剂、⽔等混合⽽成。
砂型材料必须具有⼀定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御⾼温铁⽔的冲刷⽽不会崩塌。
为了使砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先⽤⽊材制成模型，称为⽊模。
炽热的铁⽔冷却后体积会缩⼩，因此，⽊模的尺⼨需要在铸件原尺⼨的基础上按收缩率加⼤，需要切削加⼯的表⾯相应加厚。
空⼼的铸件需要制成砂芯⼦和相应的芯⼦⽊模(芯盒)。
有了⽊模，就可以翻制空腔砂型。
在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把⽊模取出，还要考虑铁⽔从什么地⽅流⼊，怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。
砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁⽔灌⼊砂型的空腔中。
浇注时，铁⽔温度在1250—1350度，熔炼时温度更⾼。
然后还要经过除砂、修复、打磨等过程，才能够成为⼀件合格铸件。
铸造砂铸造砂铸造⽣产中⽤来配制型砂和芯砂的⼀种颗粒状耐⽕材料。
铸造种类和特点
/index.php?ed ition-view-1795-0#3重力铸造是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。
学习目标1）了解铸造的分类、特点、应用。
2）理解合金的铸造性能及对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能。
3）了解砂型铸造的工艺过程及工艺要点（分型面、浇注位置、工艺参数等的正确选择），会画简单铸件的铸造工艺简图。
4）了解其他常用特种铸造方法的特点及应用、铸造技术发展趋势。
5）初步具备合理选择典型铸件的铸造方法、分析铸件结构工艺性，具有铸件质量与成本分析的初步能力。
铸造是毛坯或零件成形的主要方法之一。
本章主要介绍铸造成形的基础理论知识；砂型铸造与常用特种铸造工艺方法、特点、应用；铸造工艺设计要点、铸件的结构等内容。
铸件第一节铸造基本知识回目录一、概述【铸造】是指将熔化后的金属液浇入铸型中，待凝固、冷却后获得具有一定形状和性能铸件的成形方法。
铸造具有如下特点：（1）对铸件形状和尺寸的适应性强。
它可以生产各种形状、各种尺寸的毛坯，特别适宜制造具有复杂内腔的零件。
铸件的尺寸可小至几毫米，大至几十米；质量（重量）从几克至数百吨。
（2）对材料的适应性强。
可适应大多数金属材料的成形，对不宜锻压和焊接的材料，铸造具有独特的优点。
（3）铸件成本低。
这是由于铸造原材料来源丰富，铸件的形状接近于零件，可减少切削加工量，从而降低铸造成本。
因此铸造是毛坯生产最主要的方法之一，如按重量计，机床中 60%～80%、汽车中50%～60%采用铸件。
但由于铸造工艺环节多，易产生多种铸造缺陷，且一般铸件的晶粒粗，力学性能不如锻件。
因此铸件一般不适宜制作受力复杂和受力大的重要零件，而主要用于受力不大或受简单静载荷（特别适合于受压应力）的零件，如箱体、床身、支架、机座等。
铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类。
砂型铸造是以型砂为主要造型材料制备铸型的铸造工艺方法，它具有适应性广、生产准备简单、成本低廉等优点，是应用最广的铸造方法；特种铸造是除砂型铸造以外其它铸造方法的总称，常用的特种铸造方法有金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造、实型铸造等。
铸造工理论知识复习题(2)
铸造工理论知识复习题（填空题）1.薄壁件的砂芯较大或_________，如何保证_________是一个技术上难点。
2.型砂震击紧实的紧实度与震击_________和震击_________等因素有关。
3.根据金属线收缩受到的阻碍的原因不同,铸造应力可分为热应力__________________和__________________。
4. 铁碳合金凝固顺序有_________凝固和_________凝固两个类型。
5. 在铸腔表面刷涂料的主要作用是_________、__________________。
6.冲天炉按照炉衬材料的化学特性不同,分为_________冲天炉和_________冲天炉。
7.金属模的尺寸除考虑零件的尺寸外，还要考虑________________、________________。
（选择题）1.加工余量( )会使电力的消耗和工具的磨损增加。
A.过小 B.过大2.( )铸造具有较大的灵活性和适应性，是目前应用最广的一种造型方法。
A.金属型B.壳型C.砂型D.熔模3.以下不属于铸件的清理内容是( )。
A.表面粘砂 B.浇冒口 C 毛刺 D.模样4.下面列出的不属于工装的是( )。
A.浇冒口模 B.定位销套 C.样板 D.刮板5.一圆筒类铸件高200,外径105,内径100,它的模数是( )cm。
A．4.76 B．5 C．4.5 D．0.1226．封闭式浇注系统各组元截面的比例关系为( )。
A S直≥S横≥S 内B S直≤S横≥S 内C S直≤S横≤S 内7.壳芯的厚度一般为( )。
A．5--12mm B．7--10mm C．砂芯直径的十分之一8.板形铸钢件和壁厚均匀的薄壁铸钢件，单纯增加冒口直径和高度，对于形成或增大冒口的补缩通道扩张角( )。
A．不显著 B．无影响 C．有明显作用9.铸件清理后发现有裂纹应( )后，再切割冒口。
A．热处理 B．补焊 C．充分预热10.在型腔表面刷一层石墨涂料，可提高耐火性，从而防止铸件产生( )。
压铸工艺总结知识点
压铸工艺与模具设计期末考试重点知识点与复习题1、压铸过程循环图：清理模具-喷刷涂料-合模-浇料-压射-凝固-开模-推出-取出铸件。
2、金属填充理论有三种：喷射填充理论、全壁厚填充理论、三阶段填充理论。
3、熔点较低的锌、铝、镁和铜合金为常用的压铸合金。
4、常用压铸铝合金的代号：铝硅合金：ZL101，Y102，ZL103，Y104，ZL105铝镁合金：ZL301,Y302铝锌合金：Y4015、压铸合金与压铸机的选择？铝合金：采用立式冷室压铸机，锌合金：主要采用热室压铸机，镁合金：既可以采用热室压铸机，也可以采用冷室压铸机，铜合金：只采用冷室压铸机6、压铸件的壁厚对铸件质量有何影响？1）薄壁压铸件的致密性好，可相对提高强度和耐磨性2）壁厚增加，内部气孔、缩孔也随之增加，应尽量减小并保持均匀3）太厚质量不好，太薄金属填充不良，铸件成型困难合理的壁厚取决于压铸件的具体结构、合金的性能、并与压铸工艺参数有着密切关系，通常以薄壁和均匀壁厚为佳。
7、压铸件上可以压铸出孔和槽的最小尺寸及深度，受到一定的限制，与形成孔和槽的型芯在型腔中的分布位置有关。
压铸孔和槽的最小尺寸及其深度除受到一定的限制外，在深度方向应带有一定的铸造斜度以便抽芯。
8、分析题：P24-P27其中有两个图要考，判断哪个正确，说明为什么合理？9、压射力：是压铸机压射机构推动压射活塞的力，它来源于高压泵，可以压射压力和压射比压来表示。
压射比压：是压室内金属液在单位面积上所受的压力。
选择压射比压要考虑哪些因素？高的压射比压能提高铸件的致密性，过高的比压会导致粘模应该考虑：1）铸件结构特性（壁厚、形状复杂程度、工艺合理性）；2）压铸合金特性（结晶温度范围、流动性、密度、比强度）；3）浇道系统（浇道阻力、浇道散热速度）；4）排溢系统（排气道布局、排气道截面积）；5）内浇道速度；6）温度（合金与压铸模的温度差）选填充速度时：厚壁件高压低速；薄壁件高压高速10、胀型力：压铸过程中，在比压的作用下，金属液充填型腔时，给型腔壁和分型面一定的压力Fz=pbA Fz—模具分型面上的胀型力； pb—压射比压； A—压铸件、浇口和排溢系统在分型面上投影面积总和11、压铸是压力铸造的简称。
熔炼、铸造和均质的基础理论
有色金属熔炼和铸造一． 基本原理1．熔炼和铸造的定义：熔炼的含义:就是将各种胚锭通过加温重熔的方法,实现由固态向液态转变的同时,进行合金化的过程.在熔炼的过程中,将实现净化除杂的目的.铸造的含义:将符合铸锭要求的金属熔体通过转注工具浇入到具有一定形状的铸模 中，使熔体在重力场或外力场的作用下充满模腔,冷却并凝固成型的工艺过程.它不仅要实现外部定型,而且还要实现对内部的微观组织结构的调控.二． 铝及其合金的熔炼1．熔炼的传热过程铝的熔点虽然很低（660℃），但由于熔化潜热（395.56kJ/kg）、固态热容（1.1386kJ/kg. ℃）和液态热容（1.046kJ/kg. ℃）都较高，而铝的黑度是铜铁的1/4，所以铝熔炼耗能大，很难实现理想的热效率。
热的传递方式有三种，传导、对流和辐射。
要提高金属的受热量，一方面提高炉温，这对炉体和熔体都不利，另一方面铝的黑度小，故提高辐射传热也是有限的，因此只能着眼于增大对流的传热系数（αc）,它与气流速度的关系：αc=5.3+3.6v[kJ/(m2 h.℃)] V<5m/s时αc=647+v0.78 [kJ/(m2 h.℃)] V>5m/s时可见提高燃烧的气流速度是有效的。
2．合金元素的溶解和蒸发熔炼温度下（700℃）几种元素在铝中的扩散系数为（cm2/s）：Ti：0.66，Mo：1.38（760℃），Co：0.79，Ni：1.44，Si：14.4，通常情况下，与铝形成易熔共晶的元素，一般较易熔解，与铝形成包晶转变的，特别是熔点相差大的元素较难于溶解。
在相同溶解条件下，一般蒸气压高的元素容易挥发，可把常用的铝合金分为两组：Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si、V、Zr等元素的蒸气压比铝的小，蒸发慢，Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素蒸气压比铝的大，容易蒸发，在熔炼过程中损失较大。
3．熔炼的吸气过程铝—氧反应金属以熔融态或半熔融态暴露于炉气中并与之相互作用时间越长，往往造成金属大量吸气，氧化和形成其它非金属夹杂，其反应分为：吸附、界面反应和熔解（扩散）。
铸造技师理论考试试题汇总
铸造技师理论考试试题汇总铸造技师理论考试试题一、推断题（对画√，错画×）1、金属的流淌性是熔融金属固有的特性。
（√）2、金属的流淌性仅与金属的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关。
（√）3、铸铁中提高流淌性的元素为Mn、Cr；落低流淌性的元素有P、Si、Cu、Ni等。
（×）4、稀土镁有脱硫、去气和排除杂质净化铁液的作用，所以在任何事情下球墨铸铁比灰铸铁的流淌性要好（×）5、铸钢的浇注温度高，所以铸钢的流淌性比灰铸铁要好。
（×）6、固态收缩时期是铸件产生应力和变形的全然缘故。
（√）7、当合金从t液冷却到t固所产生的体收缩称为凝固体收缩，其收缩只与状态改变有关。
（×）8、当合金从t固冷却到t室所产生的收缩，称为固态收缩，其收缩表现为铸件的各个方向上线尺寸的缩小，因此固态收缩普通采纳线收缩率表示。
（√） 9、合金的固态收缩率（εV固）与线收缩率（εL）之间有着一定的关系，即3εV固≈εL。
（×）10、在浇注温度和铸型工艺因素等条件正常的事情下，铸型的形状越复杂，壁厚越薄，则对液态金属的流淌阻力越大，流淌系数μ值越小。
（√）11、铸型对液态金属流淌的妨碍，要紧是：铸型的型腔特点、铸型的导热能力、铸型中的气体及铸型温度等。
（√）12、铸件的模数M越大，充型能力就越差。
（×）13、按内浇道在铸件上的位置可分为中柱式、顶注式、底注式、分层注入式和阶梯式等。
（×）14、铸件的凝固方式普通分为三种类型，即逐层凝固方式、体积凝固方式和中间凝固方式。
（√）15、凝固区域宽度能够依照凝固动态曲线上的“液相边界”与“固相边界”之间的横向距离直截了当举行推断。
（×）16、在实际生产中，铸件的收缩受到外界阻力的妨碍，对同一合金而言，受阻收缩率大于自由收缩率。
（×）17、铸造应力按期产生的缘故分为三种：热应力、相变应力和收缩应力。
砂型铸造基础知识
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。
（1）手工造型(芯) 手工造型(芯)是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以，到目前为止，在单件、小批生产的铸造车间中，手工造型(芯)仍占很大比重。
在航空、航天、航海领域应用广泛。
手工造型(芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定，在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。
手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。
（2）机器造型(芯) 用机器完成全部或部分造型工序，称为机器造型。
和手工造型相比，机器造型生产率高，质量稳定，劳动强度低，对工人的技术要求不像手工造型那样高。
但设备和工艺装备费用较高，生产准备时间长，一般适用于一个分型面的两箱造型。
机器造型(芯)主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。
2．砂型/芯制造方法分类在制造各砂型、芯的过程中，根据其本身建立强度时其粘结机理的不同，通常可分为三大类：（1）机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结；（2）化学粘结剂型芯----型芯砂在造型、芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化，从而建立强度，使砂粒牢固地粘结为一个整体。
铸造基本知识及理论
程中，其体积或尺寸缩减的现象。
分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
浇注温度
铸 液态收缩
件 温
开始凝固温度
体
度 降
凝固收缩
积 收
低
缩
凝固终止温度
固态收缩
室温
线收缩
收缩率：
体积收缩是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。 线收缩是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。
体积收缩率：
V
V0 V1 100% V1
2、型砂的影响： 1）原砂、粘结剂和稀释剂的成分配比； 型砂
原砂
稀释剂
粘结剂
石
铬
锆
英
铁
英
砂
矿
砂
砂
水
粘
水
树
溶
玻
剂
土
璃
脂
2）原砂的形状、粒度状况
一般认为：粒度在小尺寸范围呈正态分布，有利于
砂型强度的提高，但透气性较差。
➢
工 艺 过 程
特点及应用：
1、不受铸件材质、尺寸、质量和生产批量的限制； 2、属于一次性铸造成形，造型工作量大； 3、铸件精度和表面质量差； 4、砂型铸造缺陷多，废品率高，机械性能较差； 5、设备简单、投资少，价格低廉，应用广泛。
连续铸造：
➢ 定义：是指将熔融金属连续不断地浇注到被成为结晶
器的特殊容器中，凝固的铸件不断从结晶器的另一端被引 出，从而获得任意长度的等横截面铸件的铸造方法。
➢ 工艺过程：如右图所示。
➢ 特点和应用：
1、冷却速度快，组织致密， 机械性能好；
2、工艺简单，生产效率高； 3、适于横截面一定的钢材、
铝材和铸铁管等铸件的生产。
阶 段 主要影响因素
铝合金铸造基础知识课堂PPT
冷芯制芯
冷芯制芯：
将树脂砂填入冷芯模，而后吹气硬化制成坭芯。 根据使用的粘结剂和所吹气体及其作用的不同，而 有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和无毒气体 促硬制芯法。
三乙胺法：一般用干燥的压缩空气或氮气作液态硬 化剂（三乙胺）的载体气体，稀释到约5％浓度，形 成三乙胺气雾，向冷芯模中填入树脂砂后再吹入三 乙胺气雾，树脂砂便能在数秒至数十秒内硬化制成 所需要强度的坭芯。
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壳芯制芯
壳芯：进排气道
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壳芯制芯
壳芯制芯的优点： ➢混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个月以上）； ➢能获得尺寸精确的坭芯； ➢坭芯的强度高、质量轻、易搬运； ➢可用细的原砂得到光洁的铸件表面； ➢覆膜砂消耗量小。
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壳芯制芯
壳芯制芯的缺点： （一）壳芯表面易疏松 覆膜砂流动性差； 排气不当，在深凹处疏松和缺肉的，多是排气不好； 射砂压力太低； 射砂时间太短； 覆膜砂所使用的原砂太粗。
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冷芯制芯
冷芯：冒口芯
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冷芯制芯
冷芯制芯的冷芯树脂（粘结剂）由两部分组成，组 分Ⅰ是酚醛树脂，组分Ⅱ是聚异氰酸酯。
硬化反应：
酚醛树脂＋聚异氰酸酯 三乙胺 尿烷
采用三乙胺法制芯时，原砂采用干净的AFS的细度 50-60的硅砂。
原砂必须干燥，水分超过0.1％（质量分数）就会减 少树脂砂的可使用时间，降低坭芯的抗拉强度，也 会增加铸件针孔缺陷。
第三章 铝液的熔化 及精炼处理
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熔炼炉的操作
➢第一节 熔炼炉的简介 ➢第二节 铝合金熔炼理论知识
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熔炼炉的简介 熔炼炉的分类:
熔炼炉
火焰炉
感应炉
电阻炉
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熔炼炉的简介
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
2023年冶金铸造工厂生产安全技术及理论知识题库(附含答案)
2023年冶金铸造工厂生产安全技术及理论知识题库(附含答案)目录简介一、单选题：共211题二、多选题：共120题一、单选题1煤气柜、乙快站、丙烷气站、供油站、天然气储配站等火灾和爆炸危险性较大的及产生烟尘、有毒有害气体的设施,应位于厂区和居住区常年()。
A：最小频率风向的下风侧B：最大频率风向的下风侧C：最小频率风向的上风侧D：最大频率风向的上风侧正确答案：C2.尊重、敬畏人的安全生存需要,是企业必须承担的()A：企业义务B：社会责任c：职责正确答案：B3.安全生产法规定,矿山、建筑施工单位和危险物品的生产、经营、储存单位,应当设置安全生产管理机构或者配备专职的()。
A：安全生产管理人员B：工会主席C：业务管理人员D：技术管理人员正确答案：A4.带煤气昨业时。
工作场点()m内，禁止有火源并应采取防止着火的措施A：20B：30C：40正确答案：C5.企业所设置的“安全生产管理机构”是指()A：专门负责安全生产管理事物的部门B：安全生产委员会或安全生产领导小组c：生产管理或技术管理机构正确答案：A6.休风期间或短期休风之后，不应停鼓风机或关闭风机出口风门，冷风管道应保持正压;如需停风机,应事先堵严风口,休风超过()小时以上,应卸下部分直吹管；A：12B：24C：36D：48正确答案：B7.职业性肿瘤的最有效对策为()。
A：治疗B：预防C：识别D：隔离正确答案：B8.下列不属于“三违”行为的是()A：违章指挥B：违章作业c：违反安全操作规程D：违反劳动纪律、正确答案：C9.向混铁炉兑铁水时，铁水罐口至混铁炉受铁口(槽)，应保持一定距离;混铁炉不应超装，当铁水面距烧嘴达()H1时,不应兑入铁水；A：0.4B：0.5C：0.6D：0.7正确答案：A10.铁、钢、渣的温度在()摄氏度时，热辐射很强，易喷溅。
A：Io1(H560B：1250^1670C：2100^2300D：3600~4200正确答案：B11.根据事故统计分析,造成事故的根本原因是0A：,危险、危害因素的存在B：麻痹大意C：管理不善正确答案：B12.()又称氧化法，它的特点是冶炼过程有正常的氧化期,能脱碳脱磷,去气夹杂。
铸造技术及计算公式理论东芝机械株式会社著
3. 澆鑄是一種鑄造法 合金溶湯（熱溶液）凝固之前，高速將模穴內的空氣替換溶湯，以高壓使其凝固的方法。
澆鑄法
模具 產品形状 鑄造方案
４． 鑄造產品
外觀完好、尺寸精度高的產品。
鑄造機 鑄造条件
材料
合金特性 溶解 溶湯（熱溶液）處理
模具 柱塞直徑 ： 產品肉厚 ： 產品重量 ： 投影面積 ： 材料： 溶湯温度 ：
× ＡＣＣ壓力 × ０．９
ｱｷｭﾑﾚｰﾀ圧力ﾄﾞﾛｯﾌﾟ
（２）昇壓時間
必須在鋁溶湯在穴內凝固前加壓。 昇壓時間＝0.01 × 產品肉厚 (tm) × 產品肉厚 (tm)
蓄壓器的壓力在95㎏/㎝2 ～135㎏/㎝2之間，可經由氮氣 排出來做調整。 TOSCAST的話，鑄造壓力可透過輸入方式來進行。
（３） 射出力
低速速度太快時
柱塞
低速速度適當時
柱塞
（１） 料管填充率
料管充填率指的是溶湯注入時料管內的溶湯比率。
料管填充率 ＝
鑄入重量 柱塞剖面積×空打行程×溶湯比重
×１００ ％
（２）低速速度
低速速度是在料管內沒有空氣進入的範圍下進行加速。
低速速度的標準
0.7 × 柱塞直徑 低速速度 ＝
料管填充率
低速速度
低速區間中沒有速度變化。
時間 ＊低速啟動是在沒有啟動衝擊的狀態下 至順利地啟動至低速速度為止。
《铸造工》初级第一章
铸造工的职业发展路径
80%
初级铸造工
具备基础的铸造技能和理论知识 ，能够完成简单的铸造任务。
100%
中级铸造工
具备较为丰富的铸造经验和技能 ，能够独立完成复杂的铸造任务 ，并具备一定的生产管理能力。
80%
高级铸造工
具备高超的铸造技能和全面的理 论知识，能够解决复杂的铸造技 术问题，并具备较高的生产管理 能力。
02
铸造基础知识
铸造材料的种类与特性
铸造材料的种类
铸铁、铸钢、铝合金、铜合金等。
铸造材料的特性
铸铁的强度高、耐磨性好；铸钢的韧性好、耐高温；铝合金的密度小、耐腐蚀 性好；铜合金的导热性好。
铸造工艺流程简介
01
02
03
Байду номын сангаас
04
熔炼
将金属材料加热至熔点，形成 液态金属。
浇注
将液态金属浇注到铸型中，填 充型腔。
详细描述
砂型铸造技术利用砂型作为模具，通过填砂、合型、浇注和落砂 等步骤完成铸件的生产。砂型铸造适用于生产各种形状和尺寸的 铸件，具有成本低、适应性强的优点。
熔模铸造技术
总结词
熔模铸造是一种精密铸造方法，通过 制作精确的熔模，然后进行浇注得到 铸件。
详细描述
熔模铸造技术包括制作熔模、制作型 壳、脱蜡、焙烧和浇注等步骤。熔模 铸造适用于生产形状复杂、精度要求 高的铸件，如航空发动机叶片等。
冷却
使液态金属冷却凝固，形成固 态铸件。
清理
去除铸件表面的杂质和多余部 分。
铸造缺陷及其预防措施
气孔
由于型腔内的气体未完全排除，导致铸件内部出 现气孔。预防措施包括提高砂型的透气性、合理 设置浇注系统等。
铸造工艺学
• 材料成型及控制工程
2015-2-22 42
• 人才需求：
• 机械学科全国就业率最高
• 机械学院就业率99 % ，全校最好。
2015-2-22
43
• 本课程的主要研究内容
• 1 金属-铸型界面的相互作用机理和规律，对铸件质量的 影响； • 2 型（芯）砂用原材料的基本性能及其对型（芯）砂性
能的影响，型（芯）砂性能对铸件质量的影响，型（芯） 砂的配制及其性能控制和检测的基本原理；
2015-2-22
15
越王勾践剑
越王勾践青铜剑，1965年12月出土于湖北省江 陵。
拔剑出鞘，寒光耀目，而且毫无锈蚀，刃薄锋 利。试之以纸，20余层一划而破。剑全长为55.6 厘米，其中剑身长45.6厘米，剑格宽5厘米。剑身 满饰黑色菱形几何暗花纹，剑格正面和反面还分 别用蓝色琉璃和绿松石镶嵌成美丽的纹饰，剑柄 以丝绳缠缚，剑首向外形翻卷作圆箍，内铸有极 其精细的11道同心圆圈。
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中国古代铸造技术 6000年历史，从青铜器时代开始，到铁器时 代。 制造犁、锄、镰、锛、锹等、兵器。 夏代: 陶范，铸造青铜器具、农具。 灿烂的商周文化。
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司母戊大鼎
商后期（约公元前十四 世纪--公元前十一世纪） 高133厘米、口长110
厘米、口宽79厘米、重
• (1) 适应性广，工艺灵活性大
• 工业上常用的金属材料，均可在液态下成型，特别是
对于不宜压力加工或焊接成形的 材料，该生产方法具 有特殊的优势。并且铸件的大小、形状几乎不受限制， 质量从零点几克到数百吨，壁厚从1mm 到1000mm均可。 (2)可生产各种合金铸件 最适于形状复杂 , 特别是具有复杂内腔的毛坯或零件 的成型 , 如复杂箱体、机架、阀体、泵体、缸体等。
铸造工艺基础知识及理论
4
铸造材料
1
工艺基础 工艺性能
2
铸件生产
铸造工艺
3 工艺方法
1. 金属液态成形（铸造）工艺基础
什么是金属的液态成形:
将熔炼好的液态金属浇入与零件形 状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固， 以获得毛坯或零件的工艺方法,亦称铸造.
金属的液态成形的方法:
金属的液态成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按铸型材 料的不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特种铸造（包括压力铸 造、金属型铸造等）.其中砂型铸造是最基本的液态成形方法，所生 产的铸件要占铸件总量的80%以上.特种铸造较适用于大批量生产， 应用范围逐渐增加。
松
的 方
方法
合理布置内浇道及确定浇铸工艺。
法
合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。
3. 铸件的生产工艺
整模造型
分模造型
手工造型
砂型铸造
活块造型 三箱造型
液
挖砂造型
态
机器造型
刮板造型
成
铸造工艺图的绘制
型
砂型铸造的工艺设计
分型面的选择
工
工艺参数的确定 浇注位置的确定
艺
金属型铸造
熔模铸造
压力铸造
特种铸造
低压铸造 陶瓷型铸造
内是由表及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的 补充，在铸件最后凝固的地方就会产生缩孔.
2. 铸件的生产—缩松的形成 缩松的形成原因:
铸件最后凝固的收缩未能得到补充，或者结晶温度范围宽的 合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发 达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。
合金的收缩的过程:
合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的 现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许 多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。
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铸造的主要影响因素主要体现在二个方面：一是影响充 型的主要因素和影响凝固收缩的主要因素。
阶 段 主要影响因素
铸
金属的流动性
充 型 浇注温度
充型压力
造 凝 固 凝固方式
收 缩 冷却速度
精品课件
➢ 金属的流动性：
改善金属 有利于 的流动性
金属流动性 测试实验
实验如右图所示：
形成薄壁复杂的铸件 排除内部夹杂物和气体 加快凝固中液体的补缩
精品课件
内置冷铁法
外置冷铁法
精品课件
设置冒口法 冒口、冷铁共用法
精品课件
➢ 裂纹与变形：
在铸件的固态收缩阶段会引起铸造应力。
铸造应力：
铸造应力
铸件收缩受阻
机械应力
铸件因V冷却、温度不同， 各部位收缩不一致产生
铸件组织发生相变时，因温 度差异出现体积变化不一致
热应力 相变应力
精品课件
裂纹的常见部位：
铸造的基本知识及理论
精品课件
课程大纲
第一节 铸造概述 第二节 铸造的工艺基础 第三节 砂型铸造 第四节 特种铸造
精品课件
第一节 概 述
金属的成形方法可分为铸造、塑性成形（或称压力加 工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。
铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其它 工艺方法相比，它具有成本低，工艺灵活性大，适合生产 不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产。
精品课件
糊状凝固
铸件在结晶过程中，当结 晶温度范围很宽，且铸件截面 上的温度梯度较小，则不存在 固相层，固液两相共存的凝固 区贯穿整个区域。
中间凝固
大多数合金的凝固是介于逐 层凝固和糊状凝固之间，称为中 间凝固。
冷却能力越大，越有利于在结晶 过程中保持较大的温度梯度，从而利于柱状晶区的发展。
精品课件
➢ 浇注温度：
T浇注↑
δ粘度↓ t凝固↑
流动性↑ 充填路径↑
充型能力↑
精品课件
➢ 充型能力：
P充型↑
V流动↑
➢ 铸件的凝固方式：
充型能力↑
精品课件
在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要 是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸件的“凝固方式 ”就是依据凝固区的宽窄来划分的。
逐层凝固
纯金属和共晶成分的合 金在凝固中因为不存在固液 两相并存的凝固区，所以固 体与液体分界面清晰可见， 一直向铸件中心移动。
精品课件
司母戊方鼎 曾侯乙尊盘
精品课件
第二节 铸造的工艺基础
定义：铸造是指将熔融态的金属（或合金）浇注于
特定型腔的铸型中凝固成形的金属材料成形方法。
铸造的基本过程：
液态 金属
充型
凝固 收缩
铸件
精品课件
实质：液态金属（或合金）充填铸型型腔并在其中
凝固和冷却。
砂型铸造精品概课略件 图
主要影响因素
产生原因： 当合金的结晶温度范围很宽或铸件断面温
度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存 的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小 熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最 后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。
另外，疏松还可能由凝固时被截留在铸件内的气体无 法排除所致。不过，疏松内表面应该是光滑，近似球状。
柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是 在两种位向交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂。
因此，钢铁或镍合金（塑形较差）应避免柱状晶的出现； 而有色金属，有时要求获得柱状晶。
思 考：若要避免柱状晶的出现，应采用哪种凝固方式，并 如何实现？
精品课件
➢ 铸件的收缩：
定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过
线收缩率：
L
L0 L1 L1
10% 0
其中 V0，L0表示铸件在高温T0时的体积和一维方向的长度； V1，L1表示铸件在高温T1时的体积和一维方向的长度。
精品课件
合金的收缩给铸模的设计和铸件的精密成形等带来较 大困难，是多数铸造缺陷产生的根源。
注意：在铸模尺寸设计时必须考虑铸件的收缩因素。即利
用每种材料特定的收缩率和实际铸件的尺寸，来换算成铸
精品课件
危害：显著降低铸件的机械性能，造成铸件渗漏等。 防止措施：采取顺序凝固的办法避免缩孔、疏松的出现。
顺序凝固：是指通过在铸件上可能出现疏松的厚大部位 安装冒口或放置冷铁等工 艺措施，使铸件上远离冒 口的部位先凝固（图中 Ⅰ），尔后在靠近冒口的 部位凝固（图中Ⅱ、Ⅲ）， 最后是冒口本身凝固。
顺序凝固示意图
铸件特殊位置的裂纹示意图
精品课件
裂纹和变形的防止：
以有利于释放铸造应力为原则； 1、采用正确的铸造工艺（正确设计浇注系统、补缩系统等）； 2、铸件形状设计要求简单、对称和厚薄均匀； 3、对铸件进行热处理。
➢ 其它铸造缺陷：
鼓泡
精品课件
渗漏
冷隔
未注满
精品课件
第三节 砂型铸造
砂型铸造是指用砂粒制备铸型来生产铸件的铸造方 法。可追溯到公元前3000～4000年，用石头和金属型做 出铜器。
程中，其体积或尺寸缩减的现象。
分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
浇注温度
铸 液态收缩
件 温
开始凝固温度
体
度 降
凝固收缩
积 收
低
缩
凝固终止温度
固态收缩
室温
精品课件
线收缩
收缩率：
体积收缩是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。 线收缩是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。
体积收缩率：
V
V0 V1 10% 0 V1
模型腔的尺寸。
表2-1 典型合金的收缩率εV
合 金 碳含量 浇注温度 液态收缩 凝固收缩 固态收缩 种 类 （％） （ ℃） （％） （％） （％）
碳钢
0.35 1610
1.6
3.0
7.86
白口铸铁 3.00 1400
2.4
4.2
5.4～6.3
灰口铸铁 3.50 1400
3.6
0.1
3.3～4.2
精品课件
铸造缺陷
➢ 缩孔：
定义：缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件
的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。
产生原因：先
凝固区域堵住液 体流动的通道， 后凝固区域收缩 所缩减的容积得 不到补充。
精品课件
➢ 疏松：
定义：疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件
的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。
但它的缺点是公差较大，易产生 内部缺陷。
精品课件
铸造是人类掌握比较
早的一种金属热加工工艺，
已有约6000年的历史。中
国约在公元前1700～前
1000年之间已进入青铜铸
件的全盛期，工艺上已达
到相当高的水平。中国商
朝的重875公斤的司母戊方
鼎，战国时期的曾侯乙尊
盘，西汉的透光镜，都是
古代铸造的代表产品。