铸造模具相关流程介绍

侧围
案例一：避免局部过厚,尽量下空
铸钢镶块开裂（修边整形序）
铸件开裂 位置 此处局部 过厚 局部过 厚，80M M
开裂原因：局部过厚， 钢水冷却速度慢，不能 实现顺序凝固，造成凝 固温度不均匀
110MM
现场照片：型面以及 随型筋都有开裂现象
为了避免再次开裂现象，设计者更改实体
50
此处倒 斜角处 理 经过倒斜角处 理后，局部厚 度减薄，基本 可以满足铸造 要求
2.铸造厂提出的一些建议 （1）设计者从意识上提高对铸造的重视程度，了解铸 造知识 （2）尽量避免局部过厚、薄厚落差大的部位，最好逐 渐过渡 （3）避免出现直径小且深的盲孔，深宽比不要超过2: 1，铸造孔直径不要小于40MM，否则研讨时堵死 （4）避免圆角过小 （5）出于铸造能力考虑，在结构允许情况下，尽量减 轻铸件重量
型面比较平缓，补缩量 小，不需要加冒口
侧围
侧 围
冒口根部
冒口的大小、位置布置 不合理，使得冒口的根 部区域液体凝固不完全， 冒 容易产生缩孔缩松缺陷 小镶块 口 的。 冒口不合理
铸件壁太厚或 冒口太小，冒 口上部和型腔 先冷却，中间 区域后冷却， 出现缩孔 冒口合理
冒口太小或位 置不合理，补 缩量不够，出 现缩孔
铸钢镶块砂眼严重 此镶块为整形镶块
深处砂眼严 重
原因：此处窄空贴量后 长*宽*高：1380*45*160， 深宽比4：1，超出铸造 极限 改进：在研讨时应该尽 量将窄空或盲孔堵一半， 满足深宽2:1或者全部堵 死！
铸件上产生了缩孔缩 松，并且在退料螺钉 位置，对安全造成隐 患
直径35MM,深 度170MM
出 品 率：77%左右（铸件:铁水=1:1.3）
2.实型铸造过程
（1）泡沫称重：目的是配比钢水，泡沫：钢水=1:400 （2）外观检查：检查外观是否有缺陷，分析铸造的可 行性 （3）铸造工艺设计 ①刷涂料（泡沫上刷涂料， 一般涂料要涂刷3～5遍）
注：铸造涂料是一种耐火粉料， 具有隔离、绝热、抗粘砂和减低铸件表面 粗糙度等作用
表面：30-35HRC 心部：＞35HRC
出现的问题： （1）调质后的铸钢心部硬度高，主要是螺钉孔和凹模套孔加工困难， 原因：回火时铸件心部没有烧透，心部是淬火组织，硬度高 措施：回火温度提高，使心部组织转变，硬度降低 多杰改进的工艺为回火温度由原来的550℃改为600 ℃ （正在等待车间的反馈）
退火 小镶块
案例二：避免尖角和直角结构、采用圆角过渡 铸钢镶块开裂
铸件此处开裂
原因分析：实体上有直角结 构，做出的实型泡沫圆角小， 铸造时内应力集中造成热裂
此处工作 内容为修 边
由于向地坑流 料，出于更好 排料考虑，设 计时此处没加 筋
缺点：此区域内无加强筋对 铸造过程中砂型强度有影响， 且铁水流动通道少，流动性 差
实体修改后
更改后优点：1、实体上直角处更改为 圆角，圆角半径为R40，有利于内应力 释放 2、另一处增加加强筋，强化砂型结构 增强铁水流动能力 建议：强化铸钢件圆角概念,在结构 允许的情况下，在易出现问题的部 位加大R角，减少因R角过渡剧烈产 生内应力集中造成的开裂
B
C
A
A、B两处为切 割冒口后补焊 不好造成的裂 纹缺陷
热处理 炉
机床
1.实型设备、铸造设备和热处理设备
模型加工机
高频熔炼炉
砂混合搅拌装置
砂箱 喷丸机
热处理炉
2.检测设备
超声波探伤仪
光谱分析仪
拉伸试验机
碳素分析仪
金相显微镜
硬度仪
②铸钢件在砂箱中的排布和浇铸系统的设计
内浇道
横浇 道 ③：填砂
主浇道
注：砂子的原料为树脂砂，常温凝固剂作用下使砂型自行固化
裂纹
缩孔
缺陷
砂眼
位置
型面、刃口、 底面、退料螺钉位置等 窄空、盲孔等
原因
型砂的表面强度不好， 铸型在合箱时损坏等 砂型紧实度不好， 涂料刷得薄，浇注温度高等
解决方法
铸造时提 高型砂表 面强度 提高铸造 砂型的紧 实度，降 低浇注温 度
粘砂
裂纹
底面和型面的圆角、 凹模套孔、十字筋处等
铸件结构：铸件局部厚大，R角小 铸件壁厚 铸造工艺：冒口颈过大，局部过 尽量均匀， 合理放冒 热 口
技术部门和铸造厂应勤沟通，了解铸造工 艺，以及现场反馈的问题来提高结构设计 水平，增强设计者对铸造的认识，减少由 于结构问题产生的在铸造过程中的缺陷， 让设计更好的为生产部门服务!
谢谢
I wish you a Merry Christmas and Happy New Year
Your Name
55mm
剖视图
B
型面高度145 mm
120
90
A 另外，开裂实体有两处侧空设计，原则上可以实现铸 造，但效果不好。
60
60
由于此型面形状高，为更好的保证型面质量，获得更好铸造效果，铸造厂提 出将此两处侧空改为下空，便于放置冒口，且冒口对型面的补缩能力强；若 侧空存在，也可以实现铸造，但在冒口补缩过程中侧空上方的型面补缩量小， 存在瓶颈，型面质量难保证；与设计者沟通后，将此处改为下空
填砂→合箱→留泡沫于型腔→ 浇注
实型泡沫
浇注过程不同 金属液流入型腔→凝固 成型
金属液流入型腔→泡沫气化消 失→凝固成型
型腔涂刷
泡沫涂刷
铸造过程中容易出现的问题出现的问题较多，见下表。
铸造 应用 类型 砂型 例如车门、顶盖、背门、 铸造 翼子板和侧围等的铸钢件
优点 不受工件形状、 大小、复杂程度 的限制，内在质 量好，气孔少 尺寸精度高，外 形好；在造型阶 段，不用拔模、 修型、合箱等繁 杂的工作
由于尖角产生开裂
B
C
C处实体为直角 结构，实型做 出的圆角小， 铸造时应力集 中，无法释放 建议：类似于C处， 请设计者在实型研 讨的时候有意识的 在泡沫上作出更改， 增大圆角
A、B处都是设置冒 口的位置
A
如果补缩不到位切割冒口后, 会补焊处理,但补焊不好,加 工后就会产生表面的裂纹
案例三：避免窄空或盲孔
铸造厂希望实体中可以附带一 个指示说明
避免出现缺陷、报废的措施
1. 对于避免出现缺陷所采取的措施 （1）对泡沫进行检查、分析，所作工作多数是增大 圆角和打磨砂型表面光滑度 （2）对局部肉厚的地方，加冷铁，便于顺序凝固， 缩短凝固时间；增大冒口尺寸，提高补缩能力 （3）对大型结构件，铸件在砂箱中的保温时间延长 （4）反馈给采购部和设计者，对铸钢件的部分结构 进行修改，满足铸造条件！
铸造模具相关流程介绍
www.hbtqm.com
一.铸造工艺
1.铸造的整个流程 泡沫称重 泡沫外观检查 铸造工艺设计
浇口、冒口、浇道等所设计 摆型、填砂、刷涂料、烘烤、合箱
造型 合金熔炼 浇注
冷却 开箱、清理 退火 机加工 调质处理 铸件
落砂、打磨、补焊
只应用于侧围和翼子板
2.2铸造生产流程
砂处理
缺陷原因分析：实型研讨 的时候只堵了一半，没有满 足深宽比例2：1；孔没有完 全堵死，不能形成良好的补 缩通道，补缩效果不佳，此 处产生缺陷
改进：对于此类孔周围特别厚的情况： a、盲孔贴量后直径小于40要全部堵死， 以形成良好的补缩通道，达到补缩效果； b、要增大冒口的尺寸，提高冒口补缩 能力 c、在保证一段加工深度后，上面加大 让空，铸造出来（如右图所示） d、设计结构时，也可以使退料螺钉位 置上调，使芯的下部增大让空空间
缺陷 区域
冒口小，补缩 量不够，出现 缩孔
冒口大，补缩 量够，无缩孔
4.普通砂型铸造和实型铸造的对比 目前铸造工艺主要有普通砂型铸造和实型铸造（消失模铸造）
实型铸造与普通砂型铸造的铸造工艺对比
不同点 砂型铸造 实型铸造
造型过程不同 填砂→合箱→凝固→开 箱→去泡沫→刷型腔→ 合箱→浇注
涂刷对象不同 型腔
3.冒口的排布原则
名称 冒口 排布原则 作用 小镶块：每个镶块设置一个冒口； 1.冒口中的钢水补偿铸件凝固时的收 大型件：在壁厚或T形筋等补缩量大的地 缩； 方布置，大约150mm～250mm设置一个 2.排气； 3.观察型腔内钢水的充型情况
T型筋，且型 面起伏大的地 方加冒口
铸件壁厚的 地方加冒口
2.实型泡沫刷涂料 （2遍）
3.造型（浇口浇道 的排布）
4.填砂（原料：树脂 砂） 及砂子硬化
冒口 （出气孔作用） 浇口
5.浇 注
6.冷 却
7.开箱后
8.喷丸后
2
铸造工艺及生产流程介绍
客户指定
9.修磨
10.热处理（去应力 退火）
客户指定
11.防锈处理
12.成品
湿砂 机 熔炼电炉
砂箱
落砂 机
抛丸机
增加铸钢件加工指示说明
作用：对关键部位截图指示，有利于在安排铸造工艺时冒口位置合理布置 下图为铸造厂的指示说明
该处部位较为突出， 铸造存在风险，故 贴量应该加大，且 应变成圆弧过渡， 并确保加工余量足 够
该凸模底部，考虑到铸钢件补 缩冒口的设置，可能铸造厂会 对底部结构有所变更，如加强 筋加厚，R角加大等操作，需提 前告知
背门
浇铸完成后， 将砂箱在空气中 冷却。一般开箱 温度在200C以 下，这样避免开 箱温度过高而引 起铸件变形。
（6）热处理：主要是退火 处理，目的是消除内应力 （7）机加工：粗加工铸钢 件的底面 （8）出厂
实型泡沫放在支架 上，通过旋转轴转 动，可以保证涂刷 均匀和完整 旋转轴
1.实型泡沫制作 与检查
变形
底面、型面、刃口等
铸件薄厚不均 铸造工艺不合理
铸造时增பைடு நூலகம்加加强筋 等
三.热处理工艺
所用的热处理有退火和调质处理
热处理工艺 退火 作用 消除内应力 应用 所有的铸钢件
铸钢热处理工艺
硬度 20-30HRC，
调质 细化淬火前钢的组织， 侧围和翼子板等铸 钢件 （淬火+回火） 减小变形和开裂，同 时改善钢的塑性、韧 性等
侧空与下空补缩能力对比
冒口放置位置
侧空若满足深宽比例， 可以实现铸造，但在冒 口补缩过程中侧空上方 冒口放置位置 的型面补缩量小，存在 瓶颈，型面质量难保证； 下空不存在此缺陷
对比：无局部过厚，对铸造有利，值得参考
80 50 50
优点：1.整体结构匀称，薄厚均匀 2.基本杜绝直角、尖角 注：虽然有侧空，但侧空深宽比例均匀， 且型面形状不高，在此处设置冒口后， 补缩能力良好 建议：设计时尽量减少局部过厚或者深 的侧空，否则影响铸造性能
实型制 作检查 涂型/干燥 造 型 浇 注
砂子循环 利用
冷 却 开 箱 一次喷丸
材料装炉
熔 炼
成品发运 产品检验 /检查 二次喷丸 表面修磨
注：浇注温度：灰铁是1380℃，球铁是1420℃ 浇注方式：底柱浇注、侧面浇注 冷却时间：浇注后原地凝固10h，随后移动位置冷却48-115h
开箱温度：300℃以下
④冒口及出气孔 设计 出气 孔
冒口
出气 孔 出气孔：在 泡沫及其它 地方尽量多 布，目的是 将泡沫燃烧 的气体排出
冒口和出气孔位置设计好后，将上下砂箱固定好位置后，对上砂箱进 行填砂。
（4）浇铸（初始浇铸温度一般在155 0-1560C之间，浇铸时间在1-2分 钟之内）
（5）开箱、落 砂及铸件清理 （去冒口、喷 砂、打磨、 补 焊等）
调质
翼子板
侧围的铸造工艺一其它制件的区别
（1）周期长，一般是40天左右 （2）冒口个数多，一般20个以上 （3）刷涂料的次数多，一般五遍左右 （4）浇注后在砂箱内凝固时间长，2-3天 （5）带着冒口进行退火，因为割冒口会使局部内应力变大，有变形的隐患 （6）进行调质处理（淬火温度860 ℃ ，回火温度600 ℃） （7）如果变形量大，调质→粗加工底面→出厂 如果变形量小，粗加工底面→调质→出厂
出现的问题 铸件外观质量较差
实型 例如机盖、背门和砂型铸 铸造 造无法实现的铸钢件等
（1）缩孔、缩松等缺陷 比较多 （2）清理比较繁琐，因 为设计的出气孔多 （3）机加工难，因为底 面有涂料 （4）周期长，由于缺陷 较多
5.铸造常见缺陷
铸造常见缺陷包括：浇不足、砂眼、缩孔、缩松、粘砂和裂纹等
砂眼
粘砂