铸造工艺基础

冲天炉的燃料主要是焦炭。焦炭是 由配有一定量具有结焦性的炼焦煤。 ③ 熔剂
熔剂主要是石灰石（CaCO3）， 必要时也可加入氟石（CaF2 ）。
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⒉ 电炉
冶炼设备：电弧炉、平炉和感应电炉等。
电弧炉用得最多，平炉仅用于重型铸钢件，感应电炉主要用于合金钢中、小型 铸件的生产。
A、电弧炉炼钢
利用电极与金属炉料间电弧 产生的热量来熔炼金属，如 图所示。炉子容量从 1 ~ 15吨。钢液质量较高，熔 炼速度快，一般为2 ~ 3 小时一炉，温度容易控制。 炼钢的金属材料主要是废钢、 生铁和铁合金等。其它材料 有造渣材料、氧化剂、还原 剂和增碳剂等。
铸造生产中常用的金属液有：铸铁、铸钢、铸造非 铁合金。
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1、 铸铁的熔炼
铸造生产中用量最多的合金：铸铁
熔炼铸铁的炉子有：冲天炉、电炉
一般情况： 灰铁一般采用冲天炉熔炼 球墨铸铁一般采用电炉熔炼。为了提高熔炼速度，采用
冲天炉熔炼，倒入电炉进行孕育处理。
冲天炉的大小是以每小时熔化金属液的多少来定的，一 般厂家都用每小时熔化1.5～10t金属液的冲天炉。
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二： 型（芯）砂的分类
（1） 按粘结剂的不同可分为、粘土砂、 水玻璃砂和树脂砂等。
1. 粘土砂：适用于机器造型型腔 2. 覆模砂：适用于做型芯 3. 树脂砂：适用于手工造型型腔
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黏土 砂 覆 模 砂
黏土砂、覆模砂
树脂砂
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三、砂型铸造
（一）砂型铸造简介
砂型铸造是最常用的造型方法，砂型铸造 按造型方法的不同可分为手工造型和机器造型 两大类。
致密的健全铸件，必须对收缩加以控制。
合金的收缩量通常用体收缩率或线收缩率来表示。
金
属从浇注温度冷却到室温要经历三个互相联系的收缩阶段：
（1）
液态收缩是金属在液体状态时的收缩。其原因是由于气体排出；
空穴减少,原子间间距减小所致。
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（2）凝固收缩是金属在凝固过程时的收缩。其原因是由于 空穴减少，原子间间距减小所致。
铸造工艺基础
编写:技术部购入品管理科
大金机电设备(苏州)有限公司 DAIKIN DEVICE (SUZHOU) CO., LTD.
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内容提要
一、铸造生产工艺 过程及特点
二、造型材料
三、砂型铸造
四、金属熔炼
五、浇注、落砂清 理及铸件检验
六、铸件缺陷分析
一、铸造生产工艺过程及特点
（一） 铸造生产在机械制造工业中的地位和作用
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手工造型
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常用的手工造型方法
1、整模造型
适用范围：适用于一端为最大截面，且为平面的中部且形状复杂的铸件，如套筒、三通管和阀体等
3、挖砂造型 4、假箱造型 5、活块造型 6、刮板造型
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机器造型:
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一：水平造型
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二：垂直造型
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四、金属熔炼
车床
铣床
刨床
磨床
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（二）砂型铸造生产过程简介
铸造按生产方式不同，可分为砂型铸造和特种铸造。用砂型 铸造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的80% 以上。其 生产过程的工艺流程如图所示：
型砂配制
造型
烘型 金属熔炼
工装准备
合型
浇注
落砂清理
检验
芯砂配制
造芯
烘芯
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（三）铸造生产的特点：
（1）砂型铸造生产的优点 1、适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几 乎不受限制）。 2、最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体、 缸体。
定义：铸造是熔炼金属， 制造铸型，并将熔融的金 属液浇入铸型，冷却凝固 后获得一定形状与性能的 金属物件的成形方法。采 用铸造方法获得的物件称 为铸件 。
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铸造生产在机械制造业中占有十分重要的地位。 大部分机器零件的毛坯是通过铸造方法来获得的 （如车床、铣床、刨床和磨床等），是其它加工 制。造方法无法替代的成形方法。
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（1） 冲天炉的构造 如图，主要有以下 几部分组成： ① 支撑部分； ② 炉体； ③ 送风系统； ④ 炉顶部分。
（2）冲天炉的辅助设 备 ① 鼓风机； ② 加料系统；
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9 8
7 6
4 5
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3 2
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（3）冲天炉的炉料 ① 金属炉料；
金属炉料包括：新生铁、废钢、回 炉铁及铁合金（硅铁、锰铁、铬铁、 钛铁、钒铁和钼铁等）。 ② 燃料
3、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）
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（2）铸造生产的缺点
1. 组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷 产生，导致铸件力学性能差，特别是冲击性能较低。 2. 铸件局部形状和尺寸产生位置偏移及形状不完整，导致铸件 无法通过机械加工或直接造成报废。 3. 铸件表面粗糙，表面粘附着一层难以清除的砂粒。铸件表面有 一层突起的金属片状物，在金属片和铸件之间夹有一层型砂。
不同的合金其收缩率不同。在常用的合金中，铸钢的收缩 率最大，灰口铸铁的收缩率最小。因为灰口铸铁中大部分碳 是以石墨状态存在的，由于石墨的比容大，在结晶过程中， 石墨析出所产生的体积膨胀，抵销了合金的部分收缩（一般 每析出1%的石墨，铸铁体积约增加2%）。
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五、 浇注、落砂清理及铸件检验
⒈ 浇注
浇注是将合格的金属液按工艺规定，浇入已经准 备好的铸型中的过程称为浇注。
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2：凝固
合金的收缩及影响因素
1) 收缩
铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩。
收缩是铸
件中许多缺陷(如缩孔、缩松、裂纹、变形和残余应力等)产生
的基本原因。为了获得形状和尺寸既符合技术要求，又是组织
熔炼是指由固态通过加热转变成熔融状态的过程。 熔炼是铸造生产过程中的一个重要环节，要获得高 质量的铸件，首先必须要有高质量的金属液，当金 属液温度过低时，容易产生浇不足、冷隔、气孔、 夹渣等铸造缺陷，往往造成铸件报废，当金属液的 化学成份不符合要求时，即使铸件没有宏观铸造缺 陷，但因力学性能不符合要求，也同样会造成废品， 因此，熔炼出温度和化学成份都合乎要求的金属液 是保证铸件质量的关键。
液态收缩和凝固收缩在外部表现皆为体积减小，一般表现 为液面降低，因此称为体积收缩。是缩孔或缩松形成的基本 原因。
（3）固态收缩是金属在固态过程中的收缩。其原因在于空 穴减少；原子间间距减小所致。
固态收缩还引起铸件外部尺寸的变化故称尺寸收缩或线收 缩。线收缩对铸件形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、 变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。