第三章铸造方法

应用:主要用于生产质量要求高的铝、镁合金铸件。如发动
机的汽缸体和缸盖，高速内燃机和压气机的活塞等；大功率 内燃机车的球铁曲轴，万吨油轮用的30t的铜合金螺旋桨等。
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材料成形工艺基础
常用铸造方法的特点和适用范围
项目 铸 件 特 征 材质 尺寸大 小 结构 铸 件 质 量 尺寸精 度(CT) 内部质 量 砂型铸 造 各类合 金 各种尺 寸 复杂 7-13 组织较 松,晶粒 较粗 金属型 铸造 非铁合 金为主 中、小 件为主 一般 6-9 压力铸 造 非铁合 金 中、小 件 较复杂 4-8 低压铸 造 各类合 金 中、小 件 较复杂 6-9 离心铸 造 各类合 金 各种尺 寸 一般 6-9 组织致 密,晶体 细小 熔模铸 造 各类合 金 小件为 主 复杂 4-7 实型铸 造 各类合 金 各种尺 寸 较复杂 7-9 连续铸 造 各类合 金 各种尺 寸 简单 7-9 组织致 密,晶体 细小
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材料成形工艺基础
四、离心铸造
离心铸造是将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离 心力的作用下充型和凝固而形成铸件的方法。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1、离心铸造机
离心铸造机是 离心铸造所用的
设备,按其旋转轴
空间位置的不同 分为立式、卧式 两种。
离心铸造示意图
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材料成形工艺基础
2.立式离心铸造机
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材料成形工艺基础
刮砂板 砂箱 砂舂
底板
通气针
起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
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材料成形工艺基础
⑴ 整模造型
特点：分型面为平面，铸型型腔全部在一个砂箱 内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。 应用：铸件最大截面在一端，且是平面。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
整模造型
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材料成形工艺基础
⑵ 分模造型
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材料成形工艺基础
低压铸造原理示意图
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材料成形工艺基础
(2)低压铸造的工艺特点和应用 特点:
① 浇注压力和速度便于调节，可适应不同材料的铸型; ② 充型平稳，对铸型的冲击力小，气体易排除，能有效 地克服铝合金铸件的针孔等缺陷； ③ 便于实现定向凝固，铸件组织致密,力学性能好; ④ 不用冒口，金属的实际利用率高; ⑤ 可生产形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件； ⑥ 设备简单,投资少,。
砂型紧实度较均匀，不要求专用模板和 砂箱，噪声小，但生产效率低，操作技 术要求高。适用于单件、小批量生产中， 大型铸件
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材料成形工艺基础
二、金属型铸造
定义：指在重力作用下将液态金属浇入金属型而获得 铸件的铸造方法。 1、金属型材料及结构： 金属型材料：铸铁或铸钢。 金属型结构：可分为整体式、水平分型式、垂直分型式 和复合分型式四种，其中垂直分型应用较广。 2、工艺特点 1) 加强排气； 2) 型腔喷刷涂料 ； 3) 铸型预热并控制温度 ； 4) 及时开型取件。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础 金属型结构－水平分型式
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础 金属型结构－垂直分型式
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础 金属型结构－垂直分型式
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
铝 活 塞 模 具
第三章金属的铸造成形工艺
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对形体上需采用三箱或活块的铸件采用两个砂箱 进行机器造型时，常采用外型芯等措施来解决起模 方面的问题。
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材料成形工艺基础
手工造型基本过程
a.造下型 放下砂箱于底板上，将模样大端朝下置于砂箱 内的合适位置，分批加砂舂实。 b.造上型 下型反转180º 放上箱，撒分型砂；放直浇道、 填砂紧实；刮平砂箱，拔浇道、压浇口；在上砂型处扎 通气孔，在砂箱壁画定位线。 c.起 模 打开铸型，用起模针起模。 d.修 型 起模后型腔有损坏，进行修补。 e.下 芯 先找正位置再放入。 f.合 型 上型保持水平，对正定位线（或定位销）缓缓 落下；用箱卡（或压铁）将上下型卡紧；盖住浇道以防 砂粒落入型腔。
可生产形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件； 铸件精度高,表面质量好，实现了少、无切削加工； 适用于各种合金,尤其适用于高熔点合金及难以切削加工的 合金； 生产批量不受限制,可实现机械化流水生产。但是工序繁 多 , 工艺过程复杂,生产周期长,铸件不能太大、太长。
2)应用
主要适用于高熔点、难以切削加工的合金钢铸件的成批、 大量生产。如汽轮机叶片和叶轮、切削刀具及航天飞行器、汽 车、船舶、机床上的小型零件等。
卧式冷压室压铸机的工作过程
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材料成形工艺基础
热压室压铸机
压室和保温
炉一体；
适用于低熔
点金属的压铸。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
a)浇入液 态金属
冷压室压铸机
压室与保温炉分 开； 适用于压铸熔点 较高的非铁金属 和钢铁件的生产
b)加压
c)顶出铸件
第三章金属的铸造成形工艺
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造型
合箱 造芯
制造芯砂
铸件
检验
清理
落砂
浇注
2
第三章金属的铸造成形工艺
材料成形工艺基础
2、型砂的分类
粘土砂：粘土为粘结剂；
水玻璃砂：水玻璃；
油砂：植物油如桐油、亚麻油等； 树脂砂：树脂如酚醛树脂等。
3、砂型铸造的特点
优点：铸件批量不受限制；铸造合金不受限制； 铸件尺寸和形状不受限制；铸型成本低；生产准 备时间较短。
材料成形工艺基础
第三章 金属的铸造成形工艺

本章主要内容：
砂型铸造
手工造型 机器造型
重力作用 下的铸造 成形
铸造成 形工艺
金属型铸造 熔模铸造
工艺特点 和应用
特种铸造 压力铸造
离心铸造 低压铸造
第三章金属的铸造成形工艺
外力作用下 的铸造成形
1
材料成形工艺基础
一、砂型铸造

1、生产过程
制造模型
零件
配制型砂 制造芯盒
离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也 可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
五、压力铸造
指在高压作用下将金属液快速压入金属压铸型中，并 在压力下凝固而获得铸件的方法。
1.压铸机和压铸工 艺过程
压铸机是压力铸造 生产的主要设备，按 压室（压射室）分,一 般分热压室压铸机 （压室浸 于 金 属 液 中 ） 和冷压室压铸机（压 室与金属液保温炉分 开）两大类。
下
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
三箱造型
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材料成形工艺基础
三箱造型
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材料成形工艺基础
不同几何体所构成铸件的造型方法
a)整模造型
b)分模造型
ຫໍສະໝຸດ Baidu
c)挖砂造型
d)三箱造型 第三章金属的铸造成形工艺
e)活块造型
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材料成形工艺基础
常用手工造型方法的特点和应用范围
造型方法 整模造型 特点 应用范围
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
三、熔模铸造
指液态金属在重力作用下浇入由蜡模熔失后形成的中空 型壳并在其中成形，从而获得精密铸件的铸造方法。熔模铸造 又称失蜡铸造。
1、熔模铸造的 工艺过程
制造压型→压 制蜡模→制造壳 体→熔去蜡模→
焙烧→浇注。
熔模铸造工艺过程
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材料成形工艺基础
2、熔模铸造的特点和应用 1)特点
机 器 造 型 － 抛 砂 紧 实
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
机 器 造 型 － 射 砂 紧 实
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
常用的机器造型方法的主要特点和适用范围 造型方法 原理 主要特点和适用范围 设备结构简单，造价低，效率较 高，紧实度较均匀；但紧实度较 低，噪声大。适用于成批大量生 产中小型铸件
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铸件两端截面尺寸比中间部分大， 三箱造型 采用两箱造型无法起模时，铸型可 （也可两箱） 由三箱组成，关键是选配高度合适 的中箱。造型麻烦，容易错型
第三章金属的铸造成形工艺
材料成形工艺基础
机器造型－震压紧实
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
适用于高度不大的环类铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
3.卧式离心铸造机
适用于铸造长度较大的套筒及管类铸件。如铸铁 缸套、水管等。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
4、离心铸造的特点和应用
1)特点
铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔等缺陷,力学性能 好; 铸造圆形中空铸件时,不用型芯和浇注系统,降低了金 属消耗； 可生产双金属铸件,如钢套内镶铸一薄层铜衬套等； 铸件内孔自由表面粗糙，尺寸误差大，品质差； 不适用于密度偏析大的合金及铝、镁等轻合金。 2)应用：
整体模，分型面为平面，铸型简单， 铸件最大截面在一端， 铸件不会产生错型缺陷 且为平面 模样沿最大截面分为两半，型腔位 于上、下两个砂箱内，造型方便， 但制作模样较麻烦
分模造型
挖砂造型 活块造型
最大截面在中部，一般 为对称性铸件
整体模，分型面是曲面，造型时需 单件小批量生产模样； 挖去阻碍起模的型砂。造型麻烦、 薄，分模后易损坏或变 生产率低 形的铸件 将模样上妨碍起模的部分，作成活 动的活块，便于造型起模，造型和 制作模样都麻烦 单件小批量生产带有突 起部分的铸件 单件小批量生产具有二 个分型面的铸件
材料成形工艺基础 3、金属型铸造的优缺点及应用
1)优点 ① 金属型铸造一型多铸, 提高了生产率，易于实现机械化 和自动化 ； ② 铸件尺寸精度高、表面粗糙度值小，加工余量小，铸件 的力学性能提高 ； ③ 劳动条件好。 2)缺点 金属型制造成本高，周期长，不适合单件小批生产；不 宜铸造形状复杂、薄壁或大型铸件；用于熔点较高的合金 时,铸型寿命短。 3)应用 主要用于大批量生产铝合金、铜合金等非铁合金的中、 小型铸件,如活塞、缸盖、液压泵壳体等。
特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上下 两个砂箱内。造型方便，但制作模样较麻烦。 应用：最大截面在中部，一般为对称性铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
分 模 造 型
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材料成形工艺基础
⑶ 活块造型
单件小批生产带有妨 应用范围： 碍起模的凸起部分的 铸件
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
活块造型
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材料成形工艺基础
⑷ 挖砂造型
特点：模样为整体模，造型时需挖去阻碍起模的 型砂，故分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。 应用：单件小批生产，模样薄、分模后易损坏或 变形的铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
挖砂造型
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材料成形工艺基础
⑸ 三箱造型
特点：铸件两端截面尺寸比中间大，采用两箱无法 起模，故采用三箱。造型复杂，易错箱，生产率低。 应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。
缺点：铸型只能使用一次，尺寸精度低，劳动条件差。
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材料成形工艺基础
4、砂型铸造－造型方法
手工造型：指填砂、紧砂、起模与合箱等操作由人工
来完成的造型方法。 包括整模、分模、活块、挖砂、三箱等。
单件、小批量生产
指用机器全部完成或至少完成紧砂 机器造型： 和起模 操作的造型方法。 两箱造型
成批、大量生产
震压紧实：中、小型铸件 抛砂紧实：大、中型铸件 射砂紧实：制芯
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紧砂方法
第三章金属的铸造成形工艺
材料成形工艺基础

机器造型 起模方法
顶箱起模: 结构简单、型腔较浅的铸型； 漏模起模: 结构较简单、型腔较深的铸型； 翻转起模: 形状复杂、型腔较深的铸型。 机器造型的工艺特点: 1）采用模板造型 模板是将模样、浇注系统与底板连接成一体的 专用模具。 2）不适合与三箱造型及活块造型
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
卧式压铸机
第三章金属的铸造成形工艺
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材料成形工艺基础
六、低压铸造
指在低压下将金 属液压入型腔，并在 压力下凝固成形而获 得铸件的方法。
(1)低压铸造的工 艺过程
向坩埚中通压缩 空气→金属液上升 充型→保压、凝固 →将坩埚上部与空 气相通→取出铸件。
低压铸造工艺过程
先以机械震击紧实型 砂，再用较低的比压 震压造型 （0.15～0.4MPa）压 实
在高频率、小振幅振动下， 砂型紧实度较高且均匀，频率较高，能 微震压实 利用型砂的惯性紧实作用 适应各种形状的铸件，对地基要求较低； 并同时或随后加压紧实型 但机器微震部分磨损较快，噪声较小。 造型 砂 适用于成批、大量生产中、小型铸件 利用离心力抛出型砂，使 抛砂造型 型砂在惯性作用下完成填 砂和紧实
材料成形工艺基础
2.压力铸造的特点和应用
特点：
生产率高，操作简便，易于实现自动化； 铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，可生产形状复杂、薄 壁铸件，能直接铸出带有小孔、螺纹、文字的铸件； 可铸造出镶嵌件；强度、硬度高； 压铸机投资大，压铸型费用高，生产周期长，只适用于 大批量生产； 铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松等。 不宜进行热处理，不适合制作承受冲击的零件。 应用: 主要用于大批量生产铝、锌、镁、铜等非铁合金 的小型、薄壁和形状复杂的铸件，如仪表壳体、喇叭、 减压阀等。