铸造工艺_课程论文

题目：铸造工艺

姓名：范海翔

学号：201212105008

专业：机械设计制造及其自动化（机制）教师：王英利

铸造工艺

摘要：由于铸造采用液态下一次成型的工艺，故它对材料种类及零件形状，尺寸大小和生产批量的适应性很广，特别适合复杂形状逐渐的生产，且生产成本低，在机械制造中具有重要的地位和作用。本文从铸造的工艺基础和工艺方法等方面来对铸造工艺的特点进行总结。

关键词：铸造性能砂型铸造造型造芯特种铸造

1. 前言

本文通过对铸造的工艺性能和工艺方法的特点进行总结，希望大家能对铸造工艺有更深刻的了解。

2. 正文

2.1 铸造的定义

将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的成型方法，称为铸造。

由于铸造采用液态下一次成型的工艺，故它对材料种类及零件形状，尺寸大小和生产批量的适应性很广，特别适合复杂形状逐渐的生产，且生产成本低，在机械制造中具有重要的地位和作用。但液态成型的特点也使铸造存在工序多，铸件质量控制难度大，铸件力学性能也较低等缺点。

2.2铸造的工艺基础

2.2.1 合金的铸造性能

合金的铸造性能是指合金在铸造生产中表现出来的工艺性能，包括流动性、收缩、吸气等。

流动性是指熔融金属的流动能力，是金属本身固有的性质，主要与合金的成分有关，纯金属和共晶合金的结晶范围窄的合金的流动性较好，其他成分的合金流动性较差。

收缩是指在凝固和冷却到室温的过程中，逐渐体积和尺寸减少的现象。

吸气是指熔融金属和固态金属溶解或结合气体的过程。吸气对铸件的直接影响是在铸件中形成气孔，铸件中形成气孔后会使铸件的力学性能减低。

2.2.2 常见合金铸件的生产

常见的铸造合金有铸铁、铸钢、铸造有色金属等。

1.铸铁件生产

A.铸铁的熔炼

铸铁熔炼的目的是要得到一定成分和温度的铁液。铸铁熔炼的设备有冲天炉，电弧炉和工频炉等，而目前应用较为广泛的是冲天炉。

B.灰铸铁的孕育处理

孕育处理是向铁水中冲入硅铁合金孕育剂后教主的处理方法。

C.球墨铸铁得球墨化处理

球磨处理的作用是使石墨呈球状析出，我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。

2. 铸钢件生产

A.铸钢的熔炼

铸钢熔炼是把固体炉料（废铁、生铁）熔化成钢液，并通过一系列物理化学反应使钢液的化学成分、纯净度和温度达到要求。目前使用最多的铸钢熔炼设备是电弧炉。

B.铸钢的铸造工艺特点

铸钢与铸铁相比，其铸造性能较差，表现为流动性差，收缩量大，熔点高，钢液易氧化，需采取更为复杂的工艺措施，才能保证铸件的质量。

3.铸造铝合金

A.铝合金的熔炼

熔炼铝合金最常用的设备是电阻坩埚炉。

B.铝合金的铸造工艺特点

铝合金的浇注温度低，流动性好，具有较大的收缩性和热脆性，应选用塑性好、粒度细的砂型以保证逐渐轮廓清晰，表面光洁；同时要求砂型具有足够的强度、退让性、透气性及导热性，以保证铸件质量。

2.2.3铸件常见缺陷

由于铸件生产过程工序多，生产的铸件可能会存在一些缺陷，必须对铸件出现的缺陷进行分析，找出原因，以便采取措施加以防止。常见铸件的缺陷有冷隔、浇不足、气孔、缩孔、砂眼、粘砂、夹砂、裂纹、错箱等。

2.3铸造方法

铸造按造型方法的不同，分为砂型铸造和特种铸造两大类，其中用砂型铸造生产的铸件占逐渐总产量的80%以上。

2.3.1砂型铸造

1.造型方法的选择

手工造型：操作灵活，大小铸件均可适应，可采用各种模样及型芯，对模样和砂箱的要求都不高。因此尽管其生产率低，对工人要求高，而且铸件的尺寸精度及表面质量较差，但在生产中仍是难以被取代的造型方法。主要用于单件和小批量生产。

机器造型：可大大提高劳动生产率，改善劳动条件，铸件尺寸精度，表面光洁，加工余量小，主要采用模板进行两箱造型。最普通的造型机是振压式造型机，其工作过程是填砂--振压紧砂--辅助压实--起模。此外，还有微振压实造型机、高压造型机、射压造型机等。

机器造芯：在成批大量生产中多采用机器来造芯，除可采用振压压实等紧砂方法外，最常用的是射芯机。射芯机造芯有普通造芯、热芯盒造芯、冷芯盒造芯。此外近年来研制出壳芯机造芯。

2.位置和分型面的选择

A.浇注位置选择原则

浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。选择原则是a.铸件重要的加工面应朝下。b.铸件的大平面应朝下。c.应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。d.若铸件圆周表面要求高，应进行立铸，以便于补缩。应将厚的部分放在铸型上部，以便安置冒口，实现顺序凝固。

B.分型面选择原则

铸型分型面是指铸型组元间的结合面。选择原则是a.尽量使分型面平直、数量少。b.避免不必要的型芯和活块、以简化造型工艺。c.尽量使铸件全部或大部分置于下箱。

3.工艺参数的选择

为了绘制铸造工艺图，在铸造工艺方案初步确定之后，还必须选择选定铸件的机械加工余量、起模斜度、收缩率、型芯头尺寸等工艺参数。

要求的机械加工余量和最小铸孔：设计铸造工艺图时，为铸件预先增加要切除的金属层厚度，称为要求的机械加工余量。要求的机械加工余量的具体数值取决于合金的品种、铸造方法、铸件的大小等。铸件上孔、槽是否铸出，不仅取决与工艺上的可能性，还必须考虑其必要性。一般较小的孔、槽不必铸出。

起模斜度：为了使模样便于从砂型中取出，凡平行起模方向的模样表面上所增加的斜度，成为起模斜度。起模斜度的大小取决于模样的高度、造型方法、模样材料等因素。

收缩率：由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔尺寸略有缩小。为保证铸件应有的尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。

型芯头：型芯头的尺寸，对型芯装配的工艺性和稳定性有很大影响。

2.3.2特种铸造

A.熔模铸造

熔模铸造是指用易熔材料制成的模样，在模样表面包覆若干层耐火涂料制成型壳，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法。工艺过程分为蜡模制造、型壳制造、焙烧浇注三个阶段。B.金属型铸造

金属型铸造是将液态金属浇入金属的铸型中，并在中立的作用下凝固成型一伙的逐渐的方法。由于可反复使用多次，故有永久性铸造之称。

C.压力铸造

压力铸造是在高压下（比压约为5~150MPa）将液态或半液态合金快速（充填速度可达5~50m/s）地压入金属铸型中，并在压力下凝固以获得铸件的方法。D.离心铸造

将液态合金浇注入高速旋转地铸型，使其在离心力得坐拥下充填铸型并结晶，这种铸造方法称为离心铸造。

E.消失模铸造

消失模铸造又称气化模铸造或实型铸造。它是用泡沫所料制成的模样制造铸型，之后，模样并不取出，浇注时模样气化消失而获得铸件的方法。

2.4铸造生产中的计算机技术

随着计算机应用技术的飞速发展，铸造过程各个方面的计算机应用也从无到有，几乎遍及生产过程的每一个环节。目前铸造专家系统的应用日益广泛。铸造过程中的计算机模拟技术已成为铸造学科的前沿领域，是改造传统铸造业的必由之路。利用计算机三维图形实现快速成形技术也成为近年来铸造生产的新应用。

3.结论

铸造工艺在机械制造中具有重要的地位和作用，所以应该全面的了解铸造的工艺基础和工艺方法，从而在铸造方面选择合适的铸造方法。

4.致谢

在老师的精心教导下，使我学到了很多东西，而且很多是在书本上学不到的。老师渊博的知识、敏捷的思维以及诲人不倦的的教学态度，使我对机械这一方面有了进一步的了解，这将激励着我不断前进，不断探索。在此，对老师表示衷心的感谢。