铸造基本认识概述

1、铸造基本知识概述砂型铸造工艺技术方友兴铸造概念 铸造、翻砂、casting、founding 解释：熔炼金属成液态，制造铸型实物腔体，并将熔融液态金属浇入铸型腔体，金属凝固后获得一定形状、尺寸、成分、金像组织和力学性能铸件的成形方法 铸造是将金属熔炼成符合一定成分要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间铸造是现代装备制造工业的基础工艺之一。（锻造） 铸造是一个从无型到有型、从设想到实物的创作过程，在古代主要用于军事、祭祀备受尊重，无模具手工造型铸造就是一个

2、艺术创造的过程。 铸造还有创建、培育和塑造的意义 。铸造的历史 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,铸剑、铸鼎。 被铸造的物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种铸造的铸型包括：熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。（原砂包括：石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等） 。早期、中期 中国商朝的重875公斤的司母方鼎，战国时

3、期的曾侯乙尊盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。 早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。 中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现，扩大了铸件的应用范围。例如在1517世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展 。近代 进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是工业产品技术的进

4、步 ，对机械的精细标准的提高，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能；另一个原因是机械工业本身和其他工业如电子、化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的发展物质条件。如无损探伤等检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发明，金像分析帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，为铸造工艺水平的改进提高、指导优质、精密铸造生产成为可能。 铸造业的发展，铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。据2011年统计，我国年产铸件4500万吨，是世界铸造第一大国。 铸造的分类

5、铸造种类很多，按造型方法习惯上分为铸造种类很多，按造型方法习惯上分为普通砂型铸造，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。 特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造，消失模铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。 砂型铸造的方法又可分为：湿型砂机器造型方法、自硬树脂砂造型制芯、水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、实型铸造、负压造型、手工造型。 砂芯的制造方法是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。在生产中，从总体上可

6、分为手工制芯和机器制芯。 按照成型工艺可分为按照成型工艺可分为1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。依靠重力将熔融金属液浇入型腔。 2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。 铸铝、铸塑。砂型、电炉铸造工艺流程模具设计制造砂型造型泥芯制造材料准备配料金属融化合金成分调整下泥芯合箱扣箱成砂型升温出钢水到浇包浇注钢水到砂型中钢水在砂型中冷却成铸件开箱、落砂抛丸、打磨热处理再抛丸铸件检验防锈处理铸造工艺流程三块 铸造造型、制芯（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型

7、准备的优劣是影响铸件质量的主要因素； 铸造金属的熔炼与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金； 熔炼的好坏决定铸件的成分材质是否满足标准。 铸件后处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 铸件的热处理决定金属铸件的最终使用性能，近年来越来越受到重视。 铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造液态金属准备、铸型准备和铸件后处理。模具制造 模具工艺：模具制造之前，需要做模具工艺，对零件进行铸造工艺性分析，确定铸造的分型方法、依据不同材质放出收缩量、在需要进行机械加工的面放出加工余量，凸台、筋板做成

8、活块、腔体做成砂芯、并考虑怎么定位对齐。 模具材质：依据铸件的批量确定：杉木材、红松、泡沫、塑料、金 属等， 制造方法：手工、机械加工、塑料复制、联合。 模具要求：一次性模具简单、材料廉价， 外表要求不高，一般手工完成。 重复使用的模具依据生产量的要求做塑料、金属模具，一般以机械、数控加工完成，精度高、表面光洁。模具红线工艺图红线工艺图见附图。模具过程图砂型铸型制造铸型准备包括造型材料准备和造型、造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型、造芯的各种原材料，如铸造原砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料，造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原

9、砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和连续式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，混砂速度快。 造型、造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型、造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、气冲造型机、无箱射压造型机、冷芯盒制芯机和热芯盒制芯机、覆膜砂制芯机等。 铸造金属的熔炼与浇注 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的液态金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，

10、并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。 浇注：用浇包接收熔炼后的金属液并浇注到铸型中。铸件后处理、检验 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还

11、粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。 砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。 有些铸件因特殊要求，还要经铸件热处理、变形整形、防锈处理、粗加工等。 铸件交货前进行有选择的项目检测：如尺寸、形状、表面粗糙度、材质、金像、内部质量探伤检测等。铸件的热处理 高温热处理：在规定的加热速度、保温温度、保温时间、冷却速度下，使工件通过加热产生相变、并通过不同的冷却速度得到想要的工件金像组织和硬度。如正火。 低温去应力退火处理：将工件缓慢加热到AC3相变温度以下、保温一段时间后缓慢冷却到常温的过程。渣浆

12、泵铸件的热处理 淬火处理 1）淬火温度1050，保温3.54.0h，当外界气温高于30时要间歇吹风冷却到600，才自然冷却到常温；当外界气温低于30时，可直接出炉空冷。 使其表面硬度达到HRC58-60 2）叶轮因轴孔泥芯采用保温材料混砂，浇注后使其表面硬度40HRC故不进行软化处理，直接进行硬化处理。 3）工件：叶轮+护套+护板 4）装炉时，工件之间要留有80150mm的间隙，以利于保障必要的散热速度。渣浆泵铸件淬火处理铸造的应用 铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基

13、合金零件不用铸造方法无法成形。 铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的 铸造的限制 铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种造型机、造芯机，有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。 铸造生产有与其他工艺不同的特点，主要是适应性广、需

14、用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更为严重，需要采取措施进行控制。 在许多国家和地区受到限制。 铸件的力学性能不如相同化学成分的锻件好，同时由于铸造生产工序多、投料多，控制不好时，铸件质量不够稳定，废品率也相对较高，劳动条件也较差 。铸造的发展趋势 铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。此外，节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求，新的铸造合金（双金属铸造）将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。 铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将更多地向柔性生产方面发展