铸造a概要培训讲学

1、铸造A概要铸造存在如下缺点铸造存在如下缺点： （1）铸造生产工序繁多，工艺过程较难控制，）铸造生产工序繁多，工艺过程较难控制，因此铸件易产生缺陷。因此铸件易产生缺陷。 （2）铸件的尺寸均一性差，尺寸精度低。）铸件的尺寸均一性差，尺寸精度低。 （3）和相同形状、尺寸的锻件相比，铸件的）和相同形状、尺寸的锻件相比，铸件的内在质量差，承载能力不及锻件。内在质量差，承载能力不及锻件。 （4）工作环境差，温度高，粉尘多，而且劳）工作环境差，温度高，粉尘多，而且劳动强度大。动强度大。 铸造的缺点使其应用受到一定限制。铸造的缺点使其应用受到一定限制。二、铸造的分类二、铸造的分类 根据生产方法的不同，铸造可分

2、为砂型铸造和特种铸造两大根据生产方法的不同，铸造可分为砂型铸造和特种铸造两大类。类。1、砂型铸造、砂型铸造 砂型铸造是用型砂紧实成形的铸造方法。由于砂型铸造简便易砂型铸造是用型砂紧实成形的铸造方法。由于砂型铸造简便易行，原材料来源广，成本低，见效快，因而在目前的铸造生产中仍行，原材料来源广，成本低，见效快，因而在目前的铸造生产中仍占主导地位，用砂型铸造生产的铸件，约占铸件总重量的占主导地位，用砂型铸造生产的铸件，约占铸件总重量的90。 砂型铸造可分为湿砂型（不经烘干可直接进行浇注的砂型）铸砂型铸造可分为湿砂型（不经烘干可直接进行浇注的砂型）铸造和干砂型（经烘干的高黏土砂型）铸造两种。砂型铸造的

3、工艺过造和干砂型（经烘干的高黏土砂型）铸造两种。砂型铸造的工艺过程一般由造型（制造砂型）、造芯（制造砂芯）、烘干（用于干砂程一般由造型（制造砂型）、造芯（制造砂芯）、烘干（用于干砂型铸造）、合型（合箱）、浇注、落砂、清理及铸件检验等组成。型铸造）、合型（合箱）、浇注、落砂、清理及铸件检验等组成。图图1-1所示为齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程。所示为齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程。图图1-1 砂型铸造工艺过程砂型铸造工艺过程 2、特种铸造、特种铸造 一般称砂型铸造以外的其他铸造方法为特种铸一般称砂型铸造以外的其他铸造方法为特种铸造。常用的特种铸造有：金属型铸造、压力铸造、造。常用的特种铸造有：金属型铸造

4、、压力铸造、离心铸造、熔模铸造等。离心铸造、熔模铸造等。12 砂型的制作一、砂型一、砂型 用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体称为铸型。型芯和浇冒口系统的组合整体称为铸型。 用型砂制成的铸型称为砂型。砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸用型砂制成的铸型称为砂型。砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸型的组成部分。型的组成部分。 砂型的制作是砂型铸造工艺过程中的主要工序。制造砂型即使砂型的制作是砂型铸造工艺过程中的主要工序。制造砂型即使用造型材料，借助模样和芯盒造型造芯，以实现铸件的外形和内形用造型材料，借助模样

5、和芯盒造型造芯，以实现铸件的外形和内形的要求。的要求。二、造型材料二、造型材料 造型材料是制造砂型和砂芯的材料，包括砂、黏土、有机或无造型材料是制造砂型和砂芯的材料，包括砂、黏土、有机或无机粘结剂和其他附加物。机粘结剂和其他附加物。 按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造型要求的混合按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造型要求的混合料称为型秒。按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造芯要料称为型秒。按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造芯要求的混合料称为芯砂。求的混合料称为芯砂。 砂型在浇注和凝固过程中要承受熔融金属的冲刷、静压力和高温的作用，并要排出砂型在浇注和凝固过程中要承受

6、熔融金属的冲刷、静压力和高温的作用，并要排出大量气体，型芯则要承受凝固时的收缩压力，因此型（芯）砂应有以下几方面的性能要大量气体，型芯则要承受凝固时的收缩压力，因此型（芯）砂应有以下几方面的性能要求：求： （1）可塑性）可塑性 型（芯）砂在外力作用下可以成形，外力消除后仍能保持其形状的性型（芯）砂在外力作用下可以成形，外力消除后仍能保持其形状的性能称为可塑性。可塑性好，易于成形，能获得型腔清晰的砂型，从而保证铸件具有精确能称为可塑性。可塑性好，易于成形，能获得型腔清晰的砂型，从而保证铸件具有精确的轮廓尺寸。的轮廓尺寸。 （2）强度）强度 型秒、芯砂抵抗外力破坏的能力称为型砂强度。型砂应具有足够

7、的强度，型秒、芯砂抵抗外力破坏的能力称为型砂强度。型砂应具有足够的强度，在浇注时能承受熔融金属的冲击和压力而不致发生变形和毁坏（如冲秒、塌箱等），从在浇注时能承受熔融金属的冲击和压力而不致发生变形和毁坏（如冲秒、塌箱等），从而避免铸件产生夹砂、结疤、砂眼等缺陷。而避免铸件产生夹砂、结疤、砂眼等缺陷。 （3）耐火性）耐火性 型砂在高温熔融金属的作用下不软化、不熔融烧结及不粘附在铸件表型砂在高温熔融金属的作用下不软化、不熔融烧结及不粘附在铸件表面上的性能称为耐火性。耐火性差会造成铸件表面粘砂，使清理和切削困难，严重时铸面上的性能称为耐火性。耐火性差会造成铸件表面粘砂，使清理和切削困难，严重时铸件报

8、废。件报废。 （4）透气性）透气性 型砂透气性用紧实砂样的孔隙度表示。孔隙度越大，则透气性越好。型砂透气性用紧实砂样的孔隙度表示。孔隙度越大，则透气性越好。熔融金属浇入砂型后，在高温的作用下，砂型中会产生大量气体，熔融金属内部也会分熔融金属浇入砂型后，在高温的作用下，砂型中会产生大量气体，熔融金属内部也会分离出气体。如果透气性差，部分气体就会留在熔融金属内不能排出，导致铸件产生气孔离出气体。如果透气性差，部分气体就会留在熔融金属内不能排出，导致铸件产生气孔等缺陷。等缺陷。 （5）退让性）退让性 铸件冷却收缩时，砂型与型芯的体积可以被压缩的性能称为退让性。铸件冷却收缩时，砂型与型芯的体积可以被压

9、缩的性能称为退让性。退让性差时，铸件收缩时受到较大阻碍，会使铸件产生较大内应力，甚至产生变形或裂退让性差时，铸件收缩时受到较大阻碍，会使铸件产生较大内应力，甚至产生变形或裂纹等缺陷。纹等缺陷。 在铸造过程中，型芯被熔融金属包围，工作条件恶劣，因此，芯砂比型砂应具有更在铸造过程中，型芯被熔融金属包围，工作条件恶劣，因此，芯砂比型砂应具有更高的强度、耐火性、透气性和退让性。高的强度、耐火性、透气性和退让性。型砂的性能型砂的性能三、模样扣芯盒三、模样扣芯盒1、模样、模样 由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样。由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样。制

10、造砂型时，使用模样可以获得与零件外部轮廓相似的型腔。模样是按照零制造砂型时，使用模样可以获得与零件外部轮廓相似的型腔。模样是按照零件图样要求绘制的铸造工艺图的。制造模样时要注意以下几点：件图样要求绘制的铸造工艺图的。制造模样时要注意以下几点： （1）加工余量）加工余量 加工余量是指为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸加工余量是指为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。加工余量的大小件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。加工余量的大小根据铸件尺寸公差等级和加工余量来确定。一般小型铸件的加工余置为根据铸件尺寸公差等级和加工余量来确定。一

11、般小型铸件的加工余置为26mm。 （2）收缩余量）收缩余量 收缩余量是指为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样尺寸收缩余量是指为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值。收缩余量与铸件的线收缩率和模样尺寸有关，铸件的线收缩率增大的数值。收缩余量与铸件的线收缩率和模样尺寸有关，铸件的线收缩率可用下式表示：可用下式表示： 式中式中 铸件线收缩率；铸件线收缩率； 、 同一尺寸在模样与铸件上的长度，同一尺寸在模样与铸件上的长度，mm。 不同的铸造金属（或合金）其线收缩率不同。一般灰铸铁不同的铸造金属（或合金）其线收缩率不同。一般灰铸铁0.51；铸钢铸钢1.62.0；青铜；青铜1.4；铝合金；铝合金1.0

12、1.2。模L模L铸件L00100模铸件模LLL （3）起模斜度）起模斜度 起模斜度是指为使模样容易从铸型中取出或型芯起模斜度是指为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。起模斜度自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。起模斜度可用倾斜角表示或用起模斜度使铸件增加或减少的尺寸表示（图可用倾斜角表示或用起模斜度使铸件增加或减少的尺寸表示（图12）。起模斜度一般为）。起模斜度一般为 。 （4）铸造圆角）铸造圆角 制造模样时，凡相邻两表面的交角，都应做成圆制造模样时，凡相邻两表面的交角，都应做成圆角（图角（图13）。铸造圆角的作用是：造型方便；浇注时

13、防止铸型夹角）。铸造圆角的作用是：造型方便；浇注时防止铸型夹角被冲坏而引起铸件粘砂；防止铸件因夹角处应力集中而产生裂纹。被冲坏而引起铸件粘砂；防止铸件因夹角处应力集中而产生裂纹。 （5）芯头）芯头 芯头是指模样上的突出部分，它在型内形成芯座（铸芯头是指模样上的突出部分，它在型内形成芯座（铸型中专为放置型芯头的空腔），以放置芯头。对于型芯来说芯头是型型中专为放置型芯头的空腔），以放置芯头。对于型芯来说芯头是型芯的外伸部分，不形成铸件轮廓，只是落入芯座内，用以定位和支承芯的外伸部分，不形成铸件轮廓，只是落入芯座内，用以定位和支承型芯（图型芯（图14）。）。 （6）分型面）分型面 分型面是指铸型组元

14、间的接合面（图分型面是指铸型组元间的接合面（图14）。选择）。选择分型面时应考虑以下几个方面：使分型面具有最大水平投影尺寸；尽分型面时应考虑以下几个方面：使分型面具有最大水平投影尺寸；尽量满足浇注位置的要求；造型方便；起模容易。量满足浇注位置的要求；造型方便；起模容易。 050 031-上型上型 2-分型面分型面 3-型芯型芯4-支座支座 型腔型腔 5-芯头芯头 6-下型下型图图1-2起模斜度图起模斜度图 图图1-3 铸造圆角铸造圆角 图图1-4 支座的铸型支座的铸型2、芯盒、芯盒 制造型芯或其他种类耐火材料芯所用的装备称为芯盒。芯盒的制造型芯或其他种类耐火材料芯所用的装备称为芯盒。芯盒的内腔

15、与型芯的形状和尺寸相同。内腔与型芯的形状和尺寸相同。四、造型四、造型 用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。造用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。造型可分为手工造型、机器造型和自动化造型。型可分为手工造型、机器造型和自动化造型。 1、手工造型图、手工造型图1-5砂箱砂箱 全部用手工或手动工具完成的造型工序称为手工造型。手工造全部用手工或手动工具完成的造型工序称为手工造型。手工造型方法简便，工艺装备简单，适应性强，因此在单件或小批量生产，型方法简便，工艺装备简单，适应性强，因此在单件或小批量生产，特别是大型铸件和复杂铸件生产中应用广泛。但手工造型生产率低，特别是大型

16、铸件和复杂铸件生产中应用广泛。但手工造型生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定。劳动强度大，铸件质量不稳定。 手工造型的方法很多，常见的有：手工造型的方法很多，常见的有：有箱造型、脱箱造型、地坑造型和刮有箱造型、脱箱造型、地坑造型和刮板造型等。板造型等。 有箱造型是用砂箱作为铸型组成有箱造型是用砂箱作为铸型组成部分制造铸型的过程。砂箱是容纳和部分制造铸型的过程。砂箱是容纳和支承砂型的刚性框。支承砂型的刚性框。图图1-5 砂砂 箱箱 有箱造型分整体模造型和分开模造型。没有分模面的模样称为有箱造型分整体模造型和分开模造型。没有分模面的模样称为整体模。造型时，型腔全部在半个铸型（通常为下型）内，另外半

17、整体模。造型时，型腔全部在半个铸型（通常为下型）内，另外半个铸型（上型）为平箱，分型面为一平面。整体模造型方法简单，个铸型（上型）为平箱，分型面为一平面。整体模造型方法简单，适用于形状简单的铸件。图适用于形状简单的铸件。图16所示为整体模造型的过程示图。所示为整体模造型的过程示图。 有分模面的模样称为分开模。通常为一个分模面，模样被分成有分模面的模样称为分开模。通常为一个分模面，模样被分成两部分，分别制造上型和下型。型腔位于上型和下型之中。分开模两部分，分别制造上型和下型。型腔位于上型和下型之中。分开模造型有两箱造型和三箱造型，其中两箱分开模造型是应用最广泛的造型有两箱造型和三箱造型，其中两箱

18、分开模造型是应用最广泛的一种有箱造型方法。图一种有箱造型方法。图17所示为法兰管铸件的两箱分开模造型的所示为法兰管铸件的两箱分开模造型的过程示图。过程示图。 图图16 整体模造型过程整体模造型过程a）造下型）造下型 b）刮平）刮平 c）造上型）造上型 d）起模）起模 e）合型）合型 e）带有浇口铸件）带有浇口铸件1-捣砂箱捣砂箱 2-砂箱砂箱 3-模底板模底板 4-模样模样 5-刮板刮板 6-记号记号 7-浇口棒浇口棒 8-气孔针气孔针图图1-7 两箱分开模造型过程两箱分开模造型过程a）铸件简图）铸件简图 b）模样）模样 c）造下型）造下型 d）造上型、开浇冒口）造上型、开浇冒口 e）下芯、合

19、型并加压铁）下芯、合型并加压铁f ）带有浇冒口的铸件）带有浇冒口的铸件1-下半模样下半模样 2-下砂箱下砂箱 3-模底板模底板 4-浇田棒浇田棒 5-冒口棒冒口棒 6-上半模样上半模样 7-上砂箱上砂箱 8-压铁压铁abc2、机器造型和自动化造型、机器造型和自动化造型 用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器造型。紧砂是使砂箱（芯盒）内型（芯）砂提高紧实度的操作。造型。紧砂是使砂箱（芯盒）内型（芯）砂提高紧实度的操作。所有造型工序基本不需人力完成的造型过程称为自动化造型。机所有造型工序基本不需人力完成的造型过程称为自动化造型。机器

20、造型和自动化造型可提高生产率，改善劳动条件，提高铸件精器造型和自动化造型可提高生产率，改善劳动条件，提高铸件精度和表面质量，但设备、工艺装备等投资较大，适用于大批量生度和表面质量，但设备、工艺装备等投资较大，适用于大批量生产和流水线生产。产和流水线生产。五、造芯五、造芯 制造型芯的过程称造芯。是为获得铸件的内孔或局部外形，用制造型芯的过程称造芯。是为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。造芯可分手工芯砂或其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。造芯可分手工造芯和机器造芯。常用手工造芯的方法为芯盒造芯。芯盒通常由两造芯和机器造芯。常用手工造芯的方法为芯盒造芯。

21、芯盒通常由两半组成，图半组成，图18为芯盒造芯的示意图。手工造芯主要应用于单件、为芯盒造芯的示意图。手工造芯主要应用于单件、小批量生产中。机器造芯是利用造芯机来完成填秒、紧砂和取芯的，小批量生产中。机器造芯是利用造芯机来完成填秒、紧砂和取芯的，生产效率高，型芯质量好，适用于大批量生产。生产效率高，型芯质量好，适用于大批量生产。 成形后的型芯一般都需要烘干，烘芯的目的是提高型芯的强度成形后的型芯一般都需要烘干，烘芯的目的是提高型芯的强度和透气性，减少型芯的发气量。若需要增加型芯的强度，则可在造和透气性，减少型芯的发气量。若需要增加型芯的强度，则可在造芯时在型芯内放置芯骨。芯时在型芯内放置芯骨。芯

22、骨芯骨是一种放入型芯中用以加强或支持型是一种放入型芯中用以加强或支持型芯并有一定形状的金属构架。若需要增加型芯的透气性，除对型芯芯并有一定形状的金属构架。若需要增加型芯的透气性，除对型芯扎通气孔外，还可在型芯中埋放通气蜡线（扎通气孔外，还可在型芯中埋放通气蜡线（蜡质线绳蜡质线绳），型芯烘干），型芯烘干时焚化，成为排气通道。型芯表面一般都要刷上涂料，用以提高型时焚化，成为排气通道。型芯表面一般都要刷上涂料，用以提高型芯表层的耐火度、保温性、化学稳定性，使型芯表面光滑，并提高芯表层的耐火度、保温性、化学稳定性，使型芯表面光滑，并提高其抵抗高温熔融金属的侵蚀能力。其抵抗高温熔融金属的侵蚀能力。图图1

23、8 芯盒造芯示意图芯盒造芯示意图a）芯盒的装配）芯盒的装配 b）取芯）取芯 1-型芯型芯 2-芯盒芯盒 3-定位销定位销 4-夹钳夹钳 六、浇注系统及冒口六、浇注系统及冒口1、浇注系统、浇注系统 浇注系统是为填充型腔和冒口而开设浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常由浇口杯、于铸型中的一系列通道。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成（图直浇道、横浇道和内浇道组成（图19）。）。 浇注系统简称浇口，其作用是浇注系统简称浇口，其作用是：保：保证熔融金属平稳、均匀、连续地充满型腔；证熔融金属平稳、均匀、连续地充满型腔；阻止熔渣、气体和砂粒随熔融金属进人型阻止熔渣、气体和砂粒随

24、熔融金属进人型腔；控制铸件的凝固顺序；供给铸件冷凝腔；控制铸件的凝固顺序；供给铸件冷凝收缩时所需补充的金用熔液（补缩）。收缩时所需补充的金用熔液（补缩）。 （1）浇口杯）浇口杯 漏斗形外浇口，与直浇漏斗形外浇口，与直浇道顶端连接，用以承接并导入熔融金属，道顶端连接，用以承接并导入熔融金属，可单独制造，也可直接在铸型内形成，成可单独制造，也可直接在铸型内形成，成为直浇道顶部的扩大部分。浇口杯能缓和为直浇道顶部的扩大部分。浇口杯能缓和熔融金属对铸型的冲击，并使熔渣、杂质熔融金属对铸型的冲击，并使熔渣、杂质上浮，起到挡渣作用。上浮，起到挡渣作用。图图19 浇注系统浇注系统1-浇口杯浇口杯 2-直浇道

25、直浇道 3-横浇道横浇道 4-内浇道内浇道 （2）直浇道）直浇道 浇注系统中的垂直通道。通常带有一定的锥度。直浇注系统中的垂直通道。通常带有一定的锥度。直浇道的作用是调节熔融金属流入型腔的速度和压力。直浇道越高，熔浇道的作用是调节熔融金属流入型腔的速度和压力。直浇道越高，熔融金属的流速越快，压力越大；熔融金属越易于充满型腔的狭薄部分。融金属的流速越快，压力越大；熔融金属越易于充满型腔的狭薄部分。 （3）横浇道）横浇道 浇注系统中的水平通道部分。其截面多为梯形。横浇注系统中的水平通道部分。其截面多为梯形。横浇道用以分配熔融金属流入内浇道，同时亦起挡渣作用。横浇道一般浇道用以分配熔融金属流入内浇道

26、，同时亦起挡渣作用。横浇道一般位于上型分型面处位于上型分型面处。 （4）内浇道）内浇道 浇注系统中，引导液态金属进入型腔的部分。其截浇注系统中，引导液态金属进入型腔的部分。其截面为梯形或半圆形。内浇道的作用控制熔融金属的流动速度和方向，面为梯形或半圆形。内浇道的作用控制熔融金属的流动速度和方向，其尺寸和数量根据金属材料的种类、铸件的质量、壁厚大小各铸件的其尺寸和数量根据金属材料的种类、铸件的质量、壁厚大小各铸件的外形而定。内浇道一般位于下型分型面处。外形而定。内浇道一般位于下型分型面处。 一般情形下，直浇道截面应大于横浇道截面，横浇道截面应大于一般情形下，直浇道截面应大于横浇道截面，横浇道截面

27、应大于内浇道截面，以保证熔融金属充满浇道，并使熔渣浮集在横浇道上部，内浇道截面，以保证熔融金属充满浇道，并使熔渣浮集在横浇道上部，起挡渣作用。起挡渣作用。 2、冒口、冒口 冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。除补缩外，。除补缩外，冒口有时还起排气和集渣的作用。冒口一般设置在铸件的最高处和最冒口有时还起排气和集渣的作用。冒口一般设置在铸件的最高处和最厚处。图厚处。图110为带有浇、冒口的法兰管于铸件，在铸件两端最高处为带有浇、冒口的法兰管于铸件，在铸件两端最高处设有冒口。设有冒口。图图110 带有浇冒口的铸件带有浇冒口的铸件1-浇口杯浇口杯

28、2-直浇道直浇道 3-横浇道横浇道 4-内浇道内浇道七、合型七、合型 将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程称为合型（又称个完整铸型的操作过程称为合型（又称合箱合箱）。合型前应对砂型）。合型前应对砂型和型芯的质量进行检查，若有损坏，需要进行修理；为检查型腔和型芯的质量进行检查，若有损坏，需要进行修理；为检查型腔顶面与芯子顶面之间的距离需要进行试合型（称为验型）。合型顶面与芯子顶面之间的距离需要进行试合型（称为验型）。合型时要保证铸型型腔几何形状和尺寸的准确及型芯的稳固。合型后，时要保证铸型型腔几何形状和尺寸的

29、准确及型芯的稳固。合型后，上、下型应夹紧或在铸型上放且压铁，以防浇注时上型被熔融金上、下型应夹紧或在铸型上放且压铁，以防浇注时上型被熔融金属顶起，造成抬箱、射箱（熔融金属流出箱外）或跑火（着火的属顶起，造成抬箱、射箱（熔融金属流出箱外）或跑火（着火的气体溢出箱外。气体溢出箱外。13 浇注、落砂和清理浇注、落砂和清理一、浇注一、浇注 将熔融金属从浇包注入铸型的操作称为浇注将熔融金属从浇包注入铸型的操作称为浇注。浇包是容纳、输。浇包是容纳、输送和浇注熔融金属用的容器，用钢板制成外壳，内衬耐火材料。图送和浇注熔融金属用的容器，用钢板制成外壳，内衬耐火材料。图111所示为几种常用的浇包。所示为几种常用

30、的浇包。 为了获得优质铸件，除正确的造型、熔炼合格的铸造合金熔液为了获得优质铸件，除正确的造型、熔炼合格的铸造合金熔液外，浇注温度的高低及浇注速度的快慢也是影响铸件质量的重要因外，浇注温度的高低及浇注速度的快慢也是影响铸件质量的重要因素。素。 金属液浇入铸型时的温度称为浇注温度。浇注温度是铸造过程金属液浇入铸型时的温度称为浇注温度。浇注温度是铸造过程须控制的质量指标之一。灰口铸铁的浇注温度一般在须控制的质量指标之一。灰口铸铁的浇注温度一般在13400C左右；左右；黄铜的浇注温度在黄铜的浇注温度在10600C左右；青铜的浇注温度在左右；青铜的浇注温度在12000C左右。左右。 单位时间内浇入铸型

31、中的金属液质量称浇注速度，用表示。浇单位时间内浇入铸型中的金属液质量称浇注速度，用表示。浇注速度应根据铸件的具体情况而定，可通过操纵浇包和布置浇注系注速度应根据铸件的具体情况而定，可通过操纵浇包和布置浇注系统进行控制。统进行控制。 浇注前，应把熔融金属表面的熔渣除尽，以免浇入铸型而影响浇注前，应把熔融金属表面的熔渣除尽，以免浇入铸型而影响质量。浇注时，须使浇口杯保持充满，不允许浇注中断，并注意防质量。浇注时，须使浇口杯保持充满，不允许浇注中断，并注意防止飞溅和满溢。止飞溅和满溢。图图111 常用浇包常用浇包a）握包）握包 b）抬包）抬包 c）吊包）吊包二、落砂和清理二、落砂和清理1、落砂、落砂

32、 用手工或机械使铸件和型秒、砂箱分开的操作称为落砂。从铸用手工或机械使铸件和型秒、砂箱分开的操作称为落砂。从铸件中去除芯砂和芯骨的操作称为除芯。件中去除芯砂和芯骨的操作称为除芯。 落砂方法分为手工落砂和机械落砂。手工落砂用于单件、小批落砂方法分为手工落砂和机械落砂。手工落砂用于单件、小批量生产，机械落砂一般由落砂机进行，用于大批量生产。量生产，机械落砂一般由落砂机进行，用于大批量生产。 铸型浇注后，铸件在砂型内应有足够的冷却时间。冷却时间可铸型浇注后，铸件在砂型内应有足够的冷却时间。冷却时间可根据铸件的形状、大小和壁厚确定。过早进行落砂，会因铸件冷却根据铸件的形状、大小和壁厚确定。过早进行落砂

33、，会因铸件冷却太快而使其内应力增加，甚至变形开裂。太快而使其内应力增加，甚至变形开裂。2、清理、清理 清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。铸件上的浇口、浇道和浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。铸件上的浇口、浇道和冒口的清除：对于冒口的清除：对于铸铁件可用铁锤敲去铸铁件可用铁锤敲去；铸钢件可用气割切除铸钢件可用气割切除；有有色金属铸件则可用锯削除去色金属铸件则可用锯削除去。铸件上的粘砂、细小飞翅、氧化皮等。铸件上的粘砂、细小飞翅、氧化皮等可用喷砂或抛丸清秒、水力清砂、化学清砂等方法予

34、以清理。大量可用喷砂或抛丸清秒、水力清砂、化学清砂等方法予以清理。大量生产时多采用专用清理机械和设备进行清理。生产时多采用专用清理机械和设备进行清理。五、铸件的外观检查及缺陷五、铸件的外观检查及缺陷 经落秒、清理后的铸件应进行质量检验。铸件质量包括外观质量、经落秒、清理后的铸件应进行质量检验。铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量。铸件均须进行外观质量检查，重要的铸件则须进内在质量和使用质量。铸件均须进行外观质量检查，重要的铸件则须进行内在质量和使用质量的检查。行内在质量和使用质量的检查。 铸件的外观质量项目包括铸件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸公差、铸件的外观质量项目包括铸件的表面粗糙度、表

35、面缺陷、尺寸公差、形状偏差、重量偏差等。检查铸件的表面质量，一般通过直接观察或使形状偏差、重量偏差等。检查铸件的表面质量，一般通过直接观察或使用有关量具、仪器等进行。用有关量具、仪器等进行。 由于铸造工艺较为复杂，铸件质量受型砂质量、造型、熔炼、浇注由于铸造工艺较为复杂，铸件质量受型砂质量、造型、熔炼、浇注等诸多因素的影响，因此容易产生缺陷。常见的缺陷有气孔、缩孔、砂等诸多因素的影响，因此容易产生缺陷。常见的缺陷有气孔、缩孔、砂眼、粘砂和裂纹等（图眼、粘砂和裂纹等（图112）。）。 图图112 常见的铸件缺陷常见的铸件缺陷 a）气孔）气孔 b）缩孔）缩孔 c ）砂眼）砂眼 d）粘秒）粘秒 e）

36、裂纹）裂纹 （1）气孔）气孔 气孔是表面比较光滑，呈梨形、圆形、椭圆形的孔洞。一般不气孔是表面比较光滑，呈梨形、圆形、椭圆形的孔洞。一般不在铸件表面露出，大孔常孤立存在，小孔则成群出现。产生气孔的原因有造型在铸件表面露出，大孔常孤立存在，小孔则成群出现。产生气孔的原因有造型材料中水分过多或含有大量的发气物质、砂型和型芯的透气性差，以及浇注速材料中水分过多或含有大量的发气物质、砂型和型芯的透气性差，以及浇注速度过快，使型腔中的气体来不及排出等。度过快，使型腔中的气体来不及排出等。 （2）缩孔）缩孔 缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶的孔洞，常出现在铸缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶的孔

37、洞，常出现在铸件最后凝固的部位。产生缩孔的原因是铸件在凝固过程中收缩时得不到足够熔件最后凝固的部位。产生缩孔的原因是铸件在凝固过程中收缩时得不到足够熔融金属的补充，即由于补缩不良造成。融金属的补充，即由于补缩不良造成。铸件断面上出现的分散而微小的缩孔称铸件断面上出现的分散而微小的缩孔称为缩松为缩松，铸件有缩松缺陷的部位，在气密性试验时可能渗漏。，铸件有缩松缺陷的部位，在气密性试验时可能渗漏。 （3）砂眼）砂眼 铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。产生砂眼的原因有铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。产生砂眼的原因有型砂强度不够或型砂紧实度不足，以及浇注速度太快等。型砂强度不够或型砂紧实度不足

38、，以及浇注速度太快等。 （4）粘砂）粘砂 铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和金属的机械混合物铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和金属的机械混合物或由金属氧化物、砂子和黏土相互作用而生成的低熔点化合物称为粘砂，前者或由金属氧化物、砂子和黏土相互作用而生成的低熔点化合物称为粘砂，前者称为机械粘秒，后者称为化学粘砂。粘砂使铸件表面粗糙，不易加工。造成粘称为机械粘秒，后者称为化学粘砂。粘砂使铸件表面粗糙，不易加工。造成粘砂的原因是型砂的耐火性差或浇注温度过高。砂的原因是型砂的耐火性差或浇注温度过高。 （5）裂纹）裂纹 裂纹即铸件开裂，分冷裂和热裂两种。产生裂纹的原因是由于裂纹即铸件开裂，分冷裂和

39、热裂两种。产生裂纹的原因是由于铸件壁厚相差大，浇注系统开设不当、砂型与型芯的退让性差等。这些缺陷使铸件壁厚相差大，浇注系统开设不当、砂型与型芯的退让性差等。这些缺陷使铸件在收缩时产生较大的应力，从而导致开裂。铸件在收缩时产生较大的应力，从而导致开裂。14 特种铸造简介特种铸造简介一、金属型铸造一、金属型铸造 通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法称为通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法称为金属型铸造。金属型铸造。 用金属材料制成的铸型称为金属型。金属型常用灰铸铁或铸钢制成。型用金属材料制成的铸型称为金属型。金属型常用灰铸铁或铸钢制成。型芯可用砂芯或金属

40、芯：砂芯常用于高熔点合金铸件；金属芯常用于有色金属芯可用砂芯或金属芯：砂芯常用于高熔点合金铸件；金属芯常用于有色金属铸件。图铸件。图113所示为采用垂直分型方式的金属型。所示为采用垂直分型方式的金属型。 与砂型铸造相比较，金属型铸造有如下特点：与砂型铸造相比较，金属型铸造有如下特点： （1）金属型可以多次使用，浇注次数可达数万次而不损坏，因此可节省）金属型可以多次使用，浇注次数可达数万次而不损坏，因此可节省造型工时和大量的造型材料。造型工时和大量的造型材料。 （2）金属型加工精确，型腔变形小，型壁光洁，因此铸件形状谁确，尺）金属型加工精确，型腔变形小，型壁光洁，因此铸件形状谁确，尺寸精度高（寸

41、精度高（IT12IT10），表面粗糙度值小（），表面粗糙度值小（ 12.56.3 ）。）。 （3）金属型传热迅速；铸件冷却速度快，因而晶粒细，力学性能较好。）金属型传热迅速；铸件冷却速度快，因而晶粒细，力学性能较好。 （4）生产率高，无粉尘，劳动条件得到改善。）生产率高，无粉尘，劳动条件得到改善。 （5）金属型的设计、制造、使用及维护要求高，制造成本高，生产准备）金属型的设计、制造、使用及维护要求高，制造成本高，生产准备时间较长。时间较长。 金属型铸造主要应用于非铁合金铸件的大批量生产，其铸件不宜过大，金属型铸造主要应用于非铁合金铸件的大批量生产，其铸件不宜过大，形状不能太复杂，壁不能太薄。形

42、状不能太复杂，壁不能太薄。Ram图图113 垂直分型式金属型垂直分型式金属型1-底座底座 2-活动半型活动半型3-定位销定位销 4-固定半型固定半型 二、压力铸造二、压力铸造 使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。压力铸造在压铸机上进行。压铸机主要由为压力铸造，简称压铸。压力铸造在压铸机上进行。压铸机主要由压射装置和合型机构组成，按压铸型是否预热分为冷室压铸机和热压射装置和合型机构组成，按压铸型是否预热分为冷室压铸机和热室压铸机，按压射冲头的位置又可分为立式和卧式。生产上以卧式室压铸机，按压射冲头的位置

43、又可分为立式和卧式。生产上以卧式冷室压铸机应用较多。图冷室压铸机应用较多。图114为卧式冷室压铸机的工作原理图。为卧式冷室压铸机的工作原理图。定量勺内的熔融金属注入压室后，压射冲头（俗称活塞、柱塞）向定量勺内的熔融金属注入压室后，压射冲头（俗称活塞、柱塞）向左推进，将熔融金属压入闭合的压铸型型腔，稍停片刻，使金属在左推进，将熔融金属压入闭合的压铸型型腔，稍停片刻，使金属在压力下凝固，然后向右退回压射冲头，分开压铸型，推杆顶出压铸压力下凝固，然后向右退回压射冲头，分开压铸型，推杆顶出压铸件。件。图图114 卧式冷室压铸机工作原理图卧式冷室压铸机工作原理图1-动型动型 2-定型定型 3-压射冲头压

44、射冲头 4-铸件铸件 5-压室压室压力铸造有如下特点压力铸造有如下特点 （1）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。 （2）铸件质量高，强度和硬度都较秒型或金属型铸件）铸件质量高，强度和硬度都较秒型或金属型铸件高，尺寸精度可达高，尺寸精度可达IT12IT10，表面粗糙度值可达，表面粗糙度值可达 3.20.8 。 （3）压力铸造可生产精密铸件。）压力铸造可生产精密铸件。 压力铸造是实现少切削和无切削的有效途径之一。压力铸造是实现少切削和无切削的有效途径之一。目前，压铸件的材料已由非铁合金扩大到铸铁、碳素钢目前，压铸件的材料已由非铁合金扩大到铸铁、碳素钢和合金钢。和合金钢。Ra

45、m三、离心铸造三、离心铸造 使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转的铸型，在惯性力使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转的铸型，在惯性力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合，这种铸造方法称作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合，这种铸造方法称为离心铸造。为离心铸造。离心铸造在离心铸造机上进行，铸型可以用金属型，也离心铸造在离心铸造机上进行，铸型可以用金属型，也可以用砂型。图可以用砂型。图115为离心铸造的工作原理图。图为离心铸造的工作原理图。图a为绕立轴旋转的为绕立轴旋转的离心铸造，铸件内表面呈抛物面，铸件壁上下厚度不均匀，并随铸件离心铸造，铸件内表面呈抛物面，铸件壁上下厚度

46、不均匀，并随铸件高度增大而越加严重，所以只适用于高度较小的环类、盘套类铸件。高度增大而越加严重，所以只适用于高度较小的环类、盘套类铸件。图图b为绕水平轴旋转的离心铸造，铸件壁好均匀，适于制造管、筒、为绕水平轴旋转的离心铸造，铸件壁好均匀，适于制造管、筒、套（包括双金属衬套）及辊轴等铸件。套（包括双金属衬套）及辊轴等铸件。图图115 离心铸造离心铸造 在惯性力的作用下，金属结晶从铸型壁（铸件的外在惯性力的作用下，金属结晶从铸型壁（铸件的外层）向铸件内表面顺序进行，呈方向性结晶，层）向铸件内表面顺序进行，呈方向性结晶，熔渣、气熔渣、气体、夹杂物等集中于铸件内表层体、夹杂物等集中于铸件内表层，铸件其

47、他部分结晶组，铸件其他部分结晶组织细密，无气孔、缩孔、夹渣等缺陷，因此织细密，无气孔、缩孔、夹渣等缺陷，因此铸件力学性铸件力学性能较好能较好。对于中空铸件，可以留足余量，以便将劣质的。对于中空铸件，可以留足余量，以便将劣质的内表层用切削的方法去除，以确保内孔的形状和尺寸精内表层用切削的方法去除，以确保内孔的形状和尺寸精度。此外，度。此外，离心铸造不需浇注系统，无浇冒口等熔融金离心铸造不需浇注系统，无浇冒口等熔融金属的消耗，铸造中空铸件时还可省去型芯，因此设备投属的消耗，铸造中空铸件时还可省去型芯，因此设备投资少，效率高资少，效率高。 离心铸造主要适用于铸造空心回转体，如各种管子、离心铸造主要适

48、用于铸造空心回转体，如各种管子、缸套、圆筒形铸件，还可以进行双层金属衬套、轴瓦的缸套、圆筒形铸件，还可以进行双层金属衬套、轴瓦的铸造。铸造。 四、熔模铸造四、熔模铸造 用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法称为熔模成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法称为熔模铸造。熔模铸造又称失蜡铸造。熔模铸造的工艺过程如图铸造。熔模铸造又称失蜡铸造。熔模铸造的工艺过程如图116所示。所示。 图图116 熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程a）标准铸件）标准铸件 b）压型）压型 c ）熔蜡）熔蜡 d ）压制熔模）压制熔模 e ）单个蜡模）单个蜡模f f）模组）模组 g）制型壳、脱蜡）制型壳、脱蜡 h）填砂、浇注）填砂、浇注 制作压型：压型是用于压制模样的型，一股用钢、铝合金等制成。制作压型：压型是用于压制模样的型，一股用钢、铝合金等制成。制作蜡模：制作蜡模：熔模是可以在热水或蒸汽中熔化的模样，用蜡基材料熔模是可以在热水或蒸汽中熔化的模样，用蜡基材料（常用（常用50石蜡和石蜡和50硬脂酸）制成的熔模称为蜡模。硬脂酸）制成的熔模称为蜡模。 制作蜡模组：制作蜡模组：将液态