第7章金属液态成形

1、 铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到60006000年前。随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，年前。随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是特别是1919世纪末和世纪末和2020世纪上半叶，出现了很多的新的铸造世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，方法，如低压铸造、连续铸造、陶瓷型铸造等，在如低压铸造、连续铸造、陶瓷型铸造等，在20世纪世纪下半叶得到完善和实用化。下半叶得到完善和实用化。 由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高

2、质动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。铸造成型模拟技术等方面发展迅速。 第第7 7章章 金属液态成形金属液态成形 铸造是历史上最悠久的一种工艺，铸造是历史上最悠久的一种工艺，在我国已有在我国已有60006000多年历史了。从殷多年历史了。从殷商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。河南安阳出土的殷朝祭器司母戊鼎，河南安阳出土的殷

3、朝祭器司母戊鼎，重达重达700700多公斤，长、高都超过多公斤，长、高都超过1 1m，四周饰有精美的蟠龙纹及饕餮四周饰有精美的蟠龙纹及饕餮（to tito ti，传说中的一种贪残的传说中的一种贪残的猛兽猛兽, ,常见于青铜器上常见于青铜器上, ,用作纹饰用作纹饰, ,称为饕餮纹）。称为饕餮纹）。鼎王：司母戊方鼎鼎王：司母戊方鼎 北京明朝永乐青铜北京明朝永乐青铜大钟，距今已有大钟，距今已有500500多年多年的历史。重的历史。重46.546.5t，钟高，钟高6.756.75m，钟唇厚，钟唇厚2222cm，外径外径3.33.3m，钟体内外遍，钟体内外遍铸经文铸经文22.722.7万字，击钟万字，击

4、钟时尾音长达时尾音长达2 2min以上，以上，传距传距2020km。 永乐青铜大钟外形和永乐青铜大钟外形和内腔如此复杂、重量如内腔如此复杂、重量如此巨大、质量要求如此此巨大、质量要求如此之高，说明我们的祖先之高，说明我们的祖先早已具备精湛的冶炼和早已具备精湛的冶炼和铸造技术。铸造技术。 古代工艺品古代工艺品铸造铜马车铸造铜马车 半个多世纪以来，半个多世纪以来，孙中山铜像经历了战孙中山铜像经历了战火和政治动乱，仍然火和政治动乱，仍然完好无损，生动传神。完好无损，生动传神。看到这尊铜像，就会看到这尊铜像，就会唤起人们对孙中山先唤起人们对孙中山先生的缅怀和崇敬。生的缅怀和崇敬。现代伟人塑像现代伟人塑

5、像中华人民共和国的缔造者中华人民共和国的缔造者 毛泽东毛泽东现代伟人塑像现代伟人塑像现代工艺品现代工艺品紫紫荆荆花花机械零件机械零件破碎机偏心轴套破碎机偏心轴套铸铸 件件 精精 密密 铸铸 钢钢 件件铸造生产流水线铸造生产流水线（一）（一） 铸造生产在机械制造工业中的地位铸造生产在机械制造工业中的地位 定义：定义：铸造是铸造是熔熔炼炼金属，制造铸型，金属，制造铸型，并将熔融的并将熔融的金属液金属液浇浇入铸型，冷却凝固后入铸型，冷却凝固后获得一定形状与性能获得一定形状与性能的金属物件的成形方的金属物件的成形方法。采用铸造方法获法。采用铸造方法获得的物件称为铸件得的物件称为铸件 。一、铸造生产工艺

6、过程及特点一、铸造生产工艺过程及特点 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零件的毛坯是通过铸造方法来获得的（如车床、铣床、刨床和（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。磨床等），是其它加工制造方法无法替代的成形方法。车床车床铣床铣床刨床刨床磨床磨床 铸造按生产方式不同，可分为铸造按生产方式不同，可分为砂型铸造砂型铸造和和特种铸造特种铸造。用砂型铸。用砂型铸造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的8080% 以上。其生产以上。其生产

7、过程的工艺流程如图所示：过程的工艺流程如图所示：（1 1）砂型铸造生产过程简介）砂型铸造生产过程简介型砂配制型砂配制芯砂配制芯砂配制工装准备工装准备金属熔炼金属熔炼落砂清理落砂清理造型造型造芯造芯合型合型浇注浇注烘型烘型烘芯烘芯检验检验（二）铸造生产的特点（二）铸造生产的特点（2 2）砂型铸造生产的优点）砂型铸造生产的优点1 1、适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）。、适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）。2 2、最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体、最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体、 缸体等。缸体等。3 3、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸

8、相近）。、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）。铸铸 件件零零 件件（3 3）铸造生产的缺点）铸造生产的缺点 1 1、组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺、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。陷产生，导致铸件力学性能差，特别是冲击性能较低。 气孔气孔缩孔缩孔 2 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、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。无法通过机械加工或直接造成报废。错型错型浇不到浇不到偏芯偏芯 3 3、铸件表面粗糙，表面粘附着一层难以清

9、除的砂粒。铸件表、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。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。粘砂粘砂金属片状物金属片状物夹砂夹砂砂型铸造生产工艺流程图：砂型铸造生产工艺流程图：型砂配制型砂配制芯砂配制芯砂配制工装准备工装准备金属熔炼金属熔炼落砂清理落砂清理造型造型造芯造芯合型合型浇注浇注烘型烘型烘芯烘芯检验检验二、砂型铸造二、砂型铸造（一）砂型铸造简介（一）砂型铸造简介 砂型铸造是最常用的造型方法，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砂型铸造按造型方法的不同可分为可分为手工造型手工造型和

10、和机器造型机器造型两大类。两大类。 （二）手工造型（二）手工造型1 1、整模造型、整模造型2 2、分模造型、分模造型3 3、挖砂造型、挖砂造型4 4、活块造型、活块造型6 6、三箱造型、三箱造型7 7、地坑造型、地坑造型5 5、刮板造型、刮板造型 手工造型是指全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型是指全部用手工或手动工具完成的造型工序。 手工造型按模样结构和起模特点可分为：手工造型按模样结构和起模特点可分为： 从上图可以看出砂型铸造生产过程比较复杂，在任何一从上图可以看出砂型铸造生产过程比较复杂，在任何一道工序中，如操作不当，最终都会导致铸件不合格，甚至于道工序中，如操作不当，最终都会导致铸件不合格，甚至于报废。报废。（三）机器造型（三）机器造型三、特种铸造三、特种铸造 为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们在砂型铸为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们在砂型铸造的基础上，创造了多种