铸造课件改(恢复)1

1、一、铸造生产工艺一、铸造生产工艺 过程及特点过程及特点二、造型材料二、造型材料三、砂型铸造三、砂型铸造五、砂型铸造工艺五、砂型铸造工艺 设计及模样设计及模样六、铸件缺陷分析六、铸件缺陷分析四、特种铸造四、特种铸造 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。年前。随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，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方法，世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法， 陶瓷型铸造陶瓷型铸造等，在等，在2020世纪下半叶得世纪下半叶得

2、到完善和实用化。到完善和实用化。如低压铸造、如低压铸造、连续铸造连续铸造、 由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化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、高质量、自等要求的提高，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铸造技术、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、铸造自动化和铸造成型模拟连续铸造技术、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。技术等方面发展迅速。 v 铸造是历史上最悠久铸造是历史上最悠久的一种工艺，在我国已有的一

3、种工艺，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商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。河南安阳出土铸造技术。河南安阳出土的殷朝祭器司母戊鼎，重的殷朝祭器司母戊鼎，重达达700700多公斤，长、高都多公斤，长、高都超过超过1m1m（见右图），四（见右图），四周饰有精美的蟠龙纹及饕周饰有精美的蟠龙纹及饕餮餮( (古代传说中的一种凶恶古代传说中的一种凶恶的野兽的野兽) )。鼎王：司母戊方鼎鼎王：司母戊方鼎 北京明朝永乐青铜大北京明朝永乐青铜大钟，距今已有钟，距今已有 500 多多年的历史。重年的历史。重46.5 t，钟高钟高6.75m，钟唇厚，钟唇厚22cm，外径，

4、外径3.3m，钟体内外遍铸经文钟体内外遍铸经文22.7万字，击钟时尾万字，击钟时尾音长达音长达2min以上，以上，传距传距20km。永乐青。永乐青 铜大钟外形和内腔如铜大钟外形和内腔如此复杂、重量如此巨此复杂、重量如此巨大、质量要求如此之大、质量要求如此之高，说明我们的祖先高，说明我们的祖先早已具备精湛的冶炼早已具备精湛的冶炼和铸造技术（泥范和铸造技术（泥范法）。法）。 古代工艺品古代工艺品铸造铜马车铸造铜马车 半个多世纪半个多世纪以来，孙中山铜以来，孙中山铜像经历了战火和像经历了战火和政治动乱，仍然政治动乱，仍然完好无损，生动完好无损，生动传神。看到这尊传神。看到这尊铜像，就会唤起铜像，就会

5、唤起人们对孙中山先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像合肥工业合肥工业大学工业大学工业培训中心培训中心中华人民共和国的缔造者 毛泽东（18931976）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定义：定义：铸造是铸造是熔炼熔炼金属，金属，制造制造铸型，铸型，并将熔融的金属液并将熔融的金属液浇入浇入铸型，冷却凝铸型，冷却凝固后获得一定形状固后获得一定形状与性能铸件的成形与性能铸件的成形方法。采用铸造方方法。采用铸造方法获得的物件称为法获得

6、的物件称为铸件铸件 。一、铸造生产工艺过程及特点一、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。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大部分机器零件的毛坯是通过铸造方法来获得的（如车床、铣床、刨床和磨床等），是其它加工制（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。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（一）（一） 铸造生产在机械制造工业中的地位和作用铸造生产在机械制造工业中的地位和作用 铸造按生产方式不同，可分为砂型铸造和特种铸造。铸造按生产方式不同，可分为砂型铸造和特种铸造。用砂

7、型铸造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的用砂型铸造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的80% 80% 以上。其生产过程的工艺流程如图所示：以上。其生产过程的工艺流程如图所示：（一）砂型铸造生产过程简介（一）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（1 1）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、适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几 乎不受限制）。乎不受限制）。（二）铸造生产的特点：（二）铸造生产的特点：2 2、最适合形状复

8、杂的箱体、机架、阀体、泵、最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵 体、体、 缸体等。缸体等。 箱箱 体体3 3、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、 尺寸相近）尺寸相近） 铸铸 件件零零 件件（2 2）铸造生产的缺点）铸造生产的缺点2. 2. 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1. .铸造工序多，部分工序难以控制，质量不稳定，废品率高。铸造工序多，部分工序难以控制，质量不稳定，废

9、品率高。3. 3. 铸件局部形状和尺寸产生位置偏移及形状不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完整，导致铸件无法通过机械加工或直接造 成报废。成报废。错型错型浇不到浇不到偏芯偏芯4. 4. 铸件表面粗糙，表面粘附着一层难以清除的铸件表面粗糙，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，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。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（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，砂型铸砂型铸造是最常用的造型方法，砂型铸造按造

10、型方法的不同可分为造按造型方法的不同可分为手工造型手工造型和和机机器造型器造型两大类。两大类。 三、砂型铸造三、砂型铸造 砂型铸造生产工艺流程图：砂型铸造生产工艺流程图：型砂配制型砂配制造造 型型砂型烘干砂型烘干金属熔炼金属熔炼工装准备工装准备合合 型型浇浇 注注落砂清理落砂清理铸件检验铸件检验芯砂配制芯砂配制造造 芯芯砂芯烘干砂芯烘干 从上图可以看出砂型铸造生产过程比较复杂，在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，甚至于报废。合格，甚至于报废。（二）手工造型（二）手工造型1 1、整模造型、整

11、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手工造型是指全部用手工或手动工具完成的造型工序。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：A A 造型（芯）前的准备工作造型（芯）前的准备工作 （1 1） 造型工装准备造型工装准备造型工装主要包括：模样（芯盒）、造型平造型工装主要包括：模样（芯盒）、造型平板、砂箱、型芯骨、定位销等。板、砂箱、型芯骨、定位销等。 分模模样分模模样芯盒芯盒 整模模样整模模样

12、直浇道棒直浇道棒各种形式的芯骨各种形式的芯骨造型平板造型平板 砂箱砂箱定位销棒定位销棒（2 2） 造型工具准备造型工具准备造型工具包括：砂铲、砂舂、平锤、刮砂板、造型工具包括：砂铲、砂舂、平锤、刮砂板、通气针、起模针或起模螺钉和掸笔等。通气针、起模针或起模螺钉和掸笔等。起模针起模针通气针通气针刮砂板刮砂板砂舂砂舂砂铲砂铲平锤平锤修型工具包括：墁刀（刮刀）、提钩（砂钩）、修型工具包括：墁刀（刮刀）、提钩（砂钩）、半圆（竹爿梗）、秋叶（双头压勺）、法兰梗、半圆（竹爿梗）、秋叶（双头压勺）、法兰梗、圆头等。圆头等。手风器（皮老虎）手风器（皮老虎）（3）修型工具准备）修型工具准备墁刀（刮刀）墁刀（刮刀

13、）秋叶（双头压勺）秋叶（双头压勺）提钩（砂钩）提钩（砂钩）竹排梗（半圆）竹排梗（半圆）法兰梗法兰梗 （4）检查模样检查模样检查模样有无损坏及模样表面是否清洁等检查模样有无损坏及模样表面是否清洁等 。整体小支架模样整体小支架模样（5）考虑造型步骤考虑造型步骤 考虑好造型步骤后，将模样安放在清洁的造考虑好造型步骤后，将模样安放在清洁的造型平板上的适当位置，安放砂箱，使模样和所型平板上的适当位置，安放砂箱，使模样和所需要开设的浇注系统与砂箱内壁之间有合适的需要开设的浇注系统与砂箱内壁之间有合适的距离（称为吃砂量），小件应大于距离（称为吃砂量），小件应大于30 40 30 40 mm mm ，注意起模

14、方向，不要放错位置。，注意起模方向，不要放错位置。B B、手工造型基本操作工艺流程、手工造型基本操作工艺流程模模 样样砂砂 箱箱平平 板板 安放模样安放模样 砂箱准备砂箱准备填填 砂砂 紧紧 实实开开 型型扎气孔、打定位孔或扎气孔、打定位孔或做合型线做合型线起起 模模合合 型型修修 型型 开设浇注系统开设浇注系统四、特种铸造四、特种铸造 为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们在砂型铸造的基础上，创造了多种其它的铸造方法；们在砂型铸造的基础上，创造了多种其它的铸造方法；通常把这些有别于砂型铸造的其他铸造方法通称为特通常把这些有别于砂型铸造的其他铸造

15、方法通称为特种铸造。种铸造。七种常见的特种铸造方法七种常见的特种铸造方法低压铸造低压铸造熔模铸造熔模铸造压力铸造压力铸造金属型铸造金属型铸造离心铸造离心铸造消失模消失模铸造铸造连续铸造连续铸造1 1、金属型铸造、金属型铸造 定义：定义： 将液体金属在重力作用下浇入金属铸型，以将液体金属在重力作用下浇入金属铸型，以 获得铸件的一种方法。铸型用金属制成，可以反获得铸件的一种方法。铸型用金属制成，可以反 复使用几百次到上万次。复使用几百次到上万次。特点：特点： （1 1）尺寸精度高（尺寸精度高（IT12IT16IT12IT16）、表面粗糙度小）、表面粗糙度小 （Ra12.56.3mRa12.56.3

16、m），机械加工余量小。），机械加工余量小。（2 2）铸件的晶粒较细，力学性能好。铸件的晶粒较细，力学性能好。（3 3）可实现一型多铸，提高了劳动生产率，且节约造型材料。可实现一型多铸，提高了劳动生产率，且节约造型材料。 但金属型的制造成本高，不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件；但金属型的制造成本高，不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件；由于冷却速度快，铸铁件表面易产生白口，切削加工困难；受金由于冷却速度快，铸铁件表面易产生白口，切削加工困难；受金属型材料熔点的限制，熔点高的合金不适宜用金属型铸造。属型材料熔点的限制，熔点高的合金不适宜用金属型铸造。定义：定义：特点：特点：（1 1）压铸件尺寸精度高，

17、表面质量好，尺寸压铸件尺寸精度高，表面质量好，尺寸公差等级为公差等级为IT11IT13IT11IT13，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa值为值为6.31.6m6.31.6m，可不经机械加工直接使用，而，可不经机械加工直接使用，而且互换性好。且互换性好。（2 2） 可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔和螺纹的铸件，如锌合金的压铸件最小壁厚孔和螺纹的铸件，如锌合金的压铸件最小壁厚可达可达0.8mm0.8mm，最小铸出孔径可达，最小铸出孔径可达0.8mm0.8mm、最、最小可铸螺距达小可铸螺距达0.75mm0.75mm。还能压铸镶嵌件。还能压铸镶嵌件。 在高压下快速将

18、熔融金属压入金属型中，在高压下快速将熔融金属压入金属型中，并在压力下凝固以获得铸件地方法。并在压力下凝固以获得铸件地方法。2、压力铸造、压力铸造（3 3）压铸件的强度和表面压铸件的强度和表面硬度较高。压力下结硬度较高。压力下结 晶，晶，加上冷却速度快，铸件加上冷却速度快，铸件表层晶粒细密，其抗拉表层晶粒细密，其抗拉强度比砂型铸件高强度比砂型铸件高25%40%25%40%。（4 4）生产率高，可实现半生产率高，可实现半自动化及自动化生产。自动化及自动化生产。 不足：不足： 气体难以排出，压气体难以排出，压铸件易产生皮下气孔，铸件易产生皮下气孔，压铸件不能进行热处理，压铸件不能进行热处理，也不宜在

19、高温下工作；也不宜在高温下工作；金属液凝固快，厚壁处金属液凝固快，厚壁处来不及补缩，易产生缩来不及补缩，易产生缩孔和缩松；设备投资大，孔和缩松；设备投资大，铸型制造周期长、造价铸型制造周期长、造价高，不宜小批量生产。高，不宜小批量生产。定义：定义：用易熔材料（如蜡料）制成模样；在模样上包裹用易熔材料（如蜡料）制成模样；在模样上包裹若干耐火材料，制成型壳，然后加热使模样融化流出后若干耐火材料，制成型壳，然后加热使模样融化流出后经高温焙烧成为壳型，采用这种壳型浇注，金属冷凝后经高温焙烧成为壳型，采用这种壳型浇注，金属冷凝后敲掉型壳获得铸件的方法。敲掉型壳获得铸件的方法。 特点：特点：（1 1）铸件

20、精度高、表面质量好，是少、无切削加工工铸件精度高、表面质量好，是少、无切削加工工艺的重要方法之一，其尺寸精度可达艺的重要方法之一，其尺寸精度可达IT11IT14IT11IT14，表面，表面粗糙度为粗糙度为Ra12.51.6mRa12.51.6m。如熔模铸造的涡轮发动机叶。如熔模铸造的涡轮发动机叶片，铸件精度已达到无加工余量的要求。片，铸件精度已达到无加工余量的要求。（2 2）可制造形状复杂铸件，其最小壁厚可达可制造形状复杂铸件，其最小壁厚可达0.3mm0.3mm，最小铸出孔径为最小铸出孔径为0.5mm0.5mm。对由几个零件。对由几个零件组合成的复杂部组合成的复杂部件，可用熔模铸造一次铸出。件，可用熔模铸造一次铸出。3、熔模铸造（失蜡铸造）、熔模铸造（失蜡铸造）（3 3） 铸造合金种类不受铸造合金种类不受 限制，用于高熔点和难限制，用于高熔点和难 切削合金，更具显著的切削合金，更具显著的 优越性。优越性。（4 4）生产批量基本不受限生产批量基本不受限