第十二章 铸造1

1、第十二章第十二章 铸造铸造第一节第一节 铸造基本原理铸造基本原理第二节第二节 砂型铸造砂型铸造第三节第三节 特种铸造特种铸造第四节第四节 铸件结构设计铸件结构设计 铸造铸造是将液态合金浇注到具有与零件形状相适应是将液态合金浇注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后获得零件或毛胚的的铸型空腔中，待其冷却凝固后获得零件或毛胚的方法。方法。 铸造在机械中占铸造在机械中占70%80%重量，农业机械占重量，农业机械占4070%。它适应性广，成本低但工序繁多，工艺。它适应性广，成本低但工序繁多，工艺过程难以精确控制，使铸件质量不稳，废品率高，过程难以精确控制，使铸件质量不稳，废品率高，且劳动条

2、件差、强度大，使其受限。且劳动条件差、强度大，使其受限。第一节第一节 铸造基本原理铸造基本原理u 液态合金的充型能力液态合金的充型能力u 铸件的凝固与收缩铸件的凝固与收缩u 铸造的内应力、变形与裂纹铸造的内应力、变形与裂纹一、液态合金的充型能力一、液态合金的充型能力液态合金充满铸型空腔，获得形状完善、轮廓清液态合金充满铸型空腔，获得形状完善、轮廓清晰的能力晰的能力液态合金的充型能力液态合金的充型能力若充型能力不足，在型腔填满之前，形成晶粒将若充型能力不足，在型腔填满之前，形成晶粒将充型通道堵塞，合金液被迫停止流动，于是铸件将产充型通道堵塞，合金液被迫停止流动，于是铸件将产生生浇不足浇不足或或冷

3、隔冷隔等缺陷。等缺陷。浇不足浇不足铸件未能被金属液充满而残缺不全。铸件未能被金属液充满而残缺不全。冷冷 隔隔铸件上有未完全熔合的缝隙或洼坑，接铸件上有未完全熔合的缝隙或洼坑，接 头处圆滑。头处圆滑。影响充型能力的主要因素如下：影响充型能力的主要因素如下：1、合金的流动性、合金的流动性 液态合金本身流动能力称为液态合金本身流动能力称为合金流动性合金流动性。用螺旋试。用螺旋试样测量。样测量。流动性流动性易于铸造薄壁、形状复杂件。有利于易于铸造薄壁、形状复杂件。有利于 收缩时得到补充、排气、夹杂物。收缩时得到补充、排气、夹杂物。流动性流动性产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。产生浇不足、冷隔、气孔、

4、夹渣等缺陷。螺旋形试样螺旋形试样在相同浇注条件下铸件试样越长流动性越好。在相同浇注条件下铸件试样越长流动性越好。化学成份主要影响流动性：化学成份主要影响流动性：共晶区附近共晶区附近凝固温度间很凝固温度间很小。小。其它区其它区在某一温度范围内在某一温度范围内结晶有液相和发达的树枝晶结晶有液相和发达的树枝晶相区。相区。 不同结晶特征合金的流动性不同结晶特征合金的流动性 铁铁-碳合金的流动性与含碳量关系碳合金的流动性与含碳量关系2 2、浇注条件、浇注条件温度温度 液态合金粘性液态合金粘性 ；T T 铸型中液态保持时铸型中液态保持时间长、间长、 充型充型 ；浇注浇注 T T 则液态合金吸气量则液态合金

5、吸气量 收缩收缩率率 缺陷缺陷压力压力充型能力充型能力3 3、铸型的充填条件、铸型的充填条件蓄势能力蓄势能力铸型材料导热系数和比热容铸型材料导热系数和比热容 则急冷能力则急冷能力充型能力充型能力铸型温度铸型温度T T 减小了铸型与液态金属温差，冷速减小了铸型与液态金属温差，冷速铸型中气体铸型中气体排气性排气性 充型能力充型能力二、铸件的凝固与收缩二、铸件的凝固与收缩1 1、铸件的凝固方式、铸件的凝固方式 在铸件凝固过程中，其断面存在三个区域，即在铸件凝固过程中，其断面存在三个区域，即固相固相区区、凝固区凝固区和和液相区液相区。而对铸件质量影响较大的主。而对铸件质量影响较大的主要是要是液相与固相

6、并存凝固区的宽窄液相与固相并存凝固区的宽窄。铸件的凝固方式。铸件的凝固方式就是以此而划分的。就是以此而划分的。 铸件的凝固方式铸件的凝固方式 1）、逐层凝固、逐层凝固 纯金属或共晶成分合金在凝固过程中纯金属或共晶成分合金在凝固过程中不存在液、固并存的不存在液、固并存的凝固区凝固区，故断面上外层的固体和内层的液体由一条界线，故断面上外层的固体和内层的液体由一条界线( (凝固凝固前沿前沿) )清楚分开。随着温度的下降，固体层不断加厚，液体层清楚分开。随着温度的下降，固体层不断加厚，液体层不断减少，直达铸件中心，这种凝固方式为逐层凝固。不断减少，直达铸件中心，这种凝固方式为逐层凝固。2 2）、糊状凝

7、固）、糊状凝固 如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较为平如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较为平坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在固体层，而坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在固体层，而液、液、固并存的凝固区贯穿整个断面固并存的凝固区贯穿整个断面，类似于水泥凝固，既先呈糊状，类似于水泥凝固，既先呈糊状而后固化，称为糊状凝固。而后固化，称为糊状凝固。3 3）、中间凝固）、中间凝固大多数凝固介于逐层与糊状凝固之间，称为大多数凝固介于逐层与糊状凝固之间，称为中间凝固中间凝固。铸件质量与其凝固方式密切相关。一般来说，铸件质量与其凝固方式密切相关。一般来说，逐层凝固时合

8、逐层凝固时合金的充型能力强，便于防止缩孔和缩松；糊状凝固时唯一获得金的充型能力强，便于防止缩孔和缩松；糊状凝固时唯一获得紧实的铸件。紧实的铸件。 影响铸件凝固方式因素影响铸件凝固方式因素合金的结晶温度范围合金的结晶温度范围范围范围 愈倾向于逐层凝固。愈倾向于逐层凝固。铸件的温度梯度铸件的温度梯度 合金的性质合金的性质凝固凝固T T 导热率导热率 结晶潜热结晶潜热铸件的极冷作用铸件的极冷作用铸件的蓄热能力铸件的蓄热能力蓄热蓄热 急冷急冷 浇注温度浇注温度T T 带入热量带入热量 铸件铸件2 2、铸造合金的收缩、铸造合金的收缩 1) 1)、合金的收缩、合金的收缩 合金从浇注温度凝固冷却至室温过程中

9、，其体积和合金从浇注温度凝固冷却至室温过程中，其体积和原有尺寸减小的现象称原有尺寸减小的现象称收缩收缩。 液态收缩液态收缩从浇注温度冷却到凝固开始温度的收缩从浇注温度冷却到凝固开始温度的收缩 凝固收缩凝固收缩从凝固开始至结束温度的收缩从凝固开始至结束温度的收缩 固态收缩固态收缩从凝固终止到室温的收缩从凝固终止到室温的收缩 合金的收缩导致铸件形状、尺寸变化，产生应力和合金的收缩导致铸件形状、尺寸变化，产生应力和变形，甚至是铸件产生裂纹。变形，甚至是铸件产生裂纹。化学成分化学成分石墨比容大，石墨比容大，MnMn、C C、SiSi 石墨化石墨化 使收使收 缩缩 S S则相反则相反 浇注温度浇注温度T

10、 T 液态收缩量液态收缩量 则收缩则收缩 铸件结构与铸型条件铸件结构与铸型条件铸件在铸型中冷却时会受到铸件在铸型中冷却时会受到 铸型和铸芯的阻碍，故实际铸型和铸芯的阻碍，故实际 收缩量自由收缩收缩量自由收缩2 2、影响收缩的因素、影响收缩的因素三、缩孔与缩松的形成与防止三、缩孔与缩松的形成与防止 液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到及时补充，则在铸件最后凝固部分所缩减的体积得不到及时补充，则在铸件最后凝固部分形成形成孔洞孔洞。按孔洞大小分布分为。按孔洞大小分布分为缩孔缩孔和和缩松缩松。1 1、缩孔、缩孔 缩孔集中在铸件上部或

11、最后的凝固部位，容积大缩孔集中在铸件上部或最后的凝固部位，容积大的孔洞多呈倒圆锥形，内表面粗糙，可见发达树枝晶的孔洞多呈倒圆锥形，内表面粗糙，可见发达树枝晶末梢。末梢。 缩孔的形成过程示意图缩孔的形成过程示意图 正确地估计铸件上缩孔和缩松的可能产生部位是合正确地估计铸件上缩孔和缩松的可能产生部位是合理安设冒口和冷铁的重要依据。在实际中常以理安设冒口和冷铁的重要依据。在实际中常以“凝固凝固等温线法等温线法”和和“内切圆法内切圆法”近似找出缩孔的位置。近似找出缩孔的位置。 缩孔位置的确定缩孔位置的确定2、缩松、缩松铸件内分散在某区域的细小缩孔称铸件内分散在某区域的细小缩孔称为为缩松缩松和和显微缩松

12、显微缩松冒口：冒口：是一个储存金属液的空腔，是一个储存金属液的空腔，用来提供铸件体积变化而需要补偿用来提供铸件体积变化而需要补偿的金属液，防止收缩缺陷，还排气、的金属液，防止收缩缺陷，还排气、汇集浮渣。汇集浮渣。冷铁：冷铁：金属块，用以加快金属局部金属块，用以加快金属局部的冷却速度。的冷却速度。宏观缩孔宏观缩孔冷铁的应用冷铁的应用3、缩孔和缩松的防止、缩孔和缩松的防止1 1）顺序凝固顺序凝固防止缩孔防止缩孔 按薄壁按薄壁厚薄厚薄冒口顺序先冒口顺序先后顺序进行，让缩孔集中在冒后顺序进行，让缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。口中，获得致密的铸件。2）同时凝固同时凝固减少热应力减少热应力 它是采取一

13、定的工艺措施，它是采取一定的工艺措施，尽量减少铸件结构上个部件之尽量减少铸件结构上个部件之间的温差，使铸件各部分在同间的温差，使铸件各部分在同一时间进行凝固。一时间进行凝固。顺序凝固顺序凝固消除应力采用消除应力采用同时凝固同时凝固。同时凝固示意图同时凝固示意图三、铸造内应力、变形和裂纹三、铸造内应力、变形和裂纹 1 1、铸造内应力、铸造内应力 铸件在凝固之后的冷却过程中，不断产生固态线收铸件在凝固之后的冷却过程中，不断产生固态线收缩，有些合金还会发生固态相变造成缩，有些合金还会发生固态相变造成膨胀膨胀或或收缩收缩。这。这 些都使铸件的体积和长度发生变化，这些现象一旦受些都使铸件的体积和长度发生

14、变化，这些现象一旦受 阻便在铸件中产生应力。分为：阻便在铸件中产生应力。分为： 1)机械阻碍力机械阻碍力 它是合金的线收缩受到它是合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的铸型或型芯机械阻碍而形成的内应力。内应力。一旦形成原因消除应一旦形成原因消除应力自行消除。力自行消除。机械应力虽是暂时的但在铸型中可与热应力共机械应力虽是暂时的但在铸型中可与热应力共同起作用，增大了某些部位的拉伸应力，促进同起作用，增大了某些部位的拉伸应力，促进了铸件的裂纹倾向。了铸件的裂纹倾向。2)相变应力相变应力 相变过程导致体积变化，相变过程导致体积变化，受阻则产生应力。受阻则产生应力。机械应力机械应力3)热应力热应力

15、 热应力热应力是由于铸件壁厚不均匀，冷却速度不同在同是由于铸件壁厚不均匀，冷却速度不同在同一时间内铸件各部分收缩不一样而引起的。一时间内铸件各部分收缩不一样而引起的。 固态金属在再结晶温度下金属发生弹性变形，应力固态金属在再结晶温度下金属发生弹性变形，应力不消除。在结晶温度上发生塑性变形，当存在应力，不消除。在结晶温度上发生塑性变形，当存在应力，则发生塑性变形随之应力消失。此温度称则发生塑性变形随之应力消失。此温度称临界温度临界温度。Tk也称弹性转变临界温度。也称弹性转变临界温度。 框形铸件分析热应力的形成框形铸件分析热应力的形成，杆固态冷却曲线杆固态冷却曲线 2、铸件的、铸件的变形与防止变形

16、与防止（1 1）变形的产生）变形的产生 具有残留内应力的铸件，厚的部位受拉应力、薄具有残留内应力的铸件，厚的部位受拉应力、薄的部位受压应力。的部位受压应力。变形的结果是受拉应力的部位趋于变形的结果是受拉应力的部位趋于缩短变形、受压应力的部位趋于伸长变形，以使铸件缩短变形、受压应力的部位趋于伸长变形，以使铸件中的残余应力减小或消除。中的残余应力减小或消除。铸件变形示意图铸件变形示意图（2 2）变形的防止）变形的防止为防止变形，应尽可能使铸件为防止变形，应尽可能使铸件的壁厚均匀或使其截面形状对的壁厚均匀或使其截面形状对称；称；在铸造工艺上应采取相应措施，在铸造工艺上应采取相应措施，力求使其力求使其

17、同时凝固同时凝固；有时，对细长易变形的铸件，有时，对细长易变形的铸件，不同截面件的变形不同截面件的变形在制造模型时，将模型制成与变形方向正好相反的形状在制造模型时，将模型制成与变形方向正好相反的形状以抵消其变形，这种方法为以抵消其变形，这种方法为反变形法反变形法。3 3、铸件的裂纹与防止、铸件的裂纹与防止 当铸造内应力超过铸件的强度极限时，铸件便产当铸造内应力超过铸件的强度极限时，铸件便产生裂纹。生裂纹。（1 1）热裂）热裂 1 1）热裂的产生）热裂的产生热裂热裂是在铸件凝固末期的高温下形成的。是在铸件凝固末期的高温下形成的。形状特征形状特征：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内金属呈：裂纹短、缝隙

18、宽、形状曲折、缝内金属呈氧化色；且裂纹沿晶界产生，外形曲折。氧化色；且裂纹沿晶界产生，外形曲折。一般出现在铸件的应力集中部位，如尖角、截面突变一般出现在铸件的应力集中部位，如尖角、截面突变处或热节处等。处或热节处等。（2 2）冷裂）冷裂 冷裂是铸件在较低的温度下，即处于弹性状态时形冷裂是铸件在较低的温度下，即处于弹性状态时形成的裂纹。成的裂纹。形状特征形状特征：裂纹细小、呈连续直线状、裂纹表面有金：裂纹细小、呈连续直线状、裂纹表面有金属光泽或呈微氧化色。属光泽或呈微氧化色。防止冷裂的方法防止冷裂的方法是设法减小铸造应力和降低铸造合金是设法减小铸造应力和降低铸造合金的脆性。如尽量减小铁的脆性。如

19、尽量减小铁- -碳合金中的磷含量，可降低其碳合金中的磷含量，可降低其脆性；且铸件在浇注之后，也勿过早落砂。脆性；且铸件在浇注之后，也勿过早落砂。2 2）热裂的防止）热裂的防止 防止热裂的方法有：防止热裂的方法有：i i）选择结晶温度范围窄的合金生产铸件选择结晶温度范围窄的合金生产铸件ii ii）减少铸造合金中的有害杂质减少铸造合金中的有害杂质，如减少铁，如减少铁- -碳合金中碳合金中的磷、硫含量，可提高铸造合金的高温强度的磷、硫含量，可提高铸造合金的高温强度iiiiii）改善铸型和型芯的退让性。改善铸型和型芯的退让性。退让性愈好，机械应退让性愈好，机械应力愈小，形成热裂的可能性愈小。采用有机粘

20、结剂配力愈小，形成热裂的可能性愈小。采用有机粘结剂配制型砂或芯砂；在型砂或芯砂中加入木屑或焦炭等材制型砂或芯砂；在型砂或芯砂中加入木屑或焦炭等材料可改善退让性料可改善退让性iviv）减小浇、冒口对铸件收缩的阻碍减小浇、冒口对铸件收缩的阻碍，内浇口的设置，内浇口的设置应符合同时凝固原则。应符合同时凝固原则。第二节第二节 砂型铸造砂型铸造砂型铸造砂型铸造就是用型砂作为主要造型材料制造铸型并生就是用型砂作为主要造型材料制造铸型并生产铸件的方法。它占总量产铸件的方法。它占总量80%.一、手工造型一、手工造型(芯芯)用木模、刮板等，造芯选用铁丝弯成所需形状，大的用木模、刮板等，造芯选用铁丝弯成所需形状，

21、大的用钢棒并带吊环。用钢棒并带吊环。如不能扎排气孔或通气槽，则在砂如不能扎排气孔或通气槽，则在砂芯中埋冒蜡线。大砂芯常做成空心，埋入焦炭、煤渣芯中埋冒蜡线。大砂芯常做成空心，埋入焦炭、煤渣等多孔物质，以利排气和改善退让性。等多孔物质，以利排气和改善退让性。零件图零件图芯盒芯盒合箱合箱砂芯砂芯混砂机混砂机芯砂芯砂型砂型砂模样模样砂型砂型造型造型铸型铸型浇包浇包浇注浇注落纱落纱浇口浇口铸件铸件清理清理1、砂型铸造工艺过程、砂型铸造工艺过程2、造型材料、造型材料 粘土型砂粘土型砂 原砂原砂 粘土粘土 附加物附加物 水按一定比例混合水按一定比例混合 水玻璃砂水玻璃砂 以水玻璃为粘结剂的一种型砂以水玻璃

22、为粘结剂的一种型砂 ( (硅溶胶：粘稠的硅酸钠溶液呈碱性硅溶胶：粘稠的硅酸钠溶液呈碱性) ) 有机粘结剂有机粘结剂 原砂原砂 粘土粘土 水其它液体粘结剂。水其它液体粘结剂。 油油( (合成酯合成酯) )树脂树脂3 3、造型方法、造型方法 P P273 表表12-2 特点特点1.采用两箱造型，只能有一个分型面，凡阻碍起模采用两箱造型，只能有一个分型面，凡阻碍起模 的部分应尽量用型芯，而不用活动或三箱造型。的部分应尽量用型芯，而不用活动或三箱造型。2.所采用模型，浇注系统与底板联结成模板，固定所采用模型，浇注系统与底板联结成模板，固定在造型机上，并与砂箱用定位销固定。在造型机上，并与砂箱用定位销固

23、定。3.用单一砂用单一砂二、机器造型二、机器造型将填砂、紧砂和超模等主要工作采用机械操作，劳动将填砂、紧砂和超模等主要工作采用机械操作，劳动强度低、生产率高、质量稳定。强度低、生产率高、质量稳定。方法方法压实造型压实造型将砂填入砂箱和辅助框中，用压头将将砂填入砂箱和辅助框中，用压头将 砂压紧砂压紧震击造型震击造型依靠震击力紧实造型依靠震击力紧实造型 抛砂造型抛砂造型用皮带输送机将砂送入高速旋转叶片用皮带输送机将砂送入高速旋转叶片 接住、转到出口处，由于慢性离心力接住、转到出口处，由于慢性离心力 作用，将砂高速抛入砂箱，完成填砂作用，将砂高速抛入砂箱，完成填砂 等任务等任务射压造型射压造型利用压

24、缩空气将砂射入腔中，并进行利用压缩空气将砂射入腔中，并进行 压实压实 造芯造芯震压造型机的工作原理震压造型机的工作原理微震实压造型机的工作工程与示意图微震实压造型机的工作工程与示意图多触头高压微震造型机工作原理示意图多触头高压微震造型机工作原理示意图射压造型机工作过程示意图射压造型机工作过程示意图抛砂紧实抛砂紧实三、三、 铸造工艺的制定铸造工艺的制定 进行铸造时，应根据零件的进行铸造时，应根据零件的结构特点、技术要求、生结构特点、技术要求、生产批量和生产条件产批量和生产条件，确定铸造工艺，绘制铸造工艺图，确定铸造工艺，绘制铸造工艺图，以指导生产准备和工艺操作，并作铸件验收的依据。以指导生产准备

25、和工艺操作，并作铸件验收的依据。 制定铸造工艺图，必须对铸件结构进行分析，确定浇制定铸造工艺图，必须对铸件结构进行分析，确定浇注位置，选择分型面，并确定铸件工艺参数。注位置，选择分型面，并确定铸件工艺参数。一、浇注位置和分型面的选择一、浇注位置和分型面的选择 浇注位置浇注位置 浇注时，铸件在铸型所处的位置。浇注时，铸件在铸型所处的位置。 分型面分型面 指两半个铸型相互接触的表面。指两半个铸型相互接触的表面。1 1、浇注位置、浇注位置 原则为原则为“三下一上三下一上”(1) (1) 铸件的重要加工面朝铸件的重要加工面朝下下 利于气渣上浮，下部利于气渣上浮，下部组织致密，缺陷少。组织致密，缺陷少。

26、a)床身浇注位置床身浇注位置(2)(2) 铸件上的宽大平面应朝下铸件上的宽大平面应朝下 减少大平面上的夹减少大平面上的夹渣气孔，防止砂型表面因长时间烘烤而产生的夹砂渣气孔，防止砂型表面因长时间烘烤而产生的夹砂缺陷。缺陷。大平面的浇注位置大平面的浇注位置( (3) ) 铸件上面积较大的薄壁部分应放铸件上面积较大的薄壁部分应放在下部在下部 便于液态金属充满铸型，便于液态金属充满铸型，否则易产生冷隔，浇不足。否则易产生冷隔，浇不足。箱盖浇注位置箱盖浇注位置(4) (4) 当铸件合金收缩率大，铸件厚当铸件合金收缩率大，铸件厚薄不均匀浇注时，应使厚的部分薄不均匀浇注时，应使厚的部分放在铸件的上部或侧面放

27、在铸件的上部或侧面 便于在便于在铸件厚处直接安放冒口，使之实铸件厚处直接安放冒口，使之实现自下而上的凝固顺序，防止产现自下而上的凝固顺序，防止产生缩孔。生缩孔。2 2 、分型面的确定、分型面的确定 分型面如选择不当，不仅影响铸件质量，而且会使制分型面如选择不当，不仅影响铸件质量，而且会使制模、造型制芯，合箱或清理等工序复杂化，增大切削模、造型制芯，合箱或清理等工序复杂化，增大切削加工量。加工量。它是铸造工艺合理的关键。故分型面在保证它是铸造工艺合理的关键。故分型面在保证质量前提下，尽量简化工艺，节省人力物力。质量前提下，尽量简化工艺，节省人力物力。(1) (1) 便于起模、造型工艺简单。便于起

28、模、造型工艺简单。如尽量使分型面平如尽量使分型面平直、直、 数量少、避免不必要的活块和型芯。数量少、避免不必要的活块和型芯。床身铸造的分型方案床身铸造的分型方案(2) (2) 应尽量使铸件的重要加工应尽量使铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面或大部分加工面和加工基准面在同一砂箱，保证精度。面在同一砂箱，保证精度。(3)(3) 应尽量使型腔及主要型芯应尽量使型腔及主要型芯位于下箱，便于造型、下芯、位于下箱，便于造型、下芯、合箱和检验型腔尺寸。合箱和检验型腔尺寸。机床支柱机床支柱(4) (4) 分型面一般选在铸件最大截面上，但不要使模型起分型面一般选在铸件最大截面上，但不要使模型起 模方便。

29、模方便。例例1.三通铸件的分型方案三通铸件的分型方案二、工艺参数的确定。二、工艺参数的确定。 铸造方案确定后，还必须选定铸件的机械加工余量。铸造方案确定后，还必须选定铸件的机械加工余量。收缩率和拔模斜度等工艺参数。收缩率和拔模斜度等工艺参数。 1 1、机械加工余量和铸孔、机械加工余量和铸孔加工余量加工余量造型造型机器机器 精度高精度高 余量小余量小手工手工 误差大误差大 余量大余量大材料材料铸钢铸钢 表面粗糙表面粗糙 余量大余量大灰铸铁灰铸铁 表面平整表面平整 余量小余量小铸件尺寸铸件尺寸 尺寸尺寸与基准面远的加工面，余量与基准面远的加工面，余量浇注位置浇注位置 朝上，表面缺陷多朝上，表面缺陷

30、多 余量余量铸件的孔和槽铸件的孔和槽尺寸大，尺寸大，303050mm 50mm 铸出铸出尺寸小，不铸出，用机械加工尺寸小，不铸出，用机械加工2 2、铸造收缩率、铸造收缩率缩尺缩尺合金种类合金种类铸铁铸铁0.71.0% Al-Si合金合金0.81.2%铸钢铸钢1.32.0 青铜青铜1.21.4%铸件的形状、尺寸铸件的形状、尺寸3 3、拔模斜度、拔模斜度 为使模型易于从砂中取出，凡垂直分型面立壁，制为使模型易于从砂中取出，凡垂直分型面立壁，制造模型时，必须留出一定的倾斜度，此斜度造模型时，必须留出一定的倾斜度，此斜度称称拔模拔模斜度斜度（15153）。）。拔模斜度拔模斜度4 4、型芯头、型芯头垂直

31、水平悬臂垂直芯头的型式垂直芯头的型式水平型芯及芯头水平型芯及芯头型芯头的构造型芯头的构造5 5、冒口，冷铁、冒口，冷铁 冒口是用以贮存补缩金属液冒口是用以贮存补缩金属液的空腔。的空腔。冒口常设置在铸件的冒口常设置在铸件的厚壁处或热节部位，以防止缩厚壁处或热节部位，以防止缩孔和缩松的产生。冒口的形状孔和缩松的产生。冒口的形状多采用圆柱形（因其散热慢、多采用圆柱形（因其散热慢、对缩效果好，且易取模）。对缩效果好，且易取模）。 阀体铸件的冒口和冷铁位置阀体铸件的冒口和冷铁位置冷铁是用铸铁、钢或铜等金属材料制成的、用增大铸冷铁是用铸铁、钢或铜等金属材料制成的、用增大铸件局部冷却速度的激冷物。件局部冷却

32、速度的激冷物。若铸件上的热节不止一处时，若铸件上的热节不止一处时，可在远离冒口的热节处安放冷铁，以加快此处金属液的可在远离冒口的热节处安放冷铁，以加快此处金属液的凝固，以利于凝固，以利于实现顺序凝固进行补缩实现顺序凝固进行补缩。 第四节第四节 特种铸造特种铸造 与普通砂型铸造有明显区别的一些铸造方法，如熔模与普通砂型铸造有明显区别的一些铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、低压铸造等。铸造、金属型铸造、低压铸造等。一、一、熔模铸造熔模铸造 熔模铸造又称为失蜡铸造，它是利用易熔的蜡质材料熔模铸造又称为失蜡铸造，它是利用易熔的蜡质材料制成精确的蜡模。制成精确的蜡模。然后在蜡模上涂挂耐火材料，经硬化然后

33、在蜡模上涂挂耐火材料，经硬化之后再将蜡模型熔化。排出形成空心的型壳，经高温焙之后再将蜡模型熔化。排出形成空心的型壳，经高温焙烧即成无分型面的铸型。浇注后，可获得精度较高的铸烧即成无分型面的铸型。浇注后，可获得精度较高的铸件。故又称为精密铸造。件。故又称为精密铸造。 1 1、工艺过程、工艺过程制造母模制造母模 制造压型制造压型 用压型制造蜡模用压型制造蜡模( (包括化蜡包括化蜡) ) 单件蜡模单件蜡模 把蜡模组合起来把蜡模组合起来 涂挂、结壳、熔出涂挂、结壳、熔出蜡模蜡模 焙烧：焙烧：850850950950填砂填砂 浇注浇注熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程2、特点及应用范围、特点及应用范围 由

34、于铸型精密，没有分型面，型腔表面光洁，故由于铸型精密，没有分型面，型腔表面光洁，故尺寸精度和质量高。尺寸精度和质量高。 可以铸造各种合金铸件。对耐热合金复杂铸件几可以铸造各种合金铸件。对耐热合金复杂铸件几乎是唯一方法。乎是唯一方法。 生产批量不受限制。生产批量不受限制。 熔模生产工序多，周期长，熔模生产工序多，周期长，15天左右，铸件质量天左右，铸件质量为几十克至几公斤。最大不超过为几十克至几公斤。最大不超过25Kg。二、二、 金属型铸造金属型铸造 金属型铸造金属型铸造是将液态合金浇入金属铸型，以获得铸是将液态合金浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。件的一种铸造方法。 1 、金属型的构造、

35、金属型的构造 主要取决于铸件的形状、尺主要取决于铸件的形状、尺寸、合金种类及生产批量。寸、合金种类及生产批量。按按分型面位置不同分型面位置不同 ，可分为，可分为垂直垂直式，水平式和复合式式，水平式和复合式等三种。等三种。其中垂直式金属型开设浇注系其中垂直式金属型开设浇注系统和取出铸件都比较方便，易统和取出铸件都比较方便，易实现机械化。实现机械化。2、工艺特点及应用、工艺特点及应用 由于金属型导热快，且没有退让性和透气性。工艺由于金属型导热快，且没有退让性和透气性。工艺流程如下：流程如下：制备金属模制备金属模 金属模预热金属模预热 喷刷涂料喷刷涂料 预热预热 浇注浇注开模取出铸件开模取出铸件 切

36、除浇、冒口切除浇、冒口 检验入库检验入库 金属型常用铸铁制成，尤其灰口铸铁加工性能好，金属型常用铸铁制成，尤其灰口铸铁加工性能好，价格便宜。价格便宜。一般工厂均能自制，且耐热耐磨。也可用一般工厂均能自制，且耐热耐磨。也可用铸钢制备。铸钢制备。金属型本身没有透气性金属型本身没有透气性。故应利用冒口和。故应利用冒口和出气孔排气，必要时常在分型面和结合面上开设排气出气孔排气，必要时常在分型面和结合面上开设排气槽。槽。 对金属模预热再喷刷涂料目的是减缓铸件的冷却速度，防对金属模预热再喷刷涂料目的是减缓铸件的冷却速度，防止高温金属直接对型壁冲刷。止高温金属直接对型壁冲刷。利用涂料有一定的蓄气、排气利用涂

37、料有一定的蓄气、排气能力，防止气孔产生。能力，防止气孔产生。浇注温度提高，铸件冷却缓慢，结晶粗大，机械性能下降，浇注温度提高，铸件冷却缓慢，结晶粗大，机械性能下降，易形成气孔等缺陷；温度下降易产生浇不足、冷隔等；温度易形成气孔等缺陷；温度下降易产生浇不足、冷隔等；温度比砂型高约比砂型高约2035，浇注速度先慢、后快、再慢。，浇注速度先慢、后快、再慢。 开型时间和温度开型时间和温度：为降低铸件内：为降低铸件内(热热)应力及产生裂纹倾向应力及产生裂纹倾向,应尽早开型；开型温度：铸铁应尽早开型；开型温度：铸铁900、铝合金、铝合金500 左右。左右。质量稳定，金属利用率提高，生产率下降，成本降低。质

38、量稳定，金属利用率提高，生产率下降，成本降低。三、三、 压力铸造压力铸造 指在指在高压高压作用下，使液态或作用下，使液态或半液态金属以半液态金属以高速高速压入金属压入金属铸型中，并在压力下凝固以铸型中，并在压力下凝固以获得铸件的一种工艺方法。获得铸件的一种工艺方法。1、压铸的工艺过程、压铸的工艺过程 金属夜倒入压室金属夜倒入压室 压射冲头使金属液经浇道口压射冲头使金属液经浇道口压入压入型腔型腔 铸件凝固后铸件凝固后 反料活塞将余料推出反料活塞将余料推出 动型左移动型左移开型开型 顶杆把铸件从动型的型腔中顶出。顶杆把铸件从动型的型腔中顶出。热压室压铸机的工作原理热压室压铸机的工作原理2、特点及应

39、用范围、特点及应用范围 生产率提高生产率提高 铸件质量好铸件质量好 可压铸形状复杂的薄壁件可压铸形状复杂的薄壁件 易产生气孔和缩孔缺陷易产生气孔和缩孔缺陷( 6mm) 设备投资大设备投资大 特点特点应用范围应用范围：铸件最轻：铸件最轻0.14g(铝合金铝合金)最重达最重达100Kg(锌合锌合金），在汽车、拖拉机、精密仪器、国防上都广泛应用。金），在汽车、拖拉机、精密仪器、国防上都广泛应用。四四 离心铸造离心铸造 将液态金属浇入高速旋转将液态金属浇入高速旋转(2501500r/min)的铸型中，的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型并凝固成形，此法叫使金属液在离心力作用下充填铸型并凝固成形，此

40、法叫离心铸造离心铸造。1、原理、原理 液态金属在铸型内受到适当液态金属在铸型内受到适当的离心力，克服重力作用下而的离心力，克服重力作用下而不落下来，并在离心力下使合不落下来，并在离心力下使合金具有良好的补缩作用，使杂金具有良好的补缩作用，使杂质和气体排到铸件内表面，从质和气体排到铸件内表面，从而获得内部组织致密的铸件。而获得内部组织致密的铸件。立式离心铸造机立式离心铸造机 2 2、特点及应用范围、特点及应用范围 生产圆筒形铸件时，可省去型芯和浇注系统生产圆筒形铸件时，可省去型芯和浇注系统 缩孔、缩松减少、组织致密，机械性能提高缩孔、缩松减少、组织致密，机械性能提高 充填铸型能力提高，流动性差的

41、合金都可铸造充填铸型能力提高，流动性差的合金都可铸造 便于铸造双金属铸件便于铸造双金属铸件 易产生偏析易产生偏析 五、低压铸造五、低压铸造 在在较低的压力较低的压力作用上，使液态金属由下而上充填型腔，作用上，使液态金属由下而上充填型腔，并在压力下结晶，以形成铸件的工艺过程。并在压力下结晶，以形成铸件的工艺过程。 特点特点 液态金属冲型较平稳液态金属冲型较平稳 逐渐成型性较好逐渐成型性较好 组织致密、机械性能好组织致密、机械性能好 液态金属利用率高液态金属利用率高 劳动条件好、设备简单、劳动条件好、设备简单、 易实现机械化易实现机械化 低压铸造工作原理低压铸造工作原理六、六、 其它特种铸造其它特

42、种铸造1 1、陶瓷型铸造、陶瓷型铸造 它是在砂型铸造和熔模铸造的基础上发展起来的精密它是在砂型铸造和熔模铸造的基础上发展起来的精密铸造。铸造。 砂套造型，先做好砂套砂套造型，先做好砂套 灌浆与胶结灌浆与胶结 将配好的陶瓷浆由浇口注满、经数分钟将配好的陶瓷浆由浇口注满、经数分钟(515(515分钟分钟) )便便开始结胶。开始结胶。耐火材料如铝矾土、刚玉粉耐火材料如铝矾土、刚玉粉粘结剂如硅酸乙酯水解液粘结剂如硅酸乙酯水解液催化剂催化剂 Ca(OH)2造气剂造气剂 双氧水双氧水(3) (3) 起模与喷烧起模与喷烧 趁浆料尚有弹性起模，用明火喷烧整个型腔。趁浆料尚有弹性起模，用明火喷烧整个型腔。(4)

43、 (4) 焙烧合箱焙烧合箱 焙烧焙烧25小时小时350550，去残存乙醇，水分。去残存乙醇，水分。(5) (5) 浇注浇注 用途用途：可浇高温合金，零件大小不受限制。铸件表：可浇高温合金，零件大小不受限制。铸件表 面粗糙度与熔模相近，投资少，生产周期短。面粗糙度与熔模相近，投资少，生产周期短。 不适于大批量生产，难以实现机械化、自动化，铸不适于大批量生产，难以实现机械化、自动化，铸 件可以从几公斤到数吨，而熔模仅件可以从几公斤到数吨，而熔模仅25 Kg25 Kg。2、磁型铸造、磁型铸造气化膜气化膜 由聚苯乙烯珠粒在胎膜由聚苯乙烯珠粒在胎膜中发泡制成气化膜，并涂中发泡制成气化膜，并涂挂涂料，配上

44、冒口。挂涂料，配上冒口。 磁丸磁丸造型造型 激磁、浇注激磁、浇注 落丸落丸气化膜气化膜 金属熔化金属熔化 铸件铸件磁性铸造磁性铸造造型造型( (埋箱埋箱) ) 以磁丸代替砂型，磁丸为以磁丸代替砂型，磁丸为0.51.5鉄丸，将气化膜埋入鉄丸，将气化膜埋入磁丸箱内，并微震紧实，以磁场力代替粘结剂。磁丸箱内，并微震紧实，以磁场力代替粘结剂。激磁、浇注激磁、浇注 将磁丸箱推入磁丸机内，接通电源。磁丸磁化，相互将磁丸箱推入磁丸机内，接通电源。磁丸磁化，相互结合成型。当金属液浇入磁型，气化膜烧失，空腔被金结合成型。当金属液浇入磁型，气化膜烧失，空腔被金属液代替。属液代替。落丸落丸 切断电源，磁场消失，磁丸消失，铸件自行脱落。切断电源，磁场消失，磁丸消失，铸件自行脱落。第五节第五节 铸件结构设计铸件结构设计 铸件的结构工艺性是否良好对铸件的质量、生产率及铸件的结构工艺性是否良好对铸件的质量、生产率及成本有很大影响。成本有很大影响。一、铸造工艺对铸件结构的要求一、铸造工艺对