冶金精品文档砂型铸造

第七章铸造7.1砂型铸造7.2特种铸造7.3金属或合金的铸造性能7.4铸件结构工艺性7.5常用合金铸件的制造7.6铸造技术的发展本章小结7.1砂型铸造砂型铸造的工艺过程：包括混砂、造型和造芯、烘干、合箱、熔化与浇注、铸件的清理和检验等工序。型（芯）砂应具备的性能：①强度；②透气性（与砂粒的形状大小及粘土的比例、型砂的臼紧度有关）；③耐火性；④退让性；型（芯）砂的分类：粘土砂（由砂、粘土、和附加物如煤粉木屑等组成）；水玻璃砂；油砂及合脂砂；树脂砂。7·1·1造型方法（手工造型、机器造型）7·1·2砂型铸造工艺第七章铸造手工造型方法

两箱造型三箱造型地坑造型脱箱造型整模造型分模造型挖砂造型假箱造型活块造型刮板造型按砂箱区分按模型区分第七章铸造机器造型方法

根据紧砂原理的不同，机器造型方法有以下几种：压实造型、震实造型、震压实造型、

微震压实造型、高压造型、射砂造型、抛砂造型等。第七章铸造震实造型工作原理示意图微震压实造型机工作原理示意图第七章铸造多触头高压微震压实造型机工作原理示意图第七章铸造射砂造型机工作原理示意图第七章铸造7·1·2砂型铸造工艺1·浇注位置(是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置）的选择原则：⑴重要加工面或质量要求较高的面，应置下部或侧面。⑵大平面朝下。⑶大面积薄壁处，应置下或侧面。⑷易产生缩孔的厚大部位应置顶部或侧面，以安装冒口。2·分型面位置的选择原则：⑴重要加工面或大部分加工面与基准面放在同一砂箱内。⑵尽可能减少分型面数目或活块数目，以方便起模。⑶尽可能减少型心的数目。⑷便于下芯、合箱、检查型腔尺寸等操作。3·铸造工艺参数的确定：包括铸造工艺参数包括机加工余量、铸出孔、起模斜度、铸造圆角、铸造收缩率等。4·砂型铸造工艺分析第七章铸造床身浇注位置第七章铸造大平面的浇浇注位置第七章铸铸造箱盖浇注位位置的比较较第七章铸铸造卷扬筒浇注注位置第七章铸铸造床身铸件分分型面的选选择第七章铸铸造三通的分型型面的选择择第七章铸铸造起重臂的分分型面的选选择第七章铸铸造接头的分型型面的选择择第七章铸铸造箱盖的分型型面的选择择第七章铸铸造机加工余量量和铸出孔孔的大小机加工余量量的大小与与铸件的大大小、材质质批量结构构的复杂程程度及该加工面面在铸型中中的位置等等不同而变变化。（可可查手册））铸件中较大大的孔和槽槽应铸出，，以减少切切削工时，，节约金属属。铸件的最小小铸出孔尺尺寸生产批量铸件最小铸出孔尺寸/mm灰铸铁件铸钢件大量12~15——成批15~3030~50单件、小批30~5050第七章铸铸造起模斜度第七章铸铸造铸造圆角和和铸造收缩缩率铸造圆角是是指铸件上上壁和壁的的交角应做做成圆弧圆圆度，以防在该处处产生缩孔孔和裂纹。。铸造圆角角半径一般般为两相交壁平均均厚度的1/3~1/2。铸造收缩是是指金属液液浇注到铸铸型后，随随温度的下下降将发生凝固固所引起的的尺寸缩减减。通常灰灰铸铁的收收缩率为0·7%~1·0%；铸钢钢为1·5%~2··0%；有有色金属合合金为1·0%~1·5%。第七章铸铸造砂型铸造工工艺分析第七章铸铸造拖拉机轮7·2特种种铸造7·2·1熔模铸造7·2·2金属型铸造造7·2·3压力铸造7·2·4低压铸造7·2·5离心铸造7·2·6陶瓷型铸造造7·2·7连续铸造7·2·8实型铸造7·2·9V法铸造7.2.10磁型型铸造第七章铸铸造7·2·1熔模铸造造第七章铸铸造熔模铸造工艺过程熔模铸造的的特点及应应用1·铸件精精度高（尺尺寸公差可可达IT11~IT13，表面粗糙度度可达Ra12.5~1.6μm。。铸件可不进进行机加工工直接使用用。2·适合各各种合金。。特别是那那些难熔的的难切削的的的高合金金钢。3·能铸造造形状复杂杂、不便分分型的铸件件。4·能铸造造出厚度≥≥0.3mm薄壁件。5·能铸造造出＞0.5mm孔径的孔。。适合难以切切削或少切切削的小型型零件（重重量＜25kg）。7·2·2金属型铸铸造第七章铸铸造金属型的结构金属型铸造造的特点及及应用1·一型多多用。2·所获得得的铸件晶晶粒细小、、组织致密密、力学性性能高。3·所获得得的铸件精精度高（尺尺寸精度可可达IT12~IT14，表面粗糙度可可达Ra6.3μm）。。4·模型制造周周期长、成成本高。主要适合低低熔点的有有色金属或或合金铸件件的大批量量生产。7·2·3压力铸造造第七章铸铸造热压室压铸机的工作原理热压铸第七章铸铸造卧式冷压室压铸机(第七章铸铸造立式压室压压铸机1—压铸室室2—压铸活活塞3—铸型4—下活塞塞5—剩余金金属6—铸件压铸的特点点1·常用压压力为几个个至几十个个MPa。1·所获得的铸铸件精度高高（尺寸精精度可达IT11~IT13，表面粗糙度可可达Ra3.2～0.8μm）。。铸件可不进进行机加工而直接使使用。2·所获得得的铸件的的晶粒细小小，力学性性能高。3·生产效效率高，便便于实现机机械化、自自动化。4·可实现现嵌铸。★5·适合低低熔点的有有色金属或或合金，难难于适应钢钢和铸铁。。6·铸件中中不可避免免存在气孔孔、缩松等等缺陷。故故不能热处处理或在高温温下使用。。7·设备投投资大，适适用于大批批量生产。。嵌铸件低压铸造工作原理示意图1—坩埚；2—升液管；3—金属液；4—进气管；5—密封盖6—浇道；7—型腔；8—铸型7·2·4低压铸造造第七章铸铸造低压铸造的的特点及应应用1·常用压压力为0.02~0.06MPa。介于重力和和压力铸造造之间。2·铸件轮轮廓清晰、、组织致密密。3·金属利利用率高（（可达90%以上））。4·浇注方方法为底注注式充型，，无金属液液的飞溅，，不对铸型型冲刷，故铸铸件中无针针孔等缺陷陷。5·设备简简单，易于于实现机械械化、自动动化。6·升液管管的寿命短短，金属液液在保温过过程中易氧氧化。主要应用于于铸造性能能要求高的的铝合金和和镁合金铸铸件。如：汽缸体体、缸盖、、曲轴箱等等铸件。7·2·5离心铸造造第七章铸铸造卧式离心铸铸造离心铸造的的特点1·所获得得的铸件组组织致密、、没有气孔孔、缩松、、缩孔、夹渣等缺陷陷，力学性性能高。2·没有型型芯和浇注注系统便可可生产中空空铸件。3·铸件在在离心的作作用下，金金属液的充充型能力好好，可浇注注流动性差的的金属或壁壁薄件。4·铸件的的内表面粗粗糙，且易易产生比重重偏析。完全陶瓷型铸造工艺过程7·2·6陶瓷型铸铸造第七章铸铸造第七章铸铸造砂套陶瓷型铸造工艺过程陶瓷型铸造造的特点1·与熔模模铸造相似似，可获得得尺寸精度度高、表面面粗糙度低低的铸件。2·可铸造造大型的精精密铸件，，其重量可可达十几吨吨（熔模铸铸造的铸件尺尺寸不能超超过25kg）。3·灌浆工序烦烦琐，难于于实现机械械化、自动动化。不宜宜制造批量大、重重量轻的铸铸件。主要应用于于生产大型型和厚壁的的精密铸件件。如：冲冲摸、压铸模、锻锻模、玻璃璃器皿模等等。7·2·7连续铸造造第七章铸铸造1—浇包2—浇口杯杯或中间浇浇包3—结晶器器4—铸坯5—引锭6—保温炉炉7—石墨工工作套8—引拔辊辊9---切切割机连续铸造的的特点及应应用1·所获得得的铸锭和和铸管组织织致密均匀匀，力学性性能好。2·没有浇浇注系统和和冒口，金金属的利用用率高。3·不须造造型等工序序，可实现现机械化和和自动化，，便于实现现连铸连轧。。4·生产率率高。7·2·8实型铸造造第七章铸铸造实型铸造又又称“气化化模造型””和“消失失模铸造””。实型铸造的的特点及应应用不须分型、、起模、制制芯；铸件件尺寸精度度和表面粗粗糙度与熔模模铸造相近近；由于造造型工序的的简化，使使生产率高，成本本低。实型铸造适适用于各种种批量的、、形状复杂杂的、除铁铁和低碳钢以以外的合金金铸件的生生产。1—发热元件；2—塑料薄膜在烘烤位置；3—塑料薄膜在覆盖成形；4—抽气箱；5—抽气孔；6—砂箱；7—密封塑料薄膜；8—过滤抽气孔；9—通气道；10—水芯7·2·9V法铸造（真真空薄膜铸铸造）第七章铸铸造7·3金属属或合金的的铸造性能能7·3·1金属属或合金的的流动性及及充型能力力1·金属或合金金的流动性性2·影影响流动性性的因素金属的种类类、（铸铁铁、硅黄铜铜＞铝硅合合金＞钢））合金成分及及结晶特征征、粘度、结结晶潜热、、7·3·2铸件件的凝固与与收缩1·铸件的凝固固方式2·铸铸造金属或或合金的收收缩3·缩孔与缩松及防止措施4·铸铸造内应力、变形和裂纹7·3·4铸件件的偏析与与铸造合金金的吸气1·铸铸件偏析（（晶内偏析析、区域偏偏析、比重重偏析）2·铸造合金的的吸气第七章铸铸造螺旋形试样样第七章铸铸造合金成分及及结晶特征征对流动性性的影响第七章铸铸造不同结晶特征合金的流动性铁碳合金的流动性与含碳量关系铸铁流动性铸件的凝固固方式第七章铸铸造缩孔的形成成过程示意意图第七章铸铸造宏观缩松第七章铸铸造缩孔和缩松松的防止措措施采取顺序凝凝固或安放放冷铁第七章铸铸造顺序凝固冷铁的应用铸造内应力力铸造应力分分热应力和和机械应力第七章铸铸造图7·37中Ⅰ、ⅡⅡ杆固态冷冷却曲线第七章铸铸造同时凝固示示意图第七七章章铸铸造造机械械应应力力第七七章章铸铸造造--铸件型芯--铸型--阻力铸件件的的变变形形第七七章章铸铸造造不同同截截面面的的变变形形第七七章章铸铸造造沸点气体体在在合合金金中中的的溶溶解解度度与与温温度度的的关关系系示示意意图图第七七章章铸铸造造7··4铸铸件件结结构构工工艺艺性性7··4··1铸件件工工艺艺对对铸铸件件结结构构的的要要求求1··对对铸铸件件外外形形的的要要求求（（力力求求简简单单，，起起模模方方便便））避免免侧侧凹凹、去掉掉不不必必要要的的外外圆圆角角，，使使分分型型面面为为平平面面、设计计凸凸台台和和筋筋条条，，应应考考虑虑造造型型方方便便、铸件件的的外外形形尽尽可可能能使分分型型面面数数目目最最少少2··对对铸铸件件内内腔腔的的要要求求不用用或或少少用用型型芯芯、型芯芯的的安安放放应应稳稳固固，，并并方方便便排排气气和和清清理理增设设工工艺艺孔孔、、3··结构构斜斜度度7··4··2金金属属或或合合金金的的铸铸造造性性能能对对铸铸件件结结构构的的要要求求1··合理理设设计计铸铸件件壁壁厚厚（壁厚厚均均匀匀、有差差别别时时应应顺顺序序凝凝固固）2··铸铸件件壁壁与与壁壁连连接接（（设计计结结构构圆圆角角、避免免锐锐角角连连接接、厚厚薄薄逐渐渐过过渡渡、、避免免交交叉叉连连接接）3··与与合合金金铸铸造造性性能能有有关关的的问问题题（（不阻阻碍碍收收缩缩、避免免过过大大面面积积的水水平平面面、截面面对对称称、设计计加加强强筋筋）4··组合合式式铸铸件件第七七章章铸铸造造机床床铸铸件件结结构构的的设设计计第七七章章铸铸造造缸体体铸铸件件结结构构的的设设计计第七七章章铸铸造造托架架铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造箱体体铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造零件件上上的的凸凸台台设设计计第七七章章铸铸造造端盖盖的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造阀体体的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造支柱柱铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造圆盖盖铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造轴承承架架铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造紫铜铜风风口口铸铸件件内内腔腔的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造结构构斜斜度度第七七章章铸铸造造斜度α：h角度β适应范围1：51：101：201：501：10011°30′5°30′3°1°30′h＜25mm，钢和铸铁件h=25~500mm，钢和铸铁件h＞500mm，钢和铸铁件有色金属合金件铸件件的的结结构构斜斜度度（（Q/ZB158——1978））第七七章章铸铸造造1··合合理理设设计计铸铸件件壁壁厚厚铸件尺寸/mm不同合金铸件的最小壁厚值/mm铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铝合金铜合金＜200×20085~66533~5200×200~500×50010~126~1012846~8＞500×50015~2015~2015~2010~12610~12砂型型铸铸造造条条件件下下铸铸件件的的最最小小壁壁厚厚值值第七七章章铸铸造造顶盖盖铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造阀体体铸铸件件的的结结构构设设计计第七七章章铸铸造造壁厚厚有有差差别别时时铸铸件件的的结结构构设设计计第七章铸铸造不同转角的热热节第七章铸铸造金属结晶的方方向性第七章铸铸造铸造内圆角半半径R值a+b2≤88~1212~1616~2020~2727~3535~4545~60铸铁铸钢4668101216206681012162025第七章铸铸造铸件壁之间避避免锐角连接接第七章铸铸造铸件壁之间避避免交叉连接接第七章铸铸造轮辐铸件的结结构设计第七章铸铸造轮形铸件辐板板的设计第七章铸铸造薄壁罩壳的设设计第七章铸铸造梁形铸件的结结构设计第七章铸铸造平板铸件的结结构设计第七章铸铸造防裂筋的应用用第七章铸铸造铸钢底座第七章铸铸造床身的组合设设计第七章铸铸造7·5常用合合金铸件的制制造7·5·1铸铸铁件的的制造1·铸铁的结晶及及石墨化（影响石墨化化的因素：化学成分、冷却速度）2·灰铸铸铁普普通灰铸铁(3.0%~3.7%C,1.8%~2.4%Si)铁水不须处理理孕育铸铁(2.8%~3.2%C,1.0%~2.0%Si)铁水须孕育处处理3·球墨墨铸铁（成分分特点、球化处理、孕孕育处理、热处理）球墨铸铁的铸铸造工艺特点点：流动性差差、铸型的刚度与与收缩4·蠕墨墨铸铁须须蠕化处处理(用稀土土硅铁合金和和稀土硅钙合合金)和孕育育处理5·可锻锻铸铁（种类类、成分特点点、生产过程程、铸造性能能）7·5·2铸钢件的制造造7·5·3有色金属或合合金铸件的制制造第七章铸铸造铸铁的结晶及及石墨化第七章铸铸造C、Si含量对铸件组组织的影响（（壁厚50mm）第七章铸铸造砂型铸件壁厚厚、碳和硅含含量与组织的的关系第七章铸铸造冲入法球化处处理第七章铸铸造型内球化法第七章铸铸造球墨铸铁件缩缩孔和缩松的的形成第七章铸铸造7·5·2铸铸钢件的制造造1·碳素素铸钢（低碳碳铸钢ZG15、中碳铸钢ZG25、高碳铸钢ZG55）2·合金铸钢（低低合金铸钢、、高合金铸钢钢）3·铸钢的的铸造工艺特特点：熔点高、钢液液易氧化、钢钢水流动性差差、收缩大相应的措施：：①壁厚＞8mm，提高浇注温度度以改善铸造造性能，采用干铸型和热热铸型。②由于收缩大，，应采用冒口口冷铁和补贴贴，以实现顺序凝固固。③薄壁铸钢件应应采用同时凝凝固。④采用耐火火度高的人造石英砂砂制作铸型，，并在铸型表表面涂刷石英英粉或锆砂，，以防粘砂。⑤铸型型采用干型或或快干型，如如用CO2硬化的水玻璃璃砂型。4·铸钢钢件的热处理理(不宜进行行淬火处理)含碳量＜0.35%的铸铸钢件应采用用正火及高温温回火；含碳量＞0.35%的铸铸钢件应采用用退火。第七章铸铸造铸钢齿轮铸造造工艺第七章铸铸造薄壁铸钢件的的浇注系统第七章铸铸造7·5·3有有色金属或合合金铸件的铸铸造1·铜及及其合金铸件件的制造（1）铜及其其合金的熔炼炼是是在坩埚炉中中熔炼，熔炼炼时易氧化和吸气，为为防氧化，可可用木炭、玻玻璃屑、苏打打、硼砂等覆覆盖液面，除黄铜铜和铝青铜外外，可用8%~14%的的磷脱氧。而而铝青铜用加苏打、萤萤石、和冰晶晶石等碱性熔熔剂的方法，，造出低熔点点、密度小的熔渣渣加以去除。。除气主要是是除去氢气：：锡青铜是吹吹氮气，铝青铜是是加ZnCl和CCl4，黄铜用锌.（2）铸造特特点：铸型采采用细砂以防防粘砂和降低低粗糙度，浇浇注系统应有挡渣渣能力。第七章铸铸造2.铝合金铸铸件的制造（1）熔炼特特点：液液态铝合金易易氧化和吸气气,即铝在液液态下极易氧化成熔点高高(2050℃)、密密度大和稳定定性好的Al2O3,并悬浮在液态态铝合金中很难难去除,且铝铝合金液极易易吸收氢气,在随后冷却却过程中过饱和的氢以气气泡形式析出出,就可能在在铸件上形成成气孔.因此此,铝合金在在熔炼时要进行行精练,如加加KCl、NaCl覆盖铝合金液液面，隔绝空空气,减少氧化和吸气气的机会.已已吸入的气体体可用通气法法、氯化物法