第三章铸造方法

手工造型机器造型

金属型铸造熔模铸造压力铸造离心铸造低压铸造铸造成形工艺砂型铸造特种铸造工艺特点和应用第三章金属的铸造成形工艺本章主要内容：重力作用下的铸造成形外力作用下的铸造成形1一、砂型铸造零件制造模型配制型砂制造芯盒制造芯砂造型造芯合箱浇注落砂清理检验铸件1、生产过程22、型砂的分类粘土砂：粘土为粘结剂；水玻璃砂：水玻璃；油砂：植物油如桐油、亚麻油等；树脂砂：树脂如酚醛树脂等。3、砂型铸造的特点

优点：铸件批量不受限制；铸造合金不受限制；铸件尺寸和形状不受限制；铸型成本低；生产准备时间较短。缺点：铸型只能使用一次，尺寸精度低，劳动条件差。34、砂型铸造－造型方法

指填砂、紧砂、起模与合箱等操作由人工来完成的造型方法。

包括整模、分模、活块、挖砂、三箱等。单件、小批量生产

指用机器全部完成或至少完成紧砂

和起模

操作的造型方法。成批、大量生产紧砂方法震压紧实：中、小型铸件抛砂紧实：大、中型铸件射砂紧实：制芯两箱造型手工造型：机器造型：4机器造型起模方法顶箱起模:结构简单、型腔较浅的铸型；漏模起模:

结构较简单、型腔较深的铸型；翻转起模:

形状复杂、型腔较深的铸型。机器造型的工艺特点:1）采用模板造型模板是将模样、浇注系统与底板连接成一体的专用模具。2）不适合与三箱造型及活块造型

对形体上需采用三箱或活块的铸件采用两个砂箱进行机器造型时，常采用外型芯等措施来解决起模方面的问题。5a.造下型放下砂箱于底板上，将模样大端朝下置于砂箱内的合适位置，分批加砂舂实。b.造上型下型反转180º放上箱，撒分型砂；放直浇道、填砂紧实；刮平砂箱，拔浇道、压浇口；在上砂型处扎通气孔，在砂箱壁画定位线。c.起模打开铸型，用起模针起模。d.修型起模后型腔有损坏，进行修补。e.下芯先找正位置再放入。f.合型上型保持水平，对正定位线（或定位销）缓缓落下；用箱卡（或压铁）将上下型卡紧；盖住浇道以防砂粒落入型腔。手工造型基本过程6砂箱刮砂板底板砂舂通气针起模针皮老虎镘刀镘勺提勾7⑴

整模造型应用：铸件最大截面在一端，且是平面。特点：分型面为平面，铸型型腔全部在一个砂箱内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。8整模造型9⑵

分模造型特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上下两个砂箱内。造型方便，但制作模样较麻烦。应用：最大截面在中部，一般为对称性铸件。10分模造型11⑶

活块造型单件小批生产带有妨碍起模的凸起部分的铸件应用范围：12活块造型13⑷

挖砂造型应用：单件小批生产，模样薄、分模后易损坏或变形的铸件。特点：模样为整体模，造型时需挖去阻碍起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。14挖砂造型15⑸

三箱造型应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。下特点：铸件两端截面尺寸比中间大，采用两箱无法起模，故采用三箱。造型复杂，易错箱，生产率低。16三箱造型17三箱造型18a)整模造型b)分模造型c)挖砂造型d)三箱造型e)活块造型不同几何体所构成铸件的造型方法19常用手工造型方法的特点和应用范围造型方法特点应用范围整模造型整体模，分型面为平面，铸型简单，铸件不会产生错型缺陷铸件最大截面在一端，且为平面分模造型模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内，造型方便，但制作模样较麻烦最大截面在中部，一般为对称性铸件挖砂造型整体模，分型面是曲面，造型时需挖去阻碍起模的型砂。造型麻烦、生产率低单件小批量生产模样；薄，分模后易损坏或变形的铸件活块造型将模样上妨碍起模的部分，作成活动的活块，便于造型起模，造型和制作模样都麻烦单件小批量生产带有突起部分的铸件三箱造型（也可两箱）铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱造型无法起模时，铸型可由三箱组成，关键是选配高度合适的中箱。造型麻烦，容易错型单件小批量生产具有二个分型面的铸件20机器造型－震压紧实2122机器造型－抛砂紧实23机器造型－射砂紧实24造型方法原理主要特点和适用范围震压造型先以机械震击紧实型砂，再用较低的比压（0.15～0.4MPa）压实设备结构简单，造价低，效率较高，紧实度较均匀；但紧实度较低，噪声大。适用于成批大量生产中小型铸件微震压实造型在高频率、小振幅振动下，利用型砂的惯性紧实作用并同时或随后加压紧实型砂砂型紧实度较高且均匀，频率较高，能适应各种形状的铸件，对地基要求较低；但机器微震部分磨损较快，噪声较小。适用于成批、大量生产中、小型铸件抛砂造型利用离心力抛出型砂，使型砂在惯性作用下完成填砂和紧实砂型紧实度较均匀，不要求专用模板和砂箱，噪声小，但生产效率低，操作技术要求高。适用于单件、小批量生产中，大型铸件常用的机器造型方法的主要特点和适用范围25二、金属型铸造定义：指在重力作用下将液态金属浇入金属型而获得铸件的铸造方法。1、金属型材料及结构：金属型材料：铸铁或铸钢。金属型结构：可分为整体式、水平分型式、垂直分型式和复合分型式四种，其中垂直分型应用较广。

2、工艺特点

1)

加强排气；

2)

型腔喷刷涂料

；

3)

铸型预热并控制温度

；4)

及时开型取件。26金属型结构－水平分型式27金属型结构－垂直分型式28金属型结构－垂直分型式29铝活塞模具303、金属型铸造的优缺点及应用1)优点

①

金属型铸造一型多铸,提高了生产率，易于实现机械化和自动化

；②

铸件尺寸精度高、表面粗糙度值小，加工余量小，铸件的力学性能提高

；③劳动条件好。2)缺点

金属型制造成本高，周期长，不适合单件小批生产；不宜铸造形状复杂、薄壁或大型铸件；用于熔点较高的合金时,铸型寿命短。3)应用

主要用于大批量生产铝合金、铜合金等非铁合金的中、小型铸件,如活塞、缸盖、液压泵壳体等。

31指液态金属在重力作用下浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳并在其中成形，从而获得精密铸件的铸造方法。熔模铸造又称失蜡铸造。1、熔模铸造的

工艺过程制造压型→压制蜡模→制造壳体→熔去蜡模→焙烧→浇注。熔模铸造工艺过程三、熔模铸造322、熔模铸造的特点和应用1)特点

可生产形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件；铸件精度高,表面质量好，实现了少、无切削加工；适用于各种合金,尤其适用于高熔点合金及难以切削加工的

合金；生产批量不受限制,可实现机械化流水生产。但是工序繁多

,

工艺过程复杂,生产周期长,铸件不能太大、太长。

2)应用

主要适用于高熔点、难以切削加工的合金钢铸件的成批、大量生产。如汽轮机叶片和叶轮、切削刀具及航天飞行器、汽车、船舶、机床上的小型零件等。331、离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备,按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式两种。离心铸造示意图四、离心铸造离心铸造是将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力的作用下充型和凝固而形成铸件的方法。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。342.立式离心铸造机适用于高度不大的环类铸件。353.卧式离心铸造机适用于铸造长度较大的套筒及管类铸件。如铸铁缸套、水管等。361)特点铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔等缺陷,力学性能好;铸造圆形中空铸件时,不用型芯和浇注系统,降低了金属消耗；可生产双金属铸件,如钢套内镶铸一薄层铜衬套等；铸件内孔自由表面粗糙，尺寸误差大，品质差；不适用于密度偏析大的合金及铝、镁等轻合金。2)应用：

离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。4、离心铸造的特点和应用37五、压力铸造指在高压作用下将金属液快速压入金属压铸型中，并在压力下凝固而获得铸件的方法。1.压铸机和压铸工艺过程压铸机是压力铸造生产的主要设备，按压室（压射室）分,一般分热压室压铸机（压室浸于金属液中）和冷压室压铸机（压室与金属液保温炉分开）两大类。卧式冷压室压铸机的工作过程38热压室压铸机压室和保温炉一体；适用于低熔点金属的压铸。39压室与保温炉分开；适用于压铸熔点较高的非铁金属和钢铁件的生产冷压室压铸机a)浇入液态金属b)加压c)顶出铸件402.压力铸造的特点和应用特点：生产率高，操作简便，易于实现自动化；铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，可生产形状复杂、薄壁铸件，能直接铸出带有小孔、螺纹、文字的铸件；

可铸造出镶嵌件；强度、硬度高；压铸机投资大，压铸型费用高，生产周期长，只适用于大批量生产；铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松等。不宜进行热处理，不适合制作承受冲击的零件。应用:

主要用于大批量生产铝、锌、镁、铜等非铁合金的小型、薄壁和形状复杂的铸件，如仪表壳体、喇叭、减压阀等。41卧式压铸机42六、低压铸造指在低压下将金属液压入型腔，并在压力下凝固成形而获得铸件的方法。(1)低压铸造的工艺过程向坩埚中通压缩空气→金属液上升充型→保压、凝固→将坩埚上部与空气相通→取出铸件。低压铸造工艺过程43低压铸造原理示意图44特点:

①

浇注压力和速度便于调节，可适应不同材料的铸型;②充型平稳，对铸型的冲击力小，气体易排除，能有效地克服铝合金铸件的针孔等缺陷；③便于实现定向凝固，铸件组织致密,力学性能好;④不用冒口，金属的实际利用率高;⑤可生产形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件；⑥设备简单,投资少,。应用:主要用于生产质量要求高的铝、镁合金铸件。如发动机的汽缸体和缸盖，高速内燃机和压气机的活塞等；大功率内燃机车的球铁曲轴，万吨油轮用的30t的铜合金螺旋桨等。(2)低压铸造的工艺特点和应用45项目砂型铸造金属型铸造压力铸造低压铸造离心铸造熔模铸造实型铸造连续铸造铸件特征材质各类合金非铁合金为主非铁合金各类合金各类合金各类合金各类合金各类合金尺寸大小各种尺寸中、小件为主中、小件中、小件各种尺寸小件为主各种尺寸各种尺寸结构复杂一般较复杂较复杂一般复杂较复杂简单铸件质量尺寸精度(CT)7-136-94-86-96-94-77-97-9内部质量组织较松,晶粒较粗组织致密,晶体细小组织致密,晶体细小,有气孔组织致密,晶体细小组织致密,晶体细小组织较松,晶粒较粗组织