机械制造基础教案第2章铸造

优选文档优选文档PAGEPAGE26优选文档PAGE机械制造基础课程授课设计授课时间第周星期第节课次授课方式理论课□√讨论课□实验课□习题课□其他□课时（请打√）8安排授课题目（授课章、节或主题）：

第2章铸造成形

授课目的、要求（分掌握、熟悉、认识三个层次）：

1．熟悉合金的铸造性能及其对铸件质量的影响。

2．掌握砂型铸造和常用特种铸造方法的特点，对典型铸件拥有较合理地采用铸造方法的能力。

3．熟悉砂型铸造浇注地址、分型面及铸造工艺参数的选择，能绘制典型铸件的铸造工艺简图。

4．*认识铸铁的石墨化及其对铸件组织和性能的影响，认识常用铸造合金的获得方法及铸造特

点。

5．拥有分析零件铸造构造工艺性的初步能力。

认识铸造新工艺、新技术及其发展趋势。授课重点及难点：

重点：浇注地址和分型面的选择，铸造工艺图。合金的铸件性能和影响因素。铸铁件生产的基根源理和工艺要求。铸件构造设计要求，常用合金铸件的构造特点

难点：浇注地址和分型面的选择；铸造工艺图

授课基本内容方法及手段

一、什么是液态成型（铸造生产）

将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝结，以获得毛坯或零件的生产方法。

二、砂型铸造的工艺过程

型砂铸铸模型型落检铸造合零砂工消融浇冷却件、验艺箱件图清图凝结型理芯盒芯砂芯

课程授课设计（续）

授课基本内容方法及手段

三、铸造生产的特点

1．可生产形状随意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。

2．适应性强：（1）合金种类不受限制；（2）铸件大小几乎不受限制。

3．成本低：（1）资料根源广；（2）废品可重熔；（3）设施投资低。

4．废品率高、表面质量较低、劳动条件差。

金属液态成型工艺基础

1-1液态金属的充型能力与流动性

充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精准、轮廓清楚的成形件的能力。

充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等弊端。

一、液态合金的流动性

合金的流动性是：液态合金自己的流动能力。

0.45%C铸钢：200、4.3%C铸铁：1800

浇口杯

出气口

合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点

300

度200

℃

1000a）在恒温下凝结

80

动性60

（cm40）20b）在必然温度范围内凝结

0Pb20406080Sb

二、浇注条件

（1）浇注温度一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。

（2）充型压力液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。

（3）浇注系统的的构造浇注系统的构造越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。

三、铸型充填条件

（1）铸型的蓄热系数铸型的蓄热系数表示铸型此后中的金属吸取热量并积蓄在

自己的能力。

（2）铸型温度铸型温度越高，液态金属与铸型的温差越小，充型能力越强。

（3）铸型中的气体

四、铸件构造

（1）折算厚度折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积与表面积之比。折算厚度大，热量消失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更简单充填。

（2）铸件复杂程度铸件构造复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。

§1-2液态金属的凝结与缩短

一、铸件的凝结方式

逐层凝结

糊状凝结

中间凝结

温温abc度度液相线t铸件t铸件液相线t铸件固相线S

液成分固固液表层中心表层中心表层中心凝结区

影响铸件凝结方式的主要因素：

（1）合金的结晶温度范围

合金的结晶温度范围愈小，凝结地区愈窄，愈倾向于逐层凝结。

（2）铸件的温度梯度

在合金结晶温度范围已定的前提下，凝结地区的宽窄取决与铸件内外层之间的温

度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝结区由宽变窄。

二、合金的缩短

缩短的见解

合金的缩短经历以下三个阶段：

（1）液态缩短从浇注温度到凝结开始温度之间的缩短。

T浇—T液（2）凝结缩短

（3）固态缩短

体缩短率：V

从凝结开始到凝结停止温度间的缩短。

T液—T固

从凝结停止温度到室温间的缩短。

T固—T室V铸型V铸件100%

温T浇

度

T液

T固

线缩短率：L

V铸件

L铸型L铸件

L铸件

100%

T室

成分体缩短率是铸件产生缩孔或缩松的根根源因。

线缩短率是铸件产生应力、变形、裂纹的根根源因。

缩孔与缩松

液态合金在冷凝过程中，若其液态缩短和凝结缩短所减少的容积得不到补充，则在铸件最后凝结的部位形成一些孔洞。大而会集的称为缩孔，微小而分其他称为缩松。

1)缩孔和缩松的形成

2)缩孔和缩松的防备

防备缩孔和缩松常用的工艺举措就是控制铸件的凝结序次，使铸件实现“序次凝结”

暗冒口

冒口—积蓄补缩用金属液的空腔。

序次凝结—铸件依照必然的序次渐渐凝结。

搜寻热节的方法：等温线法；内切圆法。

热节

冷铁

同时凝结—整个铸件几乎同时凝结。

冷铁

§1-3液态成形内应力、变形与裂纹

一、液态成形内应力

铸件在凝结今后的连续冷却过程中，其固态缩短碰到阻截，铸件内部立刻产生内应力。1．.机械应力（缩短应力）

合金的线缩短碰到铸型、型芯、

浇冒系统的机械阻截而形成的

内应力。机械应力是暂时应力。

2．热应力

热应力是由于铸件壁厚不平均，

上

下型

各部分冷却速度不相同，致使在同一时期内铸件各部分缩短不一致而惹起的应力。

+121-2t0~t1：:

t1~t2：

t2~t3：

T

TH

1塑性状态

T临弹性状态

T室2tt0t1t2t3热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。

热应力是永远应力。

二、铸件的变形与防备

+

-

防备变形的方法：1）使铸件壁厚尽可能平均；

2）采用同时凝结的原则；

3）采用反变形法。

三、铸件的裂纹与防备

．热裂

热裂的形状特点是：裂纹短、空隙宽、形状波折、缝内呈氧化色。

热裂的防备：①应尽量选择凝结温度范围小，热裂倾向小的合金。

②应提高铸型和型芯的退步性，以减小机械应力。

③关于铸钢件和铸铁件，必定严格控制硫的含量，防备热脆性。

．冷裂

冷裂的特点是：裂纹微小，呈连续直线状，缝内有金属光彩或略微氧化色。

冷裂的防备：1）使铸件壁厚尽可能平均；

2）采用同时凝结的原则；

3）关于铸钢件和铸铁件，必定严格控制磷的含量，防备冷脆性。

§1-4液态成形件的质量与控制

常有铸件弊端及特点

名称特征名称特征主要为梨形、圆形、椭圆形的孔洞，表缩孔1．缩孔：形状为不规则的关闭或敞露的空洞，孔壁粗拙并带有枝状晶，常出现在铸件最后凝结部气孔面较圆滑，一般不在铸件表面露出，大位。孔独立存在，小孔则成群出现。缩松2．所松：铸件断面上出现的分别而微小的缩孔。

1．热裂：断面严重氧化，无金属光彩，断口沿晶铸件的部分或整个表面粘附着一层金界产生和发展，外形波折而不规则的裂纹。粘砂属和砂粒的机械混和物，多发生在铸件裂纹2．冷裂：穿过晶体而不沿晶界断裂，断口有金属厚壁和热节处。光彩或有略微氧化色。铸件表面上有突出的金属片状物，表夹砂面粗拙，边角尖利，有小部分与铸件本

体相连。

灰铸铁件断面全部或表面出现亮白色白口组织，常在铸件薄的断面，棱角及边缘

部分。

化学

成分

及力铸件的化学成分和硬度、强度、伸长率、冲击韧学性度、耐热、耐蚀及耐磨等性能不符合技术条件要求。

能不

合格

铸件弊端的产生与铸造工艺、造型资料、模具、合金的熔炼与浇注、铸造合金的选择、铸件构造设计、技术要求的设计可否合理等各个环节亲密有关。因此，应从以下几个方面控制铸件质量：

1．合理选定铸造合金和铸件构造

2．合理制定铸件的技术要求拥出弊端的铸件其实不都是废品，在合格铸件中，赞同存在那些弊端及其存在的程度，应在零件图或有关的技术文件中做出详细规定，作为铸件质量要求的依照。

3．铸件质量查验铸件质量查验是控制铸件质量的重要举措。

铸件查验的项目有：铸件外观质量，包括铸件表面弊端、表面粗拙度、重量公差和尺寸公差等；铸件内在质量，包括铸件内部弊端、化学成分、金相组织和材质性能等；铸件使用性能，包括铸件在强力、高速、耐蚀、耐热、耐低温等不相同条件下的工作能力。

铸件质量查验最常用的是宏观法。它是经过肉眼察看（或借助尖咀锤）找出铸件的表面弊端和皮下弊端，如气孔、砂眼、夹渣、粘砂、缩孔、浇不到、冷隔、尺寸误差等。关于内部弊端则要用仪器查验，如着色浸透查验、超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、荧光探伤、耐压试验等。其他，若有必要还应付铸件进行解剖查验、金相查验、力学性能查验和化学成分分析等。

常用液态成形合金及其熔炼

§2-1铸铁件生产

铸铁是含碳量大于2.11%（平常为2.5%-4.0%）的铁碳合金。

依照碳在铸铁中存在形式的不相同，铸铁可分为：

1.白口铸铁：碳全部以Fe3C的形式存在，断口呈银色。由于白口铸铁拥有优秀的耐磨性，因此有时也用来制造一些耐磨件，如轧辊、粉碎机锤头、衬板、球磨机

磨球和犁铧等。

2．灰口铸铁：碳大部或全部以石墨形式存在，断口呈暗灰色。

3．麻口铸铁：组织中既存在石墨、又有莱氏体，是白口和灰口之间的过渡组织，因断口处有黑白相间的麻点，故而得名。

依照铸铁中石墨形态的不相同，灰口铸铁又可分为：

1．一般灰口铸铁：简称灰口铸铁，其石墨呈片状。如图a所示

2．可锻铸铁：其石墨呈团絮状。如图b所示。

3．球墨铸铁：其石墨呈球状。如图c所示。

4．蠕墨铸铁：其石墨呈蠕虫状。如图d所示。a

a

一、影响铸铁组织和性能的因素

铸铁中的碳能够以化合态渗碳体和游离态石墨两种形式存在。

碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。

1、化学成分

1）碳和硅：碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。

硅是强烈促进石墨化的元素，随着含硅量的增加，石墨显然增加。

因此：当铸铁中碳、硅含量均高时，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金属基体中铁素体增加，珠光体减少。

2）硫：硫是强烈阻截石墨化元素。

硫量高易促进碳以Fe3C白口组织；

硫量高热脆性；

使铸铁铸造性能恶化（如降低流动性，增大收率）。

因此：硫含量限制在0.1-0.15%以下，高强度铸铁则应更低。

3）锰：锰是弱阻截石墨化元素，拥有牢固珠光体，提高铸铁强度和硬度的作用。

一般控制在0.6~0.12%之间

4）磷：磷对铸铁的石墨化影响不显然。含磷过高将增加铸铁的冷脆性。

限制在0.5%以下，高强度铸铁则限制在0.2~0.3%以下。

2．冷却速度

1）铸型资料

2）铸件壁厚铸件壁愈厚，冷却速度愈慢，则石墨化倾向愈大，愈

易获得粗大的石墨片和铁素体基体。由此可知：随着壁厚的增加，石墨片的数量和尺寸都大，铸铁强度、硬度反而下降。这一现象称为壁厚（对力

增

学性能的）敏感性。在实质生产中，一般是依照铸件的壁厚（主要部位的厚），选择适合的化学成分（主要指碳、硅），以获得所需

壁

要

wC+wSi）

%

a

10203040506070

铸铁壁厚

（mm）

二、灰口铸铁

（一）灰口铸铁的化学成分、组织和性能

．灰口铸铁的化学成分与组织

灰口铸铁的化学成分一般为：2.6~3.6%C，1.2~3.0%Si，，S≤0.15%，P≤0.3%。

铁素体灰口铸铁（F+G片）：

这种铸铁抗拉强度和硬度低，易加工，铸造性能好。常用来制造性能要求不

高的铸件和一些薄壁件。

铁素体-珠光体灰口铸铁（F+P+G片）：

此种铸铁强度亦较低，但可知足一般机件要求，且其铸造性能、切削加工性

能和减振性较好，因此应用较广。

珠光体灰口铸铁（P+G片）：

这种铸铁强度和硬度较高，主要用来制造较为重要的机件。

．灰口铸铁的性能

1）力学性能：σb=120-250Mpa，仅为钢件的20-30%，δ≈0

2）优秀的减振性3）优秀的耐磨性4）低的缺口敏感性（二）灰口铸铁的孕育办理灰口铸铁的组织和性能，很大程度上取决于石墨的数量、大小和形态。孕育办理—熔炼出相当于白口或麻口组织180的硬的低碳、低硅的高温铁水，向铁水中冲进细颗粒孕育剂，孕育剂在铁水中形成大批弥散的石墨170结度细晶中心，使石墨化作用忽然提高，进而获得在晶粒珠光体上平均的散布着细片状石墨的组HB织。孕育铸铁：P细+G细片160σb=250-400Mpa，HB=170-270，δ≈0150常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水重量的0.25-0.6%。140冷却速度对其组织和性能的影响很小。15010050050100150孕育铸铁适用于静载荷下，要求较高表面中心表面

强度、硬度、耐磨性或气密性的铸件，

特别是厚大截面铸件。如重型机床床

身，汽缸体、缸套及液压件等。

必定指出：

①孕育铸铁原铁水的碳、硅含量不能够太高；

②原铁水出炉温度不应低于1400℃；

③经孕育办理后的铁水必定赶快浇注，以防备孕育作用衰落。

（三）灰口铸铁的工艺性能

．优秀的铸造性能。优秀的流动性、小的缩短率。

．优秀的切削加工性能。

．铸造性和焊接性差。

（四）灰口铸铁生产特点及牌号采用

．灰口铸铁件的生产特点

1）灰口铸铁一般在冲天炉中熔炼，成本廉价；

2）拥有优秀的铸造性能。

3）灰口铸铁一般不经过热办理来提高其性能。

．灰口铸铁的牌号采用

灰口铸铁的牌号用汉语拼音“HT”和一组数字表示，数字表示其最低抗拉强

度σb（Mpa）。灰铁牌号组织用途举例HT100F+G片盖、外罩、油盘、手轮、支架、底板、镶导轨的机床底座等对强度无要求的零件HT150F+P+G片底座、床身、与HT200相当的溜板、工作台；泵壳、容器、法兰盘;工作压力不太大的管件HT200F+P+G片要求高的强度和必然耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、硝化塔机床床身、立柱、平尺、划线平板、汽缸、齿轮、活塞、刹车轮、联轴器盘、水平仪框架HT250P+G片压力为80Mpa以下的油缸、泵体、阀门HT300P细+G细片床身导轨、车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮、高压油缸、水缸、泵体、阀门、衬套、凸轮、大型发动机曲轴、气缸体、HT350P细+G细片气缸盖；冷镦模、冷冲模

三、可锻铸铁

（一）可锻铸铁的组织、性能、牌号及采用

．可锻铸铁的组织、性能、牌号及采用

1）铁素体（黑心）可锻铸铁（F+G团）：

拥有优秀的塑性和韧性，耐蚀性较高，适于制造承受振动和冲击、形状复杂的薄壁小件，如汽车拖拉机的底盘类零件、各样水管接头、农机件等。

2）珠光体（P+G团）：

其强度、硬度、耐磨性优秀，并可经过淬火、调质等热办理加强。可代替锻钢制造小型连杆、曲轴等重要件。

．可锻铸铁的牌号

可锻铸铁的牌号用汉语拼音和两组数字表示，第一组数字表示其最低抗拉强

度σb（Mpa），第二组数字表示其最低伸长率δ。

可铁黑

KTH300—06

σδb

牌号组织

KTH300—06F+G团KTH330—08F+G团KTH350—10F+G团KTH370—12F+G团KTZ450—06P+G团KTZ550—04P+G团KTZ650—02P+G团

可铁珠

KTZ450—06

σbδ

用途举例

三通、管件、中压阀门

输电线路件、汽车、拖拉机的前后轮壳、差速

器壳、转向节壳、制动器；农机件及冷暖器接

优等。

曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮、摇臂、活塞环、

轴套、犁片、耙片、闸、万向接头、棘轮、扳

手、传动链条、矿车轮KTZ700—02P+G团

（二）可锻铸铁的生产特点

1.铸出白口坯料

1）碳、硅含量要低。平常为2.4~2.8%C，0.4~1.4%Si。

2）冷却速度要快。

2.石墨化退火

石墨化退火的总周期一般为40~70小时

高温阶段的石墨化退火时间需10-20小时

四、球墨铸铁

1．球墨铸铁的组织、性能、牌号及用途

1）珠光体球墨铸铁（P+F少+G球）℃920℃-980℃Fe3CA+G团720℃650℃

PF+G团P+G团F+G团t

其性能特点是：σb=600~800MPa;δ=2%

a）强度高。特别是服气强度高，屈、强比（σσb≈～）高于45号钢（σσb≈0.6)；

b）疲倦强度较高；

c）硬度和耐磨性远比高强度灰铸铁高。

因此，珠光体球墨铸铁可代替碳钢制造某些受较大交变负荷的重要件，如曲轴、连杆、凸轮、蜗杆等。

2）铁素体球墨铸铁（F+P少+G球）

其性能特点：σb=450~500MPa;δ=17%

我国主要用于代替可锻铸铁制造汽车、拖拉机底盘类零件，如后桥壳等。外国则大批用于铸管，如上、下水管道及输气管道等。

球墨铸铁的牌号用汉语拼音“QT”和两组数字表示，两组数字分别表示最低抗拉强度和伸长率。球铁

牌号组织用途举例QT400—17F+G球汽车、拖拉机底盘类零件，轮毂、驱动桥壳、QT420—10F+G球差速器壳、拨叉、中低压阀门、管道。QT500—05F+P+G球机座、传动轴、机车护瓦等。QT600—02P+G球曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮、摇臂、活塞环、QT700—02P+G球轴套、汽缸套、机床蜗轮、蜗杆等QT800—02P+G球QT1200—01B下+G球汽车后桥螺旋锥齿轮、大减速器齿轮、曲轴、凸轮等

2．球墨铸铁的生产

1）控制原铁水化学成分

a）应严格控制S≤0.07%、P≤0.1%。

b）适合提高含碳量（～4.0%C），以改良铸造性能。

2）较高的铁水温度：出炉温度应高于1400℃。

3）球化办理和孕育办理

a）球化办理

球化剂的作用：促进石墨在结晶时呈球状析出。稀土镁合金球化剂加入量一般为铁水重量的1.0-1.6%。

b）孕育办理

孕育剂的作用：促进铸铁石墨化，防备球化元素所造成的白口倾向。

常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水重量的0.4-1.0%。

球化办理工艺有冲进法和型内球化法。

铁水

冒口

积渣包出铁槽

铁水

草木灰

硅铁粉

合金球化剂铸件反响室

4）球墨铸铁的热办理

退火、正火及其他热办理（淬火、回火等）。

五、蠕墨铸铁

蠕墨铸铁的性能特点：

（1）力学性能（强度和韧性）比灰铸铁高，与铁素体球墨铸铁周边。

（2）壁厚敏感性比灰铸铁小得多。

（3）导热性和耐疲倦性比球墨铸铁高得多，与灰口铸铁周边。

（4）耐磨性比灰口铸铁好，为HT300的倍以上。

（5）减振性比球墨铸铁高，但比灰口铸铁低。

（6）工艺性能优秀，铸造性能近于灰口铸铁，切削加工性能近于球墨铸铁。

蠕墨铸铁主要用来代替高强度灰铸铁、合金铸铁、铁素体球墨铸铁和铁素体可锻铸铁生产复杂的大型铸件。如大型柴油机机体、大型机床立柱等，更适合制造在热循环作用下工作的零件，如大型柴油机汽缸盖、排汽管、制动盘、钢锭模及金属型等

牌号组织用途举例RT260F+G蠕汽车、拖拉机底盘类零件、驱动桥壳、阀体等RT300F+P+G蠕排气管、变速箱体、汽缸盖、纺织零件、液压件等RT340F+P+G蠕重型机床件、大型齿轮箱体、盖、刹车鼓、玻璃模具、飞轮等RT380P+G蠕活塞环、气缸套、制动盘、玻璃模具、刹车鼓、钢珠研磨盘吸泥泵RT420P+G蠕体等

§2-2铸钢件生产

一、铸钢的分类、性能、牌号及应用1

．碳素钢1）低碳钢：

2）中碳钢：

3）高碳钢：

铸造性能差、应用较少。

铸造性能较好、应用宽泛。

铸造性能差、应用较少。2．合金钢1）低合金钢：

Me<5%2）高合金钢：

Me>5%

Mn13

化学成分的质量分数（%）钢号旧钢号CSiMnP、S用途举例≤ZG200~400ZG15用于受力不大、要求韧性高的各样机械零件，如机座、箱体等ZG230~450ZG25用于受力不大、要求韧性较高的各样机械零件，如外壳、轴承盖、阀体、砧座等ZG270~500ZG35用于轧钢机机架、轴承座、连杆、曲轴、缸体、箱体等ZG310~570ZG45用于负荷较高的零件，如大齿轮、缸体、制动轮、棍子等ZG340~640ZG55用于齿轮、棘轮、联接器、叉优等

二、铸钢的熔铸工艺特点铸钢的铸造性能差：流动性差、缩短大。

1）铸件要布置冒口和冷铁；2）必定严格控制浇注温度；

3）铸件的壁不能够太薄。2.铸钢的热办理：退火：C

0.35%；正火：

C

0.35%3.铸钢的熔炼：电炉

§2-3铸造有色合金

一、铸造铜合金

1．铸造黄铜(Cu-Zn)

铸造黄铜有相当高的力学性能，如σb=250~450Mpa，δ=7~30%，HBS=60~120。因其含铜量低，价钱低于铸造青铜，而且它的凝结温度范围小，有

优秀的铸造性能。因此铸造黄铜常用于生产重载低速下或一般用途下的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门及大型螺旋桨等耐蚀件等。

2．铸造青铜

青铜是指除了铜锌合金以外的其他铜合金。

铸造锡青铜的力学性能虽低于黄铜，但其耐磨、耐蚀性优于黄铜，锡青铜特别适合制造高速滑动轴承和衬套。除锡青铜外，还有铝青铜、铅青铜、铍青铜等，

其中铝青铜有优秀的力学性能和耐磨、耐蚀性，但铸造性能较差，仅用于重要用

途的耐磨、耐蚀件。

二、铸造铝合金

．铝硅合金（Al-Si）

铝硅合金流动性好、线缩短率低、热裂倾向小、气密性好，又有足够的强度，

因此应用最广。常用于制造形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件，如内燃机缸体、化油器、仪表外壳等。

．铝铜合金（Al-Cu）

铝铜合金的铸造性能差，热裂倾向大、气密性和耐蚀性较差，但耐热性较好，

主要用于制造活塞、汽缸优等。

．铝镁合金（Al-Mg）

铝镁合金是全部铝合金中比强度最高的，主要用于航天、航空或长远在大气、

海水中工作的零件等。

．铝锌合金（Al-Zn）

液态金属的成形工艺方法

3-1砂型铸造成形工艺

一、手工造型

适用于单件、小批量生产

二、机器造型

1)生产效率高;

2)铸型质量好（紧实度高而平均、型腔轮廓清楚）;

3)设施和工艺装备花销高，生产准备时间较长。

适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。

．机器造型的造型方法：1）振击压实

2）汽动微振压实

3）高压造型

4）抛砂紧实

．机器造型的造芯方法：1）射芯机

2）壳芯机

§3-2金属型铸造成形工艺

将液态金属浇入金属型获得铸件的生产方法。一、金属型的资料及构造

资料一般采用铸铁，要求较高时，可采用碳钢或低合金钢。金属型的构造有水均分型式、垂直分型式和复合分型式等。

二、金属型的铸造工艺

．加强金属型的排气；

．在金属型的工作表面上喷刷涂料；

．预热金属型并控制其温度；

．实时开型。

三、金属型铸造的特点及适用范围

1．金属型铸件冷却速度快，组织致密，力学性能高。

2．铸件的尺寸精度和表面质量均优于砂型铸造件。尺寸精度达IT12~IT14，Ra值

平均可达μm。

．生产率高，劳动条件获得改良。

．金属型不透气、无退步性、铸件冷却速度快，易产生气孔、应力、裂纹、浇不到、冷隔、白口等铸造弊端。

应用：主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产。

§3-3熔模铸造成形工艺

在易熔模样表面包覆若干层耐火资料，待其硬化干燥后，将模样熔去制成中空型壳，经浇注而获得铸件的一种成形工艺方法。

一、熔模铸造的工艺过程

二、熔模铸造的特点和适用范围

1．铸件的精度和表面质量较高，公差等级可达IT11~IT13，表面粗拙度Ra值达

μm。

2．合金种类不受限制，特别适用于高熔点及难加工的高合金钢，如耐热合金、不

锈钢、磁钢等。

3．可铸出形状较复杂的铸件，如铸件上宽度大于3mm的凹槽、直径大于2mm的

小孔均可直接铸出。

4．生产批量不受限制，单件、成批、大批生产均可适用。

5．工艺过程较复杂，生产周期长；原资料价钱贵，铸件成本高；铸件不能够太大、

太长，否则熔模易变形，丧失原有精度。

应用：它最适合25kg以下的高熔点、难以切削加工合金铸件的成批大批生产。

§3-4压力铸造成形工艺

液态金属在高压作用下迅速压入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的成形工艺方法。

一、压铸机和压铸工艺过程

二、压力铸造的特点和适用范围

1．铸件的尺寸精度和表面质量最高。公差等级一般为

IT11~IT13级，Ra为μm。

2．铸件的强度和表面硬度高。抗拉强度可比砂型铸造

提高25~30%，但伸长率有所下降。

3．可压铸出形状复杂的薄壁件。

4．生产率高。国产压铸机每小时可铸50~150

次，最高可达500次。

5．便于采用镶嵌法。

6．压铸设施投资大，压铸型制造成本高，工艺准备时间长，不适合单件、小批生

产。

7．由于压铸型寿命的原因，当前压铸尚不适合铸铁、钢等高熔点合金的铸造。

8．压铸件内部存在缩孔和缩松，表皮下形成

很多气孔。

三、在压铸件的设计和使用中，应注意的问题

1．应使铸件壁厚平均，并以3~4mm壁厚为宜，最大壁厚应小于6~8mm，以防

止缩孔、缩松等弊端。

2.压铸件不能够进行热办理或在高温下工作，免得压铸件内气孔中的气体膨胀，导

致铸件表面鼓泡或变形。

3．压铸件应尽量防备切削加工，以防备内部孔洞外露。

4.由于压铸件内部松懈，塑性、韧性相对较差，因此不适合制造承受冲击的制件。

应用：有色薄壁小件的大批量生产。

§3-5低压铸造成形工艺

低压铸造是在大气压的低压下将金属液注入型腔，并在压力下凝结成形，以获得铸件的方法。

一、低压铸造的工艺过程

二、低压铸造的特点及应用范围

1．浇注压力和速度便于调治，可适应不相同资料

的铸型。

2．铸件的气孔、夹渣等弊端较少。

3．便于实现序次凝结，使铸件组织致密、力学

性能高。

4．由于省去了补缩冒口，使金属的利用率提高

90~98%。

应用：当前宽泛应用于铸造铝合金铸件，如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等，也可用于球墨铸铁、铜合金等浇注较大的铸件，如球铁曲轴、铜合金螺旋桨等。

§3-6其他铸造成形工艺方法简介

一、挤压铸造

二、陶瓷型铸造

三、实型铸造

液态成形金属件的工艺设计

4-1铸件构造设计

一、铸件壁厚的设计

．合理设计铸件壁厚1）铸件的最小壁厚

在必然铸造工艺条件下，所能浇注出的铸件最小壁厚。

铸合金种类造铸件尺寸方（mm）铸钢灰口铸铁球墨铸铁可锻铸铁铝合金铜合金法砂<200×20085～66533～5200×20~铸10～126～1012846～8500×500造>500×50015～2015～201