第一章铸件成型原理
铸造生产过程中最主要的特点：是把金属液浇入铸型中得到铸件。在充型过程中，金属液能不能充满铸型，使铸件获得完整的形状和清晰的轮廓，与合金的流动性有着重要的关系。此外金属的充型过程对铸件质量也有重大的影响。
关建词：金属液流动性铸型充填性
第一节金属液的充型
浇包中的金属液从浇注系统流入型腔开始，直至型腔充满为止，为金属液充满型腔的过程。在此过程中，由于金属液的散热及凝固，以及铸型对流动过程的阻碍和型腔中气体的反压力等作用，妨碍了金属液顺利充满型腔。特别是在生产薄壁铸件时，有时发生浇不足的现象，即金属液没有充满型腔就停止了流动。
金属液浇满铸型的过程，是用一定成份和温度的金属液对某种具体的铸型进行的，在实际生产过程中，金属液化学成份、浇注温度、以及铸型的条件均有很大变化，这些因素对金属液填充铸型的能力影响也比较复杂，但基本上可以归纳为“金属液流动性”和铸型充填性，两个方面来讨论。
一、金属液的流动性：
定义：金属液充满特定铸型的能力可称为金属液的流动性。金属液的流动性好，则容易浇满型腔，从而获得轮廓清晰、尺寸完整的铸件；反之则容易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。（见图片冷隔）金属液的流动性主要取决于其化学成份和浇注温度。
1）在相同温度下，含碳量高的金属液比含碳量低的金属液流动性要好。
2）流动性随着浇注温度的提高而直线上升，故对于薄壁铸件以及流动性差的合金（如不锈钢）常采用提高浇注温度的方法来增加其流动性。
根据生产经验，一般铸钢件的浇注温度为;1520℃～1620℃
铝合金为：680℃～780℃，灰铸铁为：1250℃～1400℃，实际生产中，具体的浇注温度还必须根据铸件的大小和铸件壁的厚薄以及形状的复杂程度而定。
二、铸型的充填性：
如果金属液化学成份和浇注温度是合适的且保持不变，而铸型条件在很大范围内变化时，对某些铸型仍可能出现浇不足的现象，这说明铸型条件对金属液充填铸型的能力也是一个重要的因素。铸型充填性的好坏与许多铸型因素有关，影响充型能力的各种铸型因素可总称为铸型的充填性。
影响充填性能力的因素有：
1铸件壁厚 2铸型材料的导热能力 3铸型的位置
4合理的工艺 5足够高的压头
第二节表面缺陷分析
一、粘砂缺陷
铸件表面粘附着一层难于除掉的砂粒称为铸件粘砂缺陷。粘砂一般不致使铸件报废，但影响铸件外观质量，给机械加工带来困难。粘砂分为机械粘砂和化学粘砂两大类，机械粘砂是在铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和机械混合物，清铲粘砂层时能看到金属光泽。化学粘砂是在铸件的部分或整个表面上牢固地粘附一层由金属氧化物、砂子和粘土相互作用而生成的低熔点化合物，硬度很高，只能用砂轮磨去。
1产生粘砂的原因粘砂是金属液与型壁表层之间产生热物理作用或热化学反应的综合结果，凡是加剧热物理作用或热化学反应的各种因素都会造成铸件的部分表面或整个表面产生不同程度的粘砂。
（1）铸件的壁厚或大热节处易产生粘砂在铸件厚壁部位和热节部位，铸件的小圆角、锐角、凹槽、小孔等部位，金属液冷却散热条件恶化，热作用的时间过长，易形成铸件严重粘砂。
冒口尺寸太大或高度太高，增大了金液压力，金属液向型壁砂粒之间的孔隙渗透，产生铸件机械粘砂。
（2）型（芯）质量引起铸件粘砂型砂偏细、型砂灰分过高、粘结剂用量过多、型砂材料耐火偏低等因素都会导致金属液严重氧化或水蒸气爆炸产生铸件粘砂。面砂层太薄或不均匀，使型壁耐火度和化学热稳定性较差，将产生局部化学粘砂。型砂或型芯紧实度不够使砂粒间空隙增大，型砂粒度太粗使砂粒间空隙偏大，或不刷涂料都会导致铸件机械粘砂。（3）金属液质量差或浇注温度太高导致铸件粘砂金属液中存在着大量的氧化物或气体，熔炼温度太高或炉渣熔点太低，形成熔渣与金属液难以分离而同时注入铸型，熔渣与型壁接触形成粘砂。金属液浇注温度太高加重了型壁热负荷，铸件会产生严重粘砂。
2、粘砂缺陷的防止方法
1）在不影响铸件使用性能的前提下，设计铸件壁厚要均匀，适当加大圆角半径，尽量减少热节圆。在不过多增大热节的情况下，可考虑不铸出小孔和凹槽。缩减冒口大小和高度尺寸以及冒口数量，采用冷铁减少热节。
2）根据铸件厚度和金属液浇注温度，正确选择原砂粒度，面砂和粘结剂的耐火度要适当高一些。对涂料要求涂刷性强、附着力大，保证涂料层耐火度高和热化学稳定性好。
3）提高金属液质量，降低金属液中气体含量，对铸钢件进行脱氧处理。控制好金属液熔炼温度，炉温不宜过高，金属液出炉后要尽量除渣，浇注时挡好渣。在不影响金属液除渣和流动性的条件下，适当降低浇注温度。在不影响铸件凝固和产生冷隔的情况下，适当降低浇注温度。
二、砂眼缺陷
铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。铸件表面砂眼能直接看见，内部砂眼只有机械加工后才能发现。
1、砂眼产生的原因产生砂眼的主要原因是铸型中存在砂粒。铸型中存在砂粒的具体原因如下：
1）铸型结构砂型存在窄槽深沟或尖角，这些部位砂型强度低，起模斜度小，起模时易碰裂型壁；金属液冲击出现型壁脱落现象。
2）造型与造型材料造型过程中型壁未压光，易发生脱砂。型壁紧实度不够，金属液侵入型壁表层砂粒空隙中会引起脱砂。型壁紧实度过高，型壁表层压应力太大，易造成表层脱落现象。造型热膨胀性太大，涂料粘性不够，型（芯）砂强度不够等因素都会导致型壁掉砂。3）浇注系统与浇注浇注系统截面积偏小，浇注时间被延长，上方型壁热时间过长，产生膨胀开裂。浇注温度太高对上型壁热辐射作用强烈，上型壁膨胀脱落。内浇道位置不正确浇注速度太快，浇包口离浇口距离太大，金属液冲击型壁过猛，易产生型壁掉砂现象。
4）合型操作合型前型腔内散落的砂粒未能清除干净，合型不准确或不平稳而碰坏和压坏砂型与砂芯，导致铸型内存在砂粒或砂块。
2、砂眼的防止方法主要是防止砂粒进入铸型和型壁脱落，其具体方法是：
1）修改工艺适当增大铸型中砂型尖角部位的圆角半径，对狭窄深沟在允许的条件下不可不铸出，
2）提高造型材料和造型质量造型时尽量使砂型紧实度适中，修光铸型表面防止型壁脱落。盖箱插钉子。
3）改进浇注系统和控制好浇注操作改进内浇道位置和内浇道形状，防止金属液猛烈冲击型壁或直接冲刷型壁，如图大型铸件采用耐火砖做浇注系统，能有效地防止浇注系统内砂粒脱落。适当加大浇注系统截面积，缩短浇注时间，控制好浇注温度和浇包口高度，都能有效地减小热辐射作用和金属液对型壁的猛烈冲击。
4）提高合型操作质量合型操作中应用压力风管吹尽散落在型腔中的砂粒，合型要平稳准
确，防止碰撞挤压，一旦出现挤碰现象，要开型检查并修补损坏部位，修补合格后再合箱。
第二节 铸件的凝固与收缩
一、 铸件的凝固
液态金属浇入铸型后，由于铸型的冷却作用，液态金属的温度降至液相线与固相线温度范围
时，液态金属向固态转变，这种状态的变化称为凝固。
从液态过程转变为固态的过程称为凝固过程。（结晶）
许多常见的铸造缺陷，如缩孔、缩松、浇不到、气孔、热裂、夹渣、偏析等，都是在凝固
过程中产生的。因此，了解铸件的凝固规律及影响铸件凝固的因素，认识铸件在凝固过程中
铸件缺陷的形成机理，对于防止铸造缺陷的发生、提高铸件的性能、改善铸件内部组织和生
产优质铸件有着重要意义。
二、铸件的收缩
金属液从浇入铸型到冷却凝固至室温的整个过程中发生的体积和尺寸减少的现象称为收
缩，收缩是铸造合金的物理性质。也是许多铸件产生缩孔、缩松、裂纹、应力变形等缺陷的
基本原因，是重要铸造性能之一。（见水套）
合金从液态到常温体积的改变称为体收缩。金属在固态时由高温到常温的改变量，称为收缩。
在设计和制造模样时需要考虑线收缩。
1、 金属液的收缩：
任何一种金属液浇入铸型后，从浇注温度冷却到常温都要经历3个互联系的收缩阶段。
○
1、液态收缩阶段——从浇注温度到液相温度。 ○
2、凝固收缩阶段——自液相线温度冷却到固相线温度所发生的收缩称为凝固收缩。 ○
3、固态收缩阶段——自固相线温度冷却到室温这一阶段的收缩称为固态收缩。 2铸件的收缩
实际中铸件在铸型中的收缩要受到阻碍，如果忽略阻碍，其收缩称为自由收缩。
铸件在铸型中收缩时受如下3种阻力
○
1 铸件表面的磨擦力 ○
2 热阻力 ○3机械阻力 由于上3种阻力在进行工艺设计时，模样尺寸不能按照自由收缩考虑，生产中采用铸造收缩
率，是考虑各种阻碍力影响之后的实际收缩率。各种收缩率见表
收缩率的公式ε铸=（L 模—L 件）/L 件×100%
（见搅刀图）
第二节冒口的设计
金属液浇入铸型后，在冷却凝固过程中要产生体收缩，这就可能导致铸件在最后凝固的部位，产生缩孔或缩松。缩孔或缩松常常影响铸件组织的致密性，减少铸件的有效面积积使机械性能大大降低，甚至使铸件报废。在铸件上合理的设置冒口是防止产生缩孔和缩松的最有效的工艺措施。（见图）
冒口是对铸件凝固收缩进行补给的，不是铸件本身的附加部分。它具有补缩、排气、集渣等作用。
冒口具备补缩的基本条件是：
1）冒口的大小和形状应使金属液最后凝固，并形成由铸件到冒口的顺序凝固。
2）冒口应在保证供给足量液体金属的条件下，尽量减少金属的消耗量。
一、冒口的种类和形状。
1）按冒口在铸件上的位置可分为顶冒口和边冒口。
按冒口顶部是否敞露于铸型外面，又可分明冒口和暗冒口。顶冒口一般位于铸件最厚部位的顶部，这样可以利用金属液柱的重力进行补缩，提高冒口的补缩效果，而且有利于排气和浮渣。明冒口造型方便，便于观察铸型中金属液的上升情况，便于向冒口中补浇金属液，散发保温剂等。但因顶部敞开，散热较快，故对同样体积的冒口，明冒口较暗冒口的补缩效率低些。因此对于中大型铸件，尤其是重型铸钢件的冒口，经常采用明冒口，小型铸件多采用暗冒口。
2）冒口的形状
冒口的形状直接影响它的补缩效果，在设计冒口时，在相同的体积下应尽量使冒口的散热表面最小，这样就散热就慢凝固时间就长，冒口的补缩效果也就更好，冒口体积和表面积对其凝固时间的影响可以用当量厚度来衡量，当量厚度也叫模数，可用下式求出：
M=V/A
M—模数 V—体积 A—表面积
模数小的冒口，凝固时间短，补缩效果差，模数大的冒口凝固时间长，补缩效果好。
在体积相同的条件下，球形冒口的模数最大，补缩效果最好，是最理想的冒口形状，但因球形冒口，模形难制做，造型起模困难，应用受到限制。
二、冒口的有效补缩距离
为了防止缩孔和缩松，冒口必须符合补缩能力的条件。事实上，补缩效果不仅取决于冒口的大小和形状，还取决于铸件凝固时补缩通道是否通畅。
L=4.5T如果配冷铁L=9T
三、冒口尺寸的确定方法
1）确定冒口的安放位置
2）初步决定冒口的数目
3）划分每个冒口的补缩区域，选择冒口的类型
4）计算冒口的具体尺寸
四、特种冒口及其应用
1）大气压冒口 2）气压冒口 3）发热冒口 4）易割冒口
第一节浇注系统类型，与开设位置的选择
一、浇注系统的结构、组成及作用
为金属液填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道称为浇注系统。铸件的浇注系统一般
由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成。
1．浇口杯
用型砂单独制成的浇口杯，放在合型后的铸型上，与直浇道的顶端对中相接。
（1）浇口杯的作用
承接浇包注入的液态金属并引入直浇道，增加静压头高度，提高金属液的充型能力，储存容纳部分金属液，防止液流飞溅，减缓液流的冲击，使溶渣上浮，避免熔渣.杂质和气体卷入型腔。
（2）浇口杯的种类及应用
浇口杯分普通漏斗形，带过滤网的，浇口盆式的。
（浇口杯的形式见书98页）
2、直浇道
浇注系统中的垂直通道为直浇道。
（1）直浇道的作用：
顺利引导金属液到横浇口或型腔。
（2）放置直浇道应注意的事项：
由于直浇道中的金属液流速快、冲刷大，一般采用耐火管，没有耐火管的情况下，直浇道的接触面只能用面砂，不能用背砂，因为背砂强度低，容易被卷入型腔。
3、横浇道
是指浇注系统中连接直浇道和内浇道的水平通道，它是浇注系统中重要组成部分。
（1）横浇道的作用
将金属液平稳、均匀地分配给各个内浇道，其重要公用是捕集、滞留由浇包经直浇道流入的夹杂物，又称“捕渣器”或称“撇渣道”。
4、内浇道
在浇注系统中，内浇道是把金属液直接导入型腔的通道，即金属液的引入位置，它对铸件的质量有很大的影响。
（1）内浇道位置选择原则如下：
①内浇道应避免直冲砂芯、型壁、或型腔中其它薄弱部位，防止造成冲砂。（见图）
②尽量不开在铸件非加工面上。以免影响铸件外观质量。
③应有利于铸件凝固和补缩。
二、浇注系统的分类及特点：
在铸型内开设浇注系统时，根据金属液注入型腔的高度不同，可以将浇注系统分为顶注式、中注式、底注式和阶梯注入式4种。
1、顶注式
其特点是：（见书中102页）
①对铸型底部冲击力大，金属流于空气接触面大、时间长，金属液容易产生紊流、飞溅、冲砂、氧化，所以容易造成砂眼、铁豆、气孔、氧化夹渣等缺陷。
②铸件自上而下顺序凝固，有利于冒口的补缩，减少缩孔、缩松倾向。
③充型好，浇注系统结构简单，造型操作简便，能降地金属消耗。因此，适用于致密性要求较高的中小型厚壁铸件。
2、底注式
内浇道位于铸件底部，金属液从型腔底部注入，内浇道很快被金属液充满而被淹没，因此充型平稳不会产生飞溅，型腔内的气体易于排出，金属液氧化少。但不利于顺序凝固。因为冒口在上部，它不能提高冒口的温度。
3、中注式
从铸件中间的某一高度上引入金属液的浇注系统，称为中注式浇注系统。
中注式浇注系统对于铸件分型面以下是顶住，铸件分型面以上是底注，故兼有底注和顶注的优缺点。
4、阶梯式
对于高度较大的铸件需采用阶梯式浇注系统，浇注时金属液最初只从最底层内浇道进入型腔，待型腔内的液面上升到接近第二层内浇道时，才从第二层进入型腔，这样由下而上逐层注入铸型，最上层内浇道通过冒口注入型腔，可保证实现顺序凝固和冒口补缩。（见图）（1）阶梯式浇注系统的特点：
阶梯式浇注系统充型平稳，避免了因压头过高或液流从高处落下冲击铸型底面而造成严重的喷射和飞溅，金属液自下而上地充满型腔，有利于排气，内浇道分散，减轻了局部过热现象。因而阶梯式浇注系统可减少砂眼、气孔、冷隔、浇不足、缩孔、缩松和氧化等铸造缺陷。
但阶梯式浇注系统结构复杂，造型不方便。
第三节冷铁的设计
一、冷铁的作用
冷铁的主要作用是对铸件进行激冷，根据冷铁对铸件的激冷程度和安放位置的不同而分为外冷铁和内冷铁两类。
在铸件壁的交接处往往容易形成热裂，在形成热裂时，壁的交接处蓄积的热量一定比它相邻断面处要多。当凝固速度较快的相邻断面产生线收缩时，交接处的抗拉强度很小，以至线收缩一拉它便形成热裂由于交接处安放了冷铁，可使该处面的冷却与相邻断面的冷却匀衡，因而减少了交接处产生热裂的危险。
二、外冷铁的应用方法
三、内冷铁的应用方法，
举例搅刀轴头预埋轴
第六章铸件缺陷分析
在铸造生产过程中，铸件受到型砂质量、砂型烘干质量、金属液质量、铸件结构、浇口位置与大小、铸件工艺方案等因素影响，使铸件产生各种类型的缺陷。在铸件质量检查过程中，如果能比较准确地判断出铸件产生缺陷的原因，采取相应的防范措施，可以减少铸件缺陷，提高铸件合格率。
第一节孔洞类缺陷分析
一、气孔缺陷：
气孔的孔壁光滑，大气孔多为梨形、圆形或椭圆形，常孤立存在，并不露出铸件表面。小气孔多成群出现在铸件表面，又称为针孔。在机械加工或热处理后才发现的长孔称之为皮下气孔，气孔多出现在铸件表面或靠近砂芯、冷铁或浇冒口附近。
气孔按其产生原因分为析出性气孔，侵入性气孔反应性气孔三大类。
1、析出性气孔：这种气孔尺寸细小，多以针状或球状分散在铸件各个断面内，往
往出现在同一炉或某一类铸钢件和有色合金铸件中，铸铁件不易产生这种气孔。（1）析出性气孔产生的原因在金属熔炼过程中，铁能够大量溶解氢、氮、氧。铁在凝固
时，氢和氧被析出，由于CO不溶于铁液中，在金属凝固过程中被析出构成气泡萌芽，随着金属液凝固温度的不断降低，溶解在铁液中的氢和氮扩散到气泡萌芽中并使其长大。炉料中的锈蚀、水分、油垢等在金属熔炼过程中都会产生大量气体，中果金属在熔炼的过程中过分氧化或溶解过多的气体，都容易形成析出性气孔。
（2）析出性气孔的防止方法：质量要求比较高的铸件，对炉料进行烘干和除锈处理，熔炼金属时加入适量的熔剂，在金液面上形成熔渣保护层隔离空气，避免金属液吸收大量气体，铸钢熔炼时进行脱氧处理，烘干浇包及浇注工具，对金属液进行镇静处理，采用高温出炉低温浇注或真空熔炼和压力浇注等错施，可以防止铸件产生析出性气孔。
2侵入性气孔：气孔形状大多呈椭圆或梨形，气孔尺寸较大，孔壁被氧化。侵入性气孔一般出现在铸件的某一局部，由于形成气孔的气泡能够在金属液中上浮，则在气孔出现在铸件内部，有的气孔出现在铸件上表层，铸铁件出现这类气孔较多。
（1）侵入性气孔产生的原因：砂型中的水分、粘结剂、粘土、附加物等造型材料在浇注过程中受热产生气体，特别是水分在浇注过程中产生大量蒸气，蒸气的体积比水分的体积大了上千倍，并且膨胀速度快，如果砂型含量过我，浇入铸型的金属液会产生“沸腾”现象。（2）侵入性气孔的防止方法：选用粒度较粗的原砂配制型（芯）砂，减少旧砂中灰分和失效粘土含量，不要使用生锈或潮湿的冷铁和芯撑。在能保证砂型强度和表面质量的前提下，控制型砂中粘结剂和附加物中发气量大的材料的加入量，在造型、造芯过程中加入焦碳、草绳、木屑等改善型（芯）的透气性。设置的铸型通气孔、型（芯）砂紧实度要合适。湿型浇注的铸型在修型过程中应少喷水和少刷水，湿型含水量不能太高。对干型和表干型要保证烘干质量，烘干后使铸型要早浇注，不可久放。从多方面提高铸型的排气能力，使铸型排气通畅。浇注时适当提高浇注温度，使金属液中的气体有充分时间排出。
3反应性气孔；浇入铸型中的高温金属液与铸型材料、冷铁、芯撑之间由于化学反应形成的气体在铸件内造成的气孔。
（1）反应性气孔产生的原因：内生型反应性气孔产生的原因是存在于液体金属中的金属氧化物与金属中的其他元素发生化学反应，生成的一氧化碳在钢液或铁液中相互扩散并形成气泡。
（2）反应性气孔的防止方法：用去气和脱氧方法降低金属液中溶解的氢和氧；对芯撑、冷铁和其他嵌入物采取除锈和除油垢处理，并保持表面干燥，避免浇注前凝集水珠；降低砂型水分，增加砂型排气能力，加入适量的煤粉、沥青、重油等物造成还原性气氛，均可防止铸件产生反应性气孔。
二、缩孔、缩松缺陷
缩孔是铸件在凝固过程中，由于补缩不良而产生的孔洞，形状极不规则，孔壁粗糙并带有枝状晶，常出现在铸件最后凝固的部位。缩松是铸件断面上出现的分散而细水的缩孔，在气密性试验时可能渗漏。
1、铸件缩孔和缩松的产生原因：铸件在凝固和冷却过程中得不到充分补缩便会产生缩孔和缩松，铸件产生缩孔或缩松的主要原因如下：
（1）铸件结构引起缩孔或缩松铸件结构出现下列情况会出现缩松。
1）铸件壁厚局部肥厚，厚壁部位最后凝固无法得到补缩则产生缩孔或缩松。
2）铸件转角尺寸不合理，转角位置形成太大的热节，在转角处产生缩孔或缩松，
3）工艺设计引起铸件缩孔或缩松工艺设计中的加工余量，补贴量、浇冒口、冷铁等的设置不当都会导致铸件缩孔或缩松。
（3）金属液质量和浇注因素引起铸件缩孔或缩松金属液质量差，金属液中气体含量过高，金属液流动性差，补注冒口不及时抬型跑火等都会导致铸件缩孔或缩松。
2、铸件缩孔和缩松的防止方法缩孔与缩松主要是由于补缩，避免在凝固过程中产生新的
热节，是可以防止铸件产生缩孔的。
（2）改进工艺设计方案为防止缩松，可适当减少铸件加工余量，或将加工大平面在铸型中处于铅垂位置，以便减小加工余量。为防止缩孔可设置充足的补贴量实现铸件定向凝固，如图6-8b为促使铸件定向凝固，可以采用阶梯式浇注或顶注等方法。
（3）提高金属液质量和浇注质量控制好金属液化学成分，降低金属液中气体含量，把握好熔炼温度，及时点注浇冒口，保证浇注系统和冒口充分补缩。
第三节裂纹缺陷分析
铸件产生裂纹分热裂纹和冷裂纹。热裂纹呈散裂状，如图热裂纹断面严重氧化，无金属光泽，裂口沿晶粒边界产生和发展，裂口外型曲析而不规则，裂口表面宽度较大。冷裂纹呈长条形，裂口较窄，裂口宽度均匀，裂口长穿过晶粒延伸到整个断面，冷裂纹有时有轻微氧化现象，有时呈金属光泽。
一、裂纹产生机理
1、热裂纹产生机理金属液在型壁传热作用下，从铸件表面开始凝固，如果在凝固收缩过程中铸件能自由收缩，在铸件内部不产生应力。当在收缩过程中枝晶层收缩受到型（芯）阻碍，枝晶层的收缩也现应力，当拉应力大于液膜强度极限时，枝晶之间就会被拉开，如果周围有足够的金属流入拉裂处，则铸件不会产生热裂纹，否则就出现热裂纹，裂纹出现后，一般拉应力也就随之消失。铸钢件和可锻铸铁最易产生热列纹。
2、冷裂纹产生机理铸件在冷却过程中，如果收缩受到阻碍，铸件产生应力并发生弹性变形。若各部分冷却速度不均匀将产生热应力；若产生相变而导致体积改变会形成相变应力；若收缩受到阻碍将产生收缩应力。当这些铸造应力超过金属的强度极限时，铸件就会产生冷裂。
二、裂纹的防止方法
铸件裂纹产生的主要原因是铸件应力大于金属强度极限，裂纹方向与应力方向相垂直。根据铸件结构特点和应力方向，在可能产生裂纹的部位采取相应措施，可防止铸件裂纹的产生。
1、设计合理的铸件结构设计铸件要尽量使铸件结构符合定向凝固或同时凝固原则，减小热节尺寸，减小热应力。
2、选择恰当的浇冒系统结构和安放全置把冒口设置在不阻碍铸件收缩的地方。
3、正确安放冷铁如果型壁两侧都要安放冷铁，为了不阻碍铸件收缩，应将冷铁在铸件两侧交错排列。所放置的冷铁要求平滑、干净、无裂纹。如果因冷铁激冷过度导致铸件裂纹，可将冷铁改薄或用内冷铁。
4、正确设置收缩肋在铸件易裂部位设置收缩肋，收缩肋厚度要小于铸件该部位厚度，使收缩肋先于铸件凝固，由收缩肋承受该部位产生的应力，就能有效地防止铸件裂纹。
5、保证型、芯砂良好的退让性防止薄壁铸件裂纹的主要措施之一就是降低型、芯砂的高温强度，提高退让性。例如：可选用较粗砂粒，适当减少粘结剂加入量，或先用高温强度较低的粘结剂，在型、芯砂中加入少量木屑等。在不会引起胀砂的情况下，适当降低型、芯紧实度，降低芯骨强度，浇冒口与箱带保持足够距离，都能有效地增加砂型、芯的退让性，保证铸件基本上能自由收缩。
6、提高金属液的质量尽量降低金属液中气体含量，防止金属液过度氧化，熔炼铸钢时进行脱氧处理。严格控制金属液化学成份，控制熔炼温度和过热温度，控制熔炼温度和对金属进行孕育处理等，都能细化金属晶粒，提高铸件强度而减少或消除铸件裂纹。
7、控制好浇注温度和速度对于薄壁件采用较高的浇注温度和速度，达到铸件同时凝固的目地，使各处收缩一致，凝固过程中铸件强度一致。对于厚壁铸件有取低温慢速浇注，保证铸件定向凝固，充分补缩以增加铸件强度，同时也降低了金属液对型壁的热负荷作用而保证了型壁强度，或以减少铸件产生裂纹。
第三节铸造应力、变形与裂纹
一、铸造应力
铸件凝固以后，在冷却过程中将继续收缩，这些都会使铸件的体积和长度发生变化。此时如果这种变化受到阻碍就会在铸件内产生应力，这种铸造应力可能是拉应力，也可能是压应力。1．铸造应力的种类
○1热应力：在冷却过程中，由于铸件各部分冷却速度不同，造成同一时刻各部分收缩量不一致，从而在铸件内因彼此相互制约而产生应力。这种由于受阻碍而产生的应力称为热应力。○2相变应力：具有固态相变的合金，铸件各部分在冷却过程中由于散热和冷却条件不同，它们达到固态相变温度的时间也不同，各部分相变的程度也不同，由此而引起的应力，称为相变应力。
○3机械阻碍应力：铸件收缩受到铸型、型芯、浇注系统和冒口的机械阻碍而产生的应力，称为机械阻碍应力。
铸造应力是热应力、相变应力和收缩应力3者的代数和。在某一时间，铸件内应力的总和和大于金属在该温度下的强度极限时，铸件就会产生裂缝。
铸件在有内应力的情况下，如受到外界的撞击作用（如出砂时锤击、清理时铲凿和装运时的碰撞等）或加热过快（如热处理加热、火焰切割浇冒口等），都会使铸件产生裂缝，在严冬操作时尤应注意。
2. 消除铸造内应力的措施：
根据以上分析可见，铸造应力的产生，主要是由于铸件各部分冷却速度不均匀以及铸型、铸芯、芯骨等阻碍收缩的结果。为了减少铸件在冷却过程中产生的铸造应力，主要的办法是尽量减小铸件中各部分分温差以及改善铸型和型芯的溃散性，力求铸件壁厚均匀、结构合理，从工艺上可采取以下错施。
○1在铸件厚实部分放外冷铁，加速厚实部分冷却。
○2将内浇口开在铸件薄处，使冷却均匀。
○3确定合理的落砂规范。例如使铸件在铸型中缓冷一定的时间并降到合适的温度后才可以打箱落砂。对于铸钢和铸铁件的落砂温度最高也要使铸件后部分降温到620～650℃，容易冷裂的合金和铸件落砂温度还应降低。
冷却后的铸件若残留有较大的内应力，或对于尺寸稳定较高的铸件应进行消除内应力的处理，方法有：
①自然失效处理
②人工失效处理
③共振法
一、变形
由于铸件存在应力，对于不同形状的铸件就存在有变形，变形小的可以调整，变形大的铸件就的报废。
对于铸件的变形，在工艺方面可采取下列措施来防止：
○1增大加工余量○2采用预变形即反挠变○3改进铸件结构
二、铸件的裂纹
（一）冷裂—冷裂是铸件处于弹性状态时，铸造应力超过合金的强度极限而产生的。
合金的成分和熔炼质量对冷裂有很大的影响。例如钢中的碳、铬等元素，虽然提高钢的强度，但却降低了钢的导热性、因而这些元素的含量相对较高时，能够增大钢的冷裂倾向。磷能增加钢的冷脆性，当钢中的含磷量大于0.1%时它冲击韧性急剧下降，冷裂倾向也明显增加。同理当灰铸铁中磷的含量大于0.5%时，往往有大量网状磷共晶出现，冷裂倾向明显
增大。当钢脱氧不良时，氧化夹杂物聚集在晶粒边界上，使钢的冲击韧性和强度下降，促使冷裂形成。钢中其他非金属夹杂物增多时也有类似情况。
（二）热裂—铸件在凝固后期，固相已形成完整的构架之后就开始固态的收缩，此时的线收缩如果受到阻碍而产生的裂纹就称之为“热裂”显然这种裂纹是在高温下产生的。
热裂与铸件补缩不良有着密切的关系，故厚实的铸钢件补缩不良时，在其最后凝固的地方产生缩孔，也常常伴随着热裂，补缩问题解决得好，热裂也就不易发生。重要的厚实铸件均需用无损探伤法检查内部是否存在缺陷。
（见滚筒图）
热裂的影响因素及防止办法。
○1化学成份的影响：P S 都是有害元素，是造成热裂的主要原因之一，冶炼时要严格控制含量。
○2铸型阻力对热裂的影响：应尽量减小或消除铸型阻力，使金属能较自由地收缩，防止产生热裂。
○3浇注温度和速度的影响：对于薄壁铸件要求较高的浇注温度和较快的浇注速度，除了为保证流动性的要求外，还可以减缓铸件的凝固速度，延长高温对铸型的作用时间，有利于防止铸件外热裂。对于厚壁铸件，则应采用较低的浇注温度和速度，以免缩孔体积增大，晶粒粗化及偏析等原因促使热裂的产生。
④铸件结构的影响：在铸件容易产生热裂的地方，可放置拉筋。
第四节其他缺陷分析
一、冷隔缺陷
冷隔是在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。
1、产生冷隔的原因开始浇入铸型中的金属液流前端呈圆弧状，如图，两股金属液流的接触界面上将因金属液温度过低，不能相互融合而产生冷隔。使金属液温度过低和流动性差而产生冷隔的具体原因如下：
1）金属液的熔炼温度或浇注温度低，或者金属的化学成份不正确，夹杂物偏多，碳当量太高或太低，含硫量偏高等，都会降低金属液的流动性。
2）浇注速度太慢，或在浇注后期过早降低浇注速度；或因金属液准备不足，浇包内的金属液不够浇满一个铸型，在第二次补浇时而第一次浇注的金属液已凝固。这此使金属液进入型腔不连续的因素都易造成铸件产生冷隔，还有可能产生浇不到或未浇满缺陷。
2、冷隔的防止方法
对于薄壁、大平面铸件，可以将铸型斜放浇注，或加大浇注系统截面积，加高直浇道增加金属液压力。对于流程过长的浇注系统，要改变内浇道位置和数量，缩短金属液流程。加快浇注速度，提高金属液浇注温度。
二、残缺类缺陷
1、跑火铸件分型面以上的部分产生的严重凹陷称为跑火。有时会沿未充满的型腔表面留下类似飞翅的残片。
（1）产生跑火的原因跑火是从分型面泄漏金属液，其原因是：
1）砂箱内框尺寸偏小，型腔周围吃砂量偏小，合型抹缝质量不高。或者修理分型面不平整，披缝大，合型后出现缝隙，在浇注时产生跑火。
（2）跑火的防止措施根据跑火原因采取相应措施防止跑火。
1）根据模样选用大小适中的砂箱，保证型腔边缘与砂箱内框有较大距离，降低跑火的可能性。修型操作中尽量修复分型面原样，使分型面披缝尽量小。在合型时检查分型面缝隙大小，可用石棉绳垫平分型面，认真抹好分型面缝隙。
2、型漏铸件内有严重的空壳状残缺称为型漏，有时铸件外型虽然较完整，但内部的金属已漏空，铸件完全呈壳状，铸件底部有残留的多余金属，如图
（1）型漏缺陷产生的原因产生型漏主要与砂型底部砂层强度有关，具体原因如下：
1）砂型底部太薄，或砂型紧实度不够导致型腔底部和芯座强度不够。砂床不平整和砂型硬度不均匀，下砂型与砂床接触面积太小，型腔底部经不起金属液压力的作用而破裂形成型漏。（2）型漏的防止措施选用较高的下砂箱，保证下型底部型壁厚度，提高下砂型紧实度，用干砂和石棉绳填满下型芯座与芯头间的间隙。通气孔与型腔保持一定距离，防止金属液个漏。
第四节铸件的补缩
定义：液态金属浇入铸型后在液态、液固态和固态冷却过程中，体积和尺寸产生减小的现象称为收缩。
收缩是铸造合金本身固有的物理现象性质。
铸造合金的收缩是产生缩孔，缩松、裂纹、应力和变形等缺陷的基本原因。因此，研究铸件收缩规律和收缩特点对获得形状、尺寸准确、组织致密的优质铸件，合理设置冒口、冷铁和铸筋，防止上述铸造缺陷的产生有着重要意义。
一、铸件中的缩孔缩松。
缩孔定义：铸件在凝固过程中，由于合金液态收缩和凝固收缩常在最后凝固的地方出现一些孔洞称为缩孔。
缩松定义：缩松实际上就是把集中缩孔分散成很多微小缩孔。
二、防止产生缩孔缩松的措施
防止铸件产生缩孔和缩松的基本出发点是根据该合金的凝固特点和铸件结构，制定合理的铸造工艺来有效地控制凝固过程，使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能使缩松转化为缩孔，并使缩孔移向铸件最后凝固的地方，这样在铸件最后凝固的地方设置冒口使缩孔集中于冒口处，或者把浇道开在最后凝固的地方直接补缩，即可获得健全的铸件。
第四节补贴的作用
实现冒口补缩铸件的基本条件之一，是铸件凝固时始终保持向着冒口的补缩通道扩张角，这种能显著增加冒口的有效补缩距离，在铸件壁上逐渐增加的厚度，称为“冒口补贴”简称补衬。
第四章消失模铸造
消失模铸造又称实型铸造，其实质是采用泡沫塑料模样，代替普通模样，在造型结速后，不需取出模样就浇入金属液，在灼热液体金属热作用下，泡沫模塑料气化燃烧，金属液取代了
原先泡沫塑料所占据的空间位置，冷却凝固后即形成所需的铸件。
一、与砂型铸造相比，消失模铸造方法有如下优点。
1）铸件尺寸精度高，铸件表面质量好，这是由于取消了分型，起模，下芯等许多工艺环节，避免了工艺操作中的一系列误差。（模型能做多光，铸件就能达到多光）。
2）增大了铸件另件设计的自由度，在其它铸造另件的设计时必须进行结构工艺性分析，而消失模铸造由于模样没有分型面，不存在起模分型问题，从而改变了砂型铸造时铸件结构工艺性内涵，很多砂型铸造难以实现的问题在使用消失模铸造后就能轻松地加以解决。
3）简化铸件生产工序，缩短生产周期，提高劳动生产率。
4）提高冒口的金属利用率。（砂型就不同特别是冒口）
5）减少材料消耗，降低铸件成本。
它的缺点：
1）内在铸件质量不好（举例）齿轮
2）对需焊接铸件不好，因为负压铸造使铸件表面增碳。消失模铸造适用少加工，或不加工的铸件最适用。批量大的铸件不适用。
3）对铸件化学成份的影响：聚苯乙烯泡沫塑料在金属液的高温作用下，发生热裂解反应，使碳氢键裂解，直接产生活性碳和氢。在充型过程中大量的热解气体存在于金属与模样的间隙内，由于其分压较高必然要向液体金属中扩散，污染了金属，使其碳氢含量增加。
二、消失模材料及制模艺
1）消失模铸造中模样材料是采用满足工艺需求的泡沫主要为聚苯乙烯，它碳的含量为92%气的含量为8%的碳氢化和物，具有发气量低，残留物量小、密度小、汽化迅速等优点，常用泡沫塑料密度为0。018~0。02g/cm3而造型用模样采用的高密度为0。025~0。03/cm3因为模样必需要强度。
2）消失模铸造用模样的制造方法主要依据产品的数量及批量而定,大批量生产时采用发泡成形,单件,小批量生产时采用加工成形方式。
○1发泡成型：聚苯乙烯泡沫塑料珠粒在发泡成形之前进行预发泡处理来调整所需的粒度和密度，添加发泡剂的珠粒在80~110℃预热处理温度下发软膨胀，使珠粒的密度控制在一定范围之间，为获得低密度的珠粒还可以进行两次预发泡处理，然后在空气中放置几小时，使空气渗透进珠粒沧孔内，再进行熟化处理。将经过预发泡处理并熟化的聚苯乙烯珠粒放入发泡模具中通入蒸汽或热空气加热，使预发过的珠粒在模具内进一步膨胀，获得组织致密，表面光洁的模样。
○2加工成形：将聚苯乙烯泡沫塑料珠粒先发泡制成泡沫塑料板，现用机械加工方法（我公司电热丝）将泡沫板加工成型。由于泡沫塑料板具有十分优良的粘接性能，因此对复杂铸件的泡沫塑料模样，可以用若干形状较为简单的模样粘接而成，这可以大大降低模样制造难度。象模型车间画样板的确良同志，他的主要任务就是怎样把一个复杂的铸件模型简化成若干简单的单元模型，并由模型工粘接而成。
以前模型粘接用乳胶粘接。但乳胶粘接需要24小时的干燥时间，后改为热塑胶粘接，干燥时间短。
三、消失模铸造工艺
一、以泡沫为模型，水玻璃砂造型应注意的事项：
○1舀箱时，注意模样变形风锤不要捣在模样上。
○2真空负压埋箱时，注意浇口的埋法，铸件的摆放位置。
第五节铸件凝固的控制
为了使铸件在凝固终了时具有良好的质量就必须有意识地去控制铸件的凝固过程，铸件凝固
的控制就是根据合金凝固的规律，从工艺上创造条件促使铸件在凝固时期所伴生的各种不利因素向相反方向转化达到获得健全铸件的目地。
一、铸件的凝固原则。
控制铸件的措施很多，但是指导和运用这些措施的基本原则有两个，即顺序凝固和同时凝固。
1)顺序凝固原则（也叫定向凝固原则）
铸件的顺序凝固就是采取各种措施，保证铸件结构上各部分按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口部分，最后才是冒口本身凝固的顺序进行。
因此这个原则也叫定向凝固原则。铸件按照顺序凝固原则进行凝固，就能保证缩孔集中于冒口处从而获得致密铸件。
○1顺序凝固的优点：冒口补缩作用好，铸件内部致密。
因此，对于凝固收缩大，结晶间隔较大的合金，如铸钢，球铁等，都采用这个原则。以保证铸件质量。
○2顺序凝固的缺点：由于存在温差容易产生热裂、应力和变形，由于设置冒口和补贴等工艺出品率低，切冒口补贴耗时。
2)同时凝固原则：
同时凝固原则是采取措施，保证铸件结构上各部分同时凝固各部分之间几乎没有温度差。○1同时凝固的优点是：不容易产生热裂、应力变形。无冒口从而节省金属出品率简化了艺，减少了劳动量。
○2同时凝固的缺点：在铸件中心处有缩松，铸件不致密。
同时凝固原则一般用于下裂情况：
○1壁厚均匀的铸件，尤其是薄壁件，倾向于同时凝固。
○2球铁件利用石墨化膨胀力实现自身补缩时，采用同时凝固原则能使铸件致密均匀。
③碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩率较小甚至不收缩，也采用同时凝固原则。
三、控制铸件凝固的方法：
目前控制铸件凝固的方法常用的有以下几种；一是正确布置浇注系统引入的位置，控制浇注温度，控制浇注速度和铸件凝固位置，二是采用冒口，补贴和冷铁，三是改变铸件结构四是采用具有不同蓄热的造型材料。
第五章铸钢及其熔炼
生产中铸钢多用强度，塑性和韧性要求较高或者具有特殊性能要求的铸件，如轧钢机的机架，坦克和拖拉机的履带，等等，其产量仅仅次于铸件。
一、铸钢的分类和牌号：
1、铸钢可按化学成份、质量及用途进行分类，通常根据化学成份的不同，铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。在生产上由于碳素钢易于制取，且价格较廉，又能满足大多娄机械零件的性能要求，故应用最广泛，它占铸钢总产量的80%以上。
1）碳素铸钢，碳素铸钢按含量不同可分为低碳钢（C<0.25%）中碳钢（C=0.25~0.5%）和高碳钢（C>0.5%）
2）牌号表示：老牌号ZG25 ZG35 ZG45 是以含碳量表示,新牌号,以屈服强度和抗拉强度表示：ZG230—450 ZG270-500 ZG310-570
2、合金铸钢：
为改善和提高铸钢的某些性能，在铸钢中加入一种或几种合金元素即称合金钢。
加入钢中的合金元素主要有锰（Mn）、硅（Si）,钨(W)，钼（Mo）,钒（V）铬（Cr）镍(Ni) 硼(B)等。
按加入合金元素含量的多少，合金铸钢可分为三类：
合金元素含量低于5%的为低合金钢
合金元素含量在5%~10%之间的为中合金钢
合金元素含量超过10%以上的为高合金钢
合金钢的牌号开头仍为“ZG”它后面除标有含碳量外，还需标有合金元素的总类及含量。（ZGMn13 ZGMn18Cr2Mo ZG1Cr18Ni9Ti）
二、铸钢的铸造性能及铸造工艺特点：
铸钢的综合力学性能比铸铁高，但其铸造性能比铸铁差的多。主要表现在以下几个方面：1）流动性差：浇溥壁铸件时容易形成冷隔缺陷。
2）体收缩较大：故容易形成气孔，缩孔，冷裂。
3）且氧化和吸气性较大：易产生夹渣和气孔。
4）熔点高：容易产生粘砂和融砂现象。
由于铸钢的铸造性能差，因此为获得合格的铸件，必须在铸件结构设计、造型工艺、浇口规范及材料方面采取相应的措施，以防止缺陷的产生。
相应错施：
1、1）铸钢件的结构要合理，壁厚最小不小于8mm，壁厚要均匀。
2）和壁的连接要平滑过渡或做出圆角，这样可减少铸件的内应力
3）采用铸筋可加强铸件的强度。
4）应尽量减少铸件的大平面冲上，以防止粘砂，冷隔等现象。
5）力求壁免深沟、容隙、以防止粘砂。
2、在造型工艺上，要合理设计浇冒口。
1）铸件一般采用顺序凝固。
2）开设浇口要注意钢水的注入位置。
3）铸钢一般收缩较大应放置足够大和足够数量的浇冒口，进行补缩。
4）在难以补缩的地方，放置外冷铁。
5）注意铸型的排气。
6）铸钢的熔点比铸铁高200~300℃高温钢水与型砂相互作用，极易产生粘砂缺陷，因此铸钢用砂应采用耐火度高的石英砂，并在型腔表面刷上锆英粉涂料。
三、铸钢的熔炼：
（一）铸钢一般采用电弧炉或感应炉熔炼。
1）电弧炉是利用石墨电极与金属炉料间电弧产生的高温来熔化金属的一种设备。
2）感应炉原理与电磁炉原理基本一样。
按照炉衬耐火材料不同，电弧炉可分为碱性和酸性炉两种。
1）碱性电弧炉的耐火材料主要是镁砂砖和白云砂。（我车间现用的是焦油镁砂砖以前是用铁管打结镁砂而成。）
2）酸性电弧炉的耐火材料为硅砖和石英砂。虽然酸性炉的炉衬寿命长、生产率高、钢水成本低，但它的最大缺点是熔炼时不易去磷、硫等有害元素。因而目前绝大多数铸钢均采用碱性电弧炉炼钢。
（二）练钢过程的特点：（炼钢不是简单的操作）
炼钢是在高温条件下通过化学反应（氧化还原）除去原材料中的杂质，并调整钢水的成份和温度达到规定的要求。最后铸成合格的铸钢件。（练钢的技术）
（三）炼钢炉渣：
1）炉渣的来源：○1人工加入的造渣材料，白灰、萤石等。
○2人工加入的氧化剂：铁矿石
○3炼钢过程中化学反应的产物，如氧化物、硫化物。
○4炉衬耐火材料被侵蚀的部分和炉料表面的泥砂等。
2）炼钢过程造渣的目地：
○1控制炉渣中（FeO），为脱碳、脱磷、脱氧和脱硫创造条件降低合金原素的烧损。
○2去除钢液中的杂质（P S O）并吸收钢液中的夹杂物。
○3减缓钢液吸收气体（H N）和防止钢液热损失，并保证钢液有足够高的温度。
○4稳定电弧。保护炉衬。（见铸钢及其熔炼一书146页）
3）炉渣的重要性：
炉渣是炼钢操作中的重要组成部分，渣钢界面氧的扩散是表示炉渣反应能力的重要标志，它控制着钢液氧化和还原的全过程，但是炉渣的粘度是渣钢界面反应的重要因素，渣钢接触面积对反应速度有强烈的影响，如强烈的脱碳，炉渣渣洗等。
从实践经验得到较科学的论断：“炼钢必先炼好渣”可见炉渣的重要性了。（炉渣的粘度是与流动性相反的炉炉渣粘度太高对钢液——炉渣间的许多冶金反应都不利，例如氧化期脱碳时，CO气没通过炉渣排出的阻力很大，就会减缓一氧化碳的进行。
炉渣太稀不易吸收电弧术热量，对炉衬直接侵蚀。）
（四）碱性电弧炉的冶炼工艺
冶炼方法分为氧化法和不氧化法。氧化法由扒、补炉、装料、熔化、氧化期、还原期、出钢等环节组成的。不氧化法只是取消了氧化期。不氧化法也称返回法冶炼。
1）补炉：一般采用热补法。妈在出钢后立即将补炉材料自行烧结。
补炉材料一般采用卤水混拌的镁砂。（加大块矿石，吹氧管插到炉底也会破坏炉底或炉坡。2）装料：
为了保持炉底提前造渣，首先在炉底铺一层石灰，然后加入部分的小块废钢，装料应密实，大块料装在电极下面的高温区。
（我厂现在以不按过去的加料方法,废钢过去都有尺寸限制现在可好只要炉子能装下多大料都敢放,过去料的尺寸是300~400）
3)熔化期：
1任务：熔化期占全部冶炼时间的一半左右，耗电量占全炉电耗的60%~70%，因此电弧冶炼的全部指标取决于熔化期进行的是否顺利，要抓紧熔化期的操作，加速熔化。
当炉料一半被熔化后便可吹氧助熔，迅速熔化炉料,早期去磷,为氧化期和以后操作创造良好条件,对提高产量、质量降低能耗有着极其重大的意义。
2吹氧助熔的作用：
○1使熔池升温，搅动熔池，加速炉料熔化
○2切割大炉料,使炉料受热面积增加.
○3扒也低温区难熔炉料，以及搭桥的炉料，使熔化过程，顺利进行。
○4有利于脱磷，吹氧虽然不利于脱磷的温度条件，但造渣快，炉渣流动性好，是脱磷的更重要条件。
3吹氧助熔操作
一般采用直径14毫米（4分管）的吹氧管，为了延长其使用时间可在管外涂上耐火泥料，助熔时的吹氧压力为4~5个大气压，如氧压力大，烧损大，喷溅也大。
开始吹氧的时间很重要，一般在炉底已形成熔池，约40~60%炉料熔化，固体炉料红热，这时开始吹氧效果好。
过是吹氧，由于温度低氧化不激烈，浪费氧气。首先用氧切割炉门附近和炉坡上的炉料，推入熔池，然后处理熔池中未化和难熔的炉料。切割炉料不要把管头直接触到炉料上，应离开一定距离，向熔池吹氧时应将管头埋入炉料下的钢件中，这样升温快，化料快，吹氧时间不
能过长防止过早大量的脱碳。吹氧时注意不要吹到炉底炉坡和炉墙。
吹氧助熔一般缩短熔化期20~30分钟，使每吨钢耗电量降低60~80度。
4氧化期
当炉料化清，取样分析成份，根据渣况及磷含量，可部分或全部除渣，并补造新渣，取样测温后即可加铁矿石进入氧化期。
1）氧化期的具体任务是：
○1继续氧化钢液中的磷，使之低于钢的成品规格。
○2氧化钢液中的碳，并利于脱碳沸腾作用大量排除钢中的有害气体，如氢氮等及非
金属夹杂物。
脱碳是依靠向炉中加入铁矿石和吹入氧气来完成的。
氧化脱碳反应方程式为：
( FeO )+( C )——（Fe）+CO
脱碳时生成大量的CO，CO在逸出时使钢水猛烈沸腾，钢水中的氢、氮等有害气体
也随CO气泡逸出，悬浮在钢液中的夹杂物也一同上浮。
2）脱磷的条件：
○1提高炉渣含碱度，增加Cao含量，（加白灰）
○2提高炉渣的氧化性，增加（FeO）含量，（加矿石，吹氧）
○3提高渣量能降低渣中P2O5的浓度，有利于脱磷。
○4较低的温度，但温度过底也是不利的。
以上就是我们所说的“三高一低”是有利于脱磷的。
5氧化期操作要点：
氧化期炉温低，抓紧脱磷。脱磷和脱碳都要求高氧化性的炉渣和钢液。这是相同之
处。在脱磷和脱碳上有不同之处：氧化P要求温度低大渣量，氧化碳要求温度偏高，薄渣层。在P和C的氧化顺序上，先氧化P后氧化C，在控制升温上，前期缓慢，
中期快。在控制渣量方面，前期大渣量去P，中期薄渣层氧化C，在矿石和氧气使
用上，先矿石氧化为主，后用氧气去C为主。
氧化初期炉温较低，要抓紧时机脱磷操作。
6还原期：
一般扒尽氧化渣加入稀薄渣料就是还原期开始直到出钢前为止。这一期间称为还原
期。还原期的具体任务：
1）钢液和炉渣脱氧。
2）钢液脱磷。
3）调整钢液化学成份
4）调整钢液温度。
完成上述任务是同时进行的，迅速造好还原渣，先择合理的脱氧制度是完成还原期任务的关键。
（一）脱氧：
氧是在氧化期起主要作用的，但在还原期却成了有害物质，必须予以去除，所以还原期的首要任务脱氧。
钢液中的氧是以FeO状态存在的，为了降低钢中氧化铁的含量，就要采用与氧亲和力比较大的元素，把铁从氧化铁中还原出来这就是脱氧。
1）氧对钢质量的影响：
○1氧化铁在钢液中的溶解度，随着温度降低而减少，脱氧不良的铸钢件在凝固过程中，FeO从钢中析出聚集到温度较高的铸件中心厚部分，由于含氧量增高在那里发生了氧化
反应，生成的CO气泡来不及排出，使钢产生气泡和中心疏松，严重时造成钢水上涨，破坏了钢的致密性，降低了钢的机械性能。
○2含氧高，使钢的夹杂物增加（见书上189页）
○3钢中氧能加剧硫的危害性，使热脆现象更为严重。
所以还原期必须认真进行脱氧。
（二）脱氧的方法：
1）扩散脱氧
是利用氧在钢液中和炉渣中的分配，按照分配定律，在一定温度下，FeO在炉渣中和钢液的浓度之比是一个常数。（也就是平衡）因此采用碳粉、硅铁粉、硅钙粉，电石等脱氧剂，脱除渣中的FeO破坏了这两相之间的FeO浓度的平衡，为了保持这一浓度的比例关系，钢中的氧以FeO浓度形式向渣中扩散，不断的降低渣中的FeO可使钢中的氧降的很低。
扩散脱氧的反应是：
（FeO）＋C=(Fe)＋CO
2(FeO) ＋Si=2(Fe) ＋(SiO2)
3(FeO) ＋2Ai=(Fe) ＋(AL2O3)
扩散脱氧在钢渣界而上进行从以上的反应式脱氧产物不存在于钢液中，因此扩散脱氧的优点使钢中含有最少量的非金属夹杂物。质量要求高的钢种大部分采用扩散脱氧。（三）脱硫：
硫是钢中的有害元素，硫在钢中是FeS MnS形式存在在炼钢温度下，在平衡状态时，钢钢液中含硫量要高于渣中渣中含硫量，由此可见S以FeS形式存在时是不能把它从钢液中排除到渣中。在冶炼中是将FeS转变为CaS的形式，从而把 S从钢液中去除。S与Ca的亲和力大，所以CaS很稳定，它只能溶解于炉渣中，而不能溶解于钢液。
1）脱硫进行的顺利条件有：
○1炉渣碱度高，亦即炉渣中含量有大量的CaO。但碱度过高炉渣充动性变坏，对脱硫反应也是不利的。
○2炉渣中FeO要低，当渣中FeO<1%时脱S效果显著提高。可见脱氧好坏与脱硫有直接关系
○3熔池温度高，渣流动性好，脱硫反应要有足够高的温度。
6调整钢液的成份：
我们所冶炼的每一种钢都有一定的化学成份，钢的物理性能和机械性能及组织变化，多取决于化学成份的不同而变化。
○1合金元素的加入
加入合金元素要有尽可能高的收得率，减少烧损，节约合金材料，特别是贵重的稀缺的合金。要尽快的使合金材料熔化，减少对炉温的影响，要尽量少带杂质和气体，（我们要求合金加热的道理就在这）。
这些要求与合金材料加入的顺序、加入的时间和方法有关。
铁合金加入的顺序是根据各种元素的性质确定的，各种元素与氧气的亲和力比铁小的，可以在装料熔化或氧化期加入。
与氧亲和力比铁大的合金元素应在扒完氧化渣后或还原期加入。
与氧亲和力更大的，或者说是易氧化元素，一般是在还原期后期甚至在包内加入，例如Ai Ti B等。
稀土镁铝钛硅磷铌钒锰铬铁钼钨镍
与氧亲和力越大，烧损越大。
7调整钢液温度：
一般出钢温度应比该钢种的熔点高出100~150℃比较合适。
碳素钢的出钢温度：
高碳钢：1560~1600℃
中碳钢：1950~1620℃
低碳钢：1610~1640℃
8经脱氧和出钢：
当钢液成份达到要求，温度合适，脱氧良好，炉渣变白并且流动性良好时即可准备出钢。
第五节铸造工艺规程编程
铸造工艺规程是用于指导生产的技术文件，它是工厂生产技术准备和科学管理的依据，也是铸造工艺技术水平的体现和技术经验的结晶，铸造工艺规程编制水平的高低，对铸件质量、生产成本和效率起着关键性的作用。
一、铸造工艺设计
（一）熟悉图纸要求，进行工艺分析
在编制铸造工艺之前，首先要对图纸进行熟悉，并对图纸中有关的技术要求、对铸件的基本结构、尺寸、生产件数、铸件的材质、等进行了解然后再进行工艺分析。
零件结构的工艺性，通常是指零件本身的结构应符合铸造生产的基本要求，铸件的结构既要便于铸造生产的进行，又要保证铸件产品的质量。
对产品零件图分析的内容有两个方面。一是审核零件结构是否能满足铸造生产要求。由于零件的设计者往往对铸造工艺不完全了解。所以，一旦发现结构设计有不够合理的地方，就必须与有关部门人员进行研究，在不影响使用要求的前提下，可予以改进。这对于简化铸造工艺过程，保证质量和降低成本均有一定的作用。（见图）二在工艺设计中采取相应的工艺措施。在铸造工艺设计之前，首先应从铸造合金的特点、技术要求、铸件尺寸及结构特点、批量大小以及工厂实际条件等方面，对零件结构进行细致的分析，以保证铸件质量和简化工艺过程。一般应注以下几方面。
1、保证铸件质量
铸件的结构总是由壁部、圆角、筋板、孔腔和沟槽等结构相互连接配合而成的。在保证铸件质量方面，应采取如下措施。
（1）铸件应有合理的壁厚。铸件壁厚设计得过薄，就容易产生浇不足、冷隔、铸件过硬等缺陷。（见图）
（2）铸件内圆角及过渡尺寸都应采用逐渐过渡和较大的圆角相连接，避免突然转变，造成应力集中，引起裂纹等缺陷。壁厚应力均匀，避免肥厚部分，防止形成热节点。铸造圆角及其过渡形式。
2）简化操作过程
(二) 铸造工艺方案的确定：
确定工艺方案是整个铸造工艺设计中最基本、最重要的一个环节。正确的铸造工艺方案可简化铸造过程，提高铸件质量和劳动生产率。
1、造型和造芯方法的选择。（机器造型和手工造型两种。）
2、铸型种类的选择
砂型铸造的铸型有湿型、表面烘干型、干型和自硬砂型我公司铸型的种类只有水玻璃砂二氧化碳硬化和真空负压铸造两种。
3、铸件浇注位置的选择
铸件的浇注位置是相对于浇注时铸型分型面的位置而言的。在确定浇注位置时，应根据铸
件合金种类、铸件结构和技术要求，把铸件质量要求较高的部位（如重要加工面、受力较大的部位等）和容易产生缺陷的部位（如厚壁、大平面、过薄处）放在有利的位置，并采取有效措施，防止缺陷产生。
根据生产经验，在确定浇注位置时，应注意以下几条原则。
（1）铸件的重要加工面应朝下或放在侧面。当铸件有几个加工面时，应将主要的和较大的加工面朝下或侧放。朝上的加工面应放大加工余量，以保证加工后不出现缺陷。（见筒毂产品图）
（2）尽可能使铸件的大平面朝下，以免形成夹砂和夹杂缺陷。对于大平板类铸件，必要时可采用倾斜浇注，以增加液体金属的上升速度，防止夹砂。
（3）应保证薄壁件能够充满砂型。对于薄壁铸件，应将壁薄的大平面朝下，以避免产生浇不足，出现冷隔等缺陷。
（4）应有利于实现顺序凝固。对于壁厚不均匀，合金收缩率又较大，容易形成缩孔、缩松的铸件，例如铸钢件和黄铜铸件等，应将铸件的厚大部分置于上方，以便安放冒口来补缩。或者使热节处于铸型侧面，利用侧冒口补缩。
（5）应尽量减少砂芯数目，并保证砂芯安放稳固。避免使用吊芯、悬臂芯，因为这类砂芯在金属液的作用下容易发生偏移。（见图）
4、分型面的选择
分型面是指铸型接合面。一般说来，在浇注位置确定后再先择分型面，但是在分析各种分型面的利弊之后可能再次调整浇注位置。分型面的先择在很大程度上影响着铸件的质量、成本和生产率的高低。
确定分型面的一般原则如下：
（1）将铸件尽量放在同一砂箱内。
（2）尽量减少分型的数量
（3）分型面的选择应在铸件的最大截面上，以便顺利起模。
5、砂箱中铸件数目的确定
在一个砂箱里放置几个铸件，主要根据铸件的尺寸大小、吃砂量、砂箱尺寸和车间的起吊能力来决定。
在造型和埋箱设计中，吃砂量确定得要合理。（见图）吃砂量太小，砂型强度太低，容易造成冲砂、胀砂、漏箱等缺陷。吃砂量太大，降低了造型劳动生产率，耗费多余的型砂和人工。
二、铸造工艺参数
为了使铸件能达到预期的技术指标，在铸造工艺设计过程中需确定一些设计数据，即铸造工艺参数。它所括铸件线收缩率、机械加工余量、起模斜度、工艺补正量、分型负数、反变型量等。
1铸造线收缩率
铸造线收缩率的大小主要取决于合金成分、铸件结构和大小、砂型砂芯的退让性、浇冒口系统结构等因素。同一个铸件，铸件在长、宽、高三个方向的线收缩率也不一致。
2机械加工余量
机械加工余量是为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸造工艺设计时预先增加且在机械加工时应予切除的金属厚度。机械加工余量应根据合金种类、铸件大小、铸造方法、铸件精度等级、加工面在浇注时的位置等因素酌情确定。加工余量过大会造成材料和加工工时浪费，加工余量过小会因铸件表皮硬度较高而加剧刀具磨损或因铸件变形等原因达不到图样要求的加工尺寸而报废。
相对而言铸钢件因浇注温度高、收缩大、表面质量差，故加工余量宜取大些；铸铁件的表面质量较好，加工余量可取小些。
3起模斜度
4、最小铸出孔、槽
5、分型负数
在采用干型、表干型砂型生产大中型铸件时，分型面在修型、烘干过程中会产生变形，使合型不严。为防止浇注时跑火，合型前需在分型面之间垫以石棉线、油泥条等，导致垂直于分型面方向的铸型尺寸增大。为了抵消铸件在分型面部位产生的增厚，在模样上预先减尺寸，该尺寸称为分型负数，
6工艺补正量
在单件小批生产中，为防止因选用的铸件线收缩率与实际值不符，或由于铸个变形、砂芯移位及有规律的操作偏差等原因的影响而造成铸件局部壁厚不足，在铸件相应部位的非加工面上增加的金属厚度，称为工艺补下量。
反变形量（反挠度）
在铸造壁厚不均的长条形铸件或扁平类铸件时，由于其冷却速度不同及收缩不一致，易产生较大的内应力，导致铸件挠曲变形。为此，制作模样时，在铸件可能产生变形的部位预先做出与之相反的变形量，称为反变形量应在铸件冷却变形后正好得以抵消，从而获得符合图样要求的铸件。
三、铸造工艺文件
铸造工艺文件是用文字、图样及表格说明零件的生产工艺过程和指导生产作业技术资料。实际生产中常用的工艺文件有：铸造工艺图、铸件图、模样和模板、芯盒图、砂箱图、铸型装配图和铸造工艺卡等。
1常用铸造工艺代号及表示方法
2常用铸造工艺卡片格式（工艺卡片）
四、铸造工艺实例分析
NWS NEW WEI SAN INDUSTRIES 培 训 资 料 二○○六年三月
目录 第一章浇注系统 (3) 1、浇注系统的定义 (3) 2、浇注系统的组成 (3) 3、各组元的作用 (3) 1）浇口杯 (3) 2）直浇道 (5) 3）直浇道窝 (5) 4）横浇道 (5) 5）内浇道 (10) 4、浇注系统的类型 (10) 5、金属的流动性与金属的凝固性 (15) 6、铸件浇注位臵及分型面确定 (18) 第二章铸件缺陷 (21) 1、气孔 (21) 2、缩孔及缩松 (23) 3、冷豆 (24) 4、裂纹类缺陷 (24) 1）冷裂 (24) 2）热裂 (24) 3）温裂 (25)
5、掉砂 (25) 6、渣孔 (25) 7、粘砂 (26) 8、夹砂 (27) 9、冷隔 (28) 10、浇不足 (28) 11、跑火 (29) 12、多肉 (29) 13、错型 (31) 14、偏芯 (31) 15、变形 (31) 附表：我国铸造缺陷的分类 (34) 本资料主要摘自《造型工手册》 ——品保一部铸造是将熔化的金属液引入预定型腔的过程。在这个过程中，铸型能否经得住铁水带来的恶劣环境？铁水在与铸型的接触中会发生怎样的变化？ 本教材将带你初探其中的奥秘。
第一章 浇注系统 一、浇注系统的定义 铸型接受浇入的液态金属，并将其引入到铸型型腔的一系列通道叫浇注系统。 二、浇注系统的组成 1、浇口杯 2、直浇道 3、直浇道窝 4、横浇道 5、内浇道等 三、各组元的作用（见图1-1） ※ 浇口杯 （一）浇口杯的作用 1、用来承接来自浇包的金属液流，并且将金属液引入直浇道， 同时可以防止金属外溢。 2、避免金属液流直冲直浇道，减少金属液对铸型的冲刷。 3、具有一定的挡渣效果。（见图1-2） 4、增加金属液静压头（砂箱高度较低时）。 例如：用漏包浇注时，金属液冲刷力大，流量也不易控制而且包孔很难对准直浇 道，没有浇口杯很难实现浇注。 （二）金属液在浇口杯中的流动特点（见图1-3、1-4） 当金属液流入直浇道时，容易产生涡流，当金属液进入直浇道内时，将空气和渣子一并带入型腔，使铸件产生渣孔和气孔等不良缺陷。涡流对于铸件质量影响较大，因尽可能减少涡流，其具体措施有：（见图1-5） 1、降低浇注包与浇口杯之间的距离，保持金属液在浇口杯中的高度，即降低金属液流入浇口杯的落差。因而在浇注时，浇口杯中液体应有一 图 1-1 1—直浇道 2—横浇道 3 —内浇道 4—冒渣口 图 1-2 浇口杯的档渣作用 图1-3 漏斗形浇口杯 图1-4 图1-5 浇注状态对液流运动的影响
forming1950专注锻造、冲压、钣金成形行业，汇聚作者与读者、用户与装配商、行业与市场最新动态，通过行业市场类、技术交互类、技术文章类题材为锻压行业打造一流的交流学习、技术传播、信息服务平台。锻造工艺(Forging Process)是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。 变形温度 钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。 坯料 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。 1、自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。 2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。 3、闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。 锻模 根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。锻造设备的模具运动与自由度是不一致的，根据下死点变形限制特点，锻造设备可分为下述四种形式： 1、限制锻造力形式：油压直接驱动滑块的油压机。 2、准冲程限制方式：油压驱动曲柄连杆机构的油压机。 3、冲程限制方式：曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。 4、能量限制方式：利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。 重型航空模锻液压机进行热试为了获得高的精度应注意防止下死点处过载，控制速度和模具位置。因为这些都会对锻件公差、形状精度和锻模寿命有影响。另外，为了保持精度，还应注意调整滑块导轨间隙、保证刚度，调整下死点和利用补助传动装置等措施。 滑块 还有滑块垂直和水平运动(用于细长件的锻造、润滑冷却和高速生产的零件锻造)方式之分，利用补偿装置可
铸造工艺基础知识 一、铸造方法 常见的铸造方法有以下几种： 1、砂型铸造：砂型铸造是将原砂和粘结剂、辅助材料按一定比例混 制好以后，用模型造出砂型，浇入液体金属而形成铸 件的一种方法。砂型铸造是应用最普遍的一种铸造方 法。 2、熔模铸造：熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数 层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而 制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件 的一种方法。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和 表面粗糙度，所以又称“熔模精密铸造”。 3、金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属用重力 浇注法浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。 所以又称“重力铸造”。 4、低压铸造：低压铸造是液体金属在压力作用下由下而上的充填型 腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低， 所以叫低压铸造。 5、压力铸造：压力铸造简称压铸，是在高压作用下，使液态或半液 态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用 下凝固而获得铸件的一种方法。
6、离心铸造：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金 属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造 方法。 7、连续铸造：连续铸造是将熔融的金属不断浇入一种叫做结晶器的 特殊金属型中，凝固了的铸件连续不断的从结晶器的 另一端拉出，从而获得任意长度或特定长度铸件的一 种方法。 8、消失模铸造：消失模铸造是采用泡沫气化模造型，浇注前不用取 出模型，直接往模型上浇注金属液，模型在高温下 气化，腾出空间由金属液充填成型的一种铸造方法。 也叫“实型铸造”。 二、零件结构的铸造工艺性分析 零件结构的铸造工艺性通常指的是零件的本身结构应符合铸造生产的要求，既便于整个铸造工艺过程的进行，又利于保证产品质量。 对产品零件图进行分析有两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。因为零件的设计者往往不完全了解铸造工艺。如发现结构设计有不合理的地方，就要与有关方面进行研究，在不影响使用要求的前提下，予以改进。这对简化工艺过程、保证质量及降低成本均有极大作用。第二，在既定的零件结构条件下，考虑在铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取相应工艺措施予以避免。 （一）从避免缺陷方面审查铸件结构的合理性
2015-06-08锻压世界锻压世界 forming1950专注锻造、冲压、钣金成形行业，汇聚作者与读者、用户与装配商、行业与市场最新动态，通过行业市场类、技术交互类、技术文章类题材为锻压行业打造一流的交流学习、技术传播、信息服务平台。锻造工艺(Forging Process)是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。 变形温度 钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。 坯料 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。 1、自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。 2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。 3、闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。 锻模 根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。锻造设备的模具运动与自由度是不一致的，根据下死点变形限制特点，锻造设备可分为下述四种形式： 1、限制锻造力形式：油压直接驱动滑块的油压机。 2、准冲程限制方式：油压驱动曲柄连杆机构的油压机。 3、冲程限制方式：曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。 4、能量限制方式：利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 1.变形温度 钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。 2.锻造类别 上面提到，根据锻造温度，可以分为热锻、温锻和冷锻。 根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。 1）自由锻。指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。 2）模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向，也代表了锻造技术水平的高低。 按照材料分，模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义，就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。 挤压应归属于模锻，可以分为重金属挤压和轻金属挤压。 闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺，由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。
铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。
每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 表1-2 熔模铸件的最小壁厚（单位：㎜）
铸造部分 目录 第一节 铸造基础知识 (3) 一、铸造生产概述 (3) 二、铸造生产常规工艺流程 (3) 第二节 砂型铸造工艺 (4) 一、型砂和芯砂的制备 (4) 二、型砂的性能 (4) 三、铸型的组成 (5) 四、浇冒口系统 (5) 五、模样和芯盒的制造 (6) 第三节 合金的熔炼 (8) 一、铝合金的熔炼 (8) 二、铸铁的熔炼 (9) 第四节 造 型 (11) 一、手工造型 (11) 二、制芯 (14) 三、合型 (15) 四、造型的基本操作 (15) 五、合金的浇注 (17) 六、机器造型 (18) 第五节 铸造工艺设计 (20) 一、分型面 (20) 二、型芯 (21) 三、铸造工艺参数 (21) 四、模样的结构特点 (21) 第六节 铸件常见缺陷的分析 (23) 铸工实习安全技术守则 (24) 第七节 铸工概论 (25) 一、铸造的辉煌历史 (25) 二、铸造的分类 (25) 第八节 特种铸造 (26) 一、压力铸造 (26)
二、实型铸造 (27) 三、离心铸造 (27) 四、低压铸造 (28) 五、熔模铸造 (29) 六、垂直分型无箱射压造型 (30) 七、金属型铸造 (30) 八、多触头高压造型 (31) 九、真空密封造型 (32) 第九节 铸造工艺图的绘制 (33) 一、铸造工艺图 (33) 二、浇注位置 (33) 三、分型面 (33) 四、机械加工余量和铸孔 (33) 五、拔模斜度 (34) 六、铸造圆角 (34) 七、型芯、芯头及芯座 (34) 八、铸造收缩率 (34) 九、铸造工艺图的绘制 (34) 十、模样图的绘制 (34) 十一、铸型装配图的绘制 (35) 十二、铸件图的绘制 (36) 十三、模样、型腔、铸件和零件之间的尺寸与空间的关系 (36) 十四、铸造技术的发展趋势 (36)
铸造——将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得铸件的方法。 作为一种成型工艺，熔铸的基本优点在于液态金属的抗剪应力很小，易于成型。 优点： 1、原材料来源广，价格低廉，如废钢、废件、切屑等；生产成本低，与其它成形工艺相比，铸造具有明显的优势。 2、铸造是金属液态成形，因此可生产形状十分复杂，尤其是具有复杂内腔的各种尺寸规格的毛坯或零件。 3、铸件的形状尺寸与零件非常接近，减少了切削量，属于无切削加工； 4、铸件的大小、重量及生产批量不受限制，可生产多种金属或合金的产品，比较灵活。 5、应用广泛，农业机械中40%~70%、机床中70%~80%的重量都是铸件。 缺点： 1、铸件的力学性能不如相同化学成分的锻件好 2、铸件质量不够稳定，工序多，影响因素复杂，工艺过程较难控制。 3、制品中有各种缺陷与不足。微观组织随位置变化，化学成分随位置变化。如铸件内部常 存在气孔、缩孔、缩松、夹杂、砂眼和裂纹等缺陷。 4、尺寸精度较低。 5、铸造生产的劳动条件较差。砂型铸造中，单件、小批量生产，工人劳动强度大 砂型铸造——是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。 主要工序为：制作模样及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化与浇注，铸件的清理与检查等。 简述砂型铸造的基本工艺过程。 （1）造型：用型砂及模样等工艺设备制造铸型。通常分为手工造型和机器造型。 造芯、涂料、开设浇注系统、合型。 （2）熔炼与浇注 熔炼：使金属由固态转变为熔融状态。 浇注：将熔融金属从浇包注入铸型。 （3）落砂与清理 落砂：用手工或机械使铸件与型砂、砂箱分开。 清理：落砂后在铸件上清理表面粘砂、型砂、表面金属等。 金属型铸造——将液态金属浇入金属材料制成的铸型中以获得铸件的方法。 优点：
培 训 资 料 二○○六年三月
目录
（3） 1、浇注系统的定义 (3) 2、浇注系统的组成 (3) 3、各组元的作用 (3) 1）浇口杯 (3) 2）直浇道 (5) 3）直浇道窝 (5) 4）横浇道 (5) 5）内浇道 (10) 4、浇注系统的类型 (10) 5、金属的流动性与金属的凝固性 (15) 6、铸件浇注位置及分型面确定…………………………
（21） 1、气孔 (21) 2、缩孔及缩松 (23) 3、冷豆 (24) 4、裂纹类缺陷 (24) 1）冷裂 (24) 2）热裂 (24) 3）温裂 (25)
5、掉砂 (25) 6、渣孔 (25) 7、粘砂 (26) 8、夹砂 (27) 9、冷隔 (28) 10、浇不足 (28) 11、跑火…………………………………………………… （29）12、多 肉 (29) 13、错型…………………………………………………… （31）14、偏 芯 (31) 15、变形…………………………………………………… （31） 附表：我国铸造缺陷的分类 (34)
本资料主要摘自《造型工手册》 ——品保一部铸造是将熔化的金属液引入预定型腔的过程。在这个过程中，铸 型能否经得住铁水带来的恶劣环境？铁水在与铸型的接触中会发生 怎样的变化？ 本教材将带你初探其中的奥秘。 第一章浇注系统 一、浇注系统的定义 铸型接受浇入的液态金属，并将其引入到铸型型腔的一系列通道叫浇注系统。 二、浇注系统的组成 1、浇口杯 2、直浇道 3、直浇道窝 4、横浇道 5、内浇道等 三、各组元的作用（见图1-1） ※浇口杯 （一）浇口杯的作用图 1-1 1—直浇道 2—横浇道3—内浇道 4—冒渣口 图 1-2 浇口杯的档渣作用 图1-3漏斗形浇口杯
锻造基础知识.txt昨天是作废的支票；明天是尚未兑现的期票；只有今天才是现金，才能随时兑现一切。人总爱欺骗自己，因为那比欺骗别人更容易。锻造基础知识对金属坯料（不含板材）施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。锻造的种类和特点当温度超过300-400℃（钢的蓝脆区），达到700-800℃时，变形阻力将急剧减小，变形能力也得到很大改善。根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。原本这种温度区域的划分并无严格的界限，一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。在低温锻造时，锻件的尺寸变化很小。在700℃以下锻造，氧化皮形成少，而且表面无脱碳现象。因此，只要变形能在成形能范围内，冷锻容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。只要控制好温度和润滑冷却，700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。热锻时，由于变形能和变形阻力都很小，可以锻造形状复杂的大锻件。要得到高尺寸精度的锻件，可在900-1000℃温度域内用热锻加工。另外，要注意改善热锻的工作环境。锻模寿命（热锻2-5千个，温锻1-2万个，冷锻2-5万个）与其它温度域的锻造相比是较短的，但它的自由度大，成本低。坯料在冷锻时要产生变形和加工硬化，使锻模承受高的荷载，因此，需要使用高强度的锻模和采用防止磨损和粘结的硬质润滑膜处理方法。另外，为防止坯料裂纹，需要时进行中间退火以保证需要的变形能力。为保持良好的润滑状态，可对坯料进行磷化处理。在用棒料和盘条进行连续加工时，目前对断面还不能作润滑处理，正在研究使用磷化润滑方法的可能。 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品。例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。锻造设备的模具运动与自由度是不一致的，根据下死点变形限制特点，锻造设备可分为下述四种形式：·限制锻造力形式：油压直接驱动滑块的油压机。·准冲程限制方式：油压驱动曲柄连杆机构的油压机。·冲程限制方式：曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。·能量限制方式：利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。 为了获得高的精度应注意防止下死点处过载，控制速度和模具位置。因为这些都会对锻件公差、形状精度和锻模寿命有影响。另外，为了保持精度，还应注意调整滑块导轨间隙、保证刚度，调整下死点和利用补助传动装置等措施。此外，根据滑块运动方式还有滑块垂直和水平运动（用于细长件的锻造、润滑冷却和高速生产的零件锻造）方式之分，利用补偿装置可以增加其它方向的运动。上述方式不同，所需的锻造力、工序、材料的利用率、产量、尺寸公差和润滑冷却方式都不一样，这些因素也是影响自动化水平的因素。锻件与铸件相比有什么特点金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。一般说来，铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻
铸造工培训计划 一、培训目标 1、总体目标 培养具备以下条件的人员：具有创新精神和较强实践能力，掌握必要的文化基础知识和专业知识，掌握现代金属材料铸造等专业知识，有较强的实际操作能力，能适应社会主义市场经济的生产、建设、服务、管理等一线需要的技术应用性专门人才。 学员应掌握较宽的基本理论知识和较扎实的基本技能。具有分析、解决铸造生产技术问题的能力。具有应用现代铸造技术的能力和自学能力。 2、理论知识培训目标 依据《铸造工国家职业标准》中对铸造工的理论知识要求，通过培训，使培训对象掌握本专业培养目标所必需的技术基础知识，机械制图基本知识，公差与配合、常用金属材料与热处理知识；掌握铸造工艺与工装设计及铸件质量检测方面的专业知识；了解铸造新技术的发展现状及基本原理。 3、操作技能培训目标 依据《铸造工国家职业标准》中对铸造工的操作技能要求，通过培训，使培训对象具备铸造工艺的编制与实施的基本能力；具有铸造工装的设计与制造的基本能力；具有材料检验及管理的基本能力；具备运用所学知识，分析、解决铸造车间现场技术问题的能力；具备良好的文字表达能力和用普通话进行社交的能力。 二、教学要求 2.1理论知识要求 2.1.1职业道德、职业守则、安全文明生产与环境保护知识 2.1.2专业基础知识 2.1.3加工准备知识
2.2操作技能要求 2.2.1 加工准备 2.2.2钳工、车工、铣工、磨工、焊接的基本过程、工艺范围及其应用2.2.3了解各工种的操作方法 2.2.4 铸造工装的设计与制造 三、教学计划安排 总课时数：400课时。 理论知识授课：110课时。 理论知识复习：25课时。 操作技能授课：50课时。 操作技能练习：190课时。 机动课时：25课时。
铸造基础知识 默认分类2009-04-26 15:35:33阅读393评论0字号：大中小 铸造是金属由液态浇铸到模具中通过凝固、收缩成一定形状的机械制造工艺方法。主要分为砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造（重力铸造）、压力铸造、低压铸造、石膏型铸造、消失模铸造等。目前我们公司K14B发动机主要用到压力铸造、低压铸造。我们就这两种铸造讲述一下它们的基本原理。 首先介绍一下压力铸造： 压力铸造（简称压铸）的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 1、压铸特点 高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几千至几万kPa，甚至高达2×105kPa。充填速度约在10~50m／s，有些时候甚至可达100m／s以上。充填时间很短，一般在0.01~0.2s 范围内。与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点： 1.产品质量好 铸件尺寸精度高，一般相当于6~7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于5~8级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高25~30％，但延伸率降低约70％；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸出孔径为 0.7mm；最小螺距为0.75mm。 2.生产效率高 机器生产率高，例如国产JⅢ3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600～700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸3000~7000次；压铸型寿命长，一付压铸型，压铸锌合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。 3.经济效果优良 由于压铸件尺寸精确，表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便易；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。 压铸虽然有许多优点，但也有一些缺点，尚待解决。如： 1). 压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔， 不能进行热处理；