第二节常用的铸造方法
(五)离心铸造
离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1．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、卧式二种。立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图
图 2-2-9 离心铸造
2．离心铸造的特点和应用
与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：
（1）优点
1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。
2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。
3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材
料。
5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。
（2）应用
离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
（六）熔模铸造
熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。熔模铸造是精密铸造方法之一。
1．熔模铸造的工艺过程
熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。
（1）用钢或铜合金等加工制成用来制造压型的母模。
（2）制造压型压型是制造熔模的模具。压模尺寸精度和表面质量要求高，它决定了熔模和铸件的质量。批量大、精度高的铸件所用压型常用钢或铝合金加工制成，小批量生产可用易熔合金浇注而成。
（3）制造模样。模样的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用的为50%石蜡加50%硬脂酸。将其加热只熔融（糊状）状态后压入压型，凝固后取出得到蜡模组。当铸件较小时，常将单个蜡模粘焊在预制好的蜡质浇注系统上制成蜡模组。
动画2-2-7 熔模铸造工艺过程
（4）制造型壳。将蜡模组浸入涂料（石英粉加水玻璃粘结剂）中，取出后在其表面撒上一层石英砂，再放入硬化剂（氯化铵熔液）中进行化学硬化。如此反复涂挂4~9层，得到厚度约5~10mm的坚硬型壳。然后将结壳后的蜡模组放入90~95℃的热水中，使蜡模熔化并从浇口流出得到中空的型壳。
（5）造型和培烧为加固型壳，防止型壳浇注时变形或破裂，可将其竖放在铁箱中，周围用干砂填紧，此过程称为造型。对于强度高的型壳可不必填砂。为进一步排除型壳内的水分、残留蜡料及其他杂质，提高其强度，还需将装好型壳的铁箱送入加热炉内在900~950℃培烧。
（6）浇注为提高金属液的充型能力，应在型壳培烧出炉后趁热（600~700℃）进行浇注。冷却凝固后清除型壳，便得到一组带有浇注系统的铸件。
2．熔模铸造的特点和应用
由于熔模铸造采用可熔化的一次模，无需起模，故型壳为一整体而无分型面，而且型壳是由耐火度高的材料制成，因此熔模铸造具有下列优点：。
（1）可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件。其最小铸出孔的直径为0.5mm，最小壁厚为0.3mm。
（2）铸件精度高，表面质量好。铸件尺寸公差等级可达：钢铁材料CT7~CT5，铜合金等CT6~CT4；R值为12.5~1.6μm；加工余量为0.2~0.7mm。实现了少、无切屑加工，节省了金属材料和加工工时。
（3）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，如耐热合金，磁钢、不锈钢等。
（4）生产批量不受限制，可实现机械化流水生产。
但是熔模铸造工序繁多，工艺过程复杂，生产周期较长（4~15天），铸件不能太长、太大（受蜡模易变形及型壳强度不高的限制），质量多为几十克到几公斤，一般不超过25kg。铸件成本比砂型铸件高。
熔模铸造主要用于生产汽轮机、水轮机上小型的叶片和叶轮、切削刀具及汽车、拖拉机、船舶、机床和风动工具上的小型零件等，目前，其应用范围还在不断扩大。
（七）连续铸造
连续铸造是指将金属液连续地浇入水冷金属型（结晶器）中，连续凝固成形的方法。水冷金属型的结构决定铸件断面形状。
1．连续铸造的工艺过程
铸铁管连续铸造的工艺过程如动画2-2-8所示：水冷金属型主要由内、外结晶器组成，内、外型之间的间隙为铸件的壁厚。浇注前，升降盘上升封住水冷金属型底部。浇注时，金属液经带有小孔的环形旋转浇杯均匀地进入水冷金属型空腔，当下部铸铁已凝固一定高度时，升降盘下降，不断将凝固的部分拉出，而铁液按相应的浇注速度不断浇入，直到结束。
动画2-2-8 连续铸造示意
2．连续铸造的特点及应用
与其他铸造方法相比，连续铸造的优点是：
（1）由于铸件冷却速度快，故组织致密，力学性能好。
（2）不用浇注系统，中空铸件不用型芯，降低了金属的消耗，简化了造型工序，降低了劳动强度，减少了生产占地面积。
（3）设备比较简单，生产过程易于实现机械化、自动化。
（4）连续铸造几乎适合于各种合金，如钢、铸铁、铝合金、铜合金、镁合金等。
但连续铸造不适于截面有变化，壁厚不均匀的铸件的生产，而且铸管的质量较离心铸造差。
连续铸造主要用于大批量生产具有等截面的铸锭、铸管、板坯、棒坯等长铸件，如紫铜锭、铜合金锭、铝合金锭、上下水管道、煤气管道、板材、线材等。其中铸锭直径可由几十毫米至500毫米，铸管直径为100~1300mm；长度为5~10 m。
三、常用铸造方法比较
在常用的铸造方法中，砂型铸造工艺适应性最强，设备费用和铸件成本较低，应用最广泛，目前世界上铸件总产量中砂型铸件约占80%~90%。但在特定的场合下，如薄壁件、精密件铸造或大批量生产时，特种铸造往往显示出独特的优越性。常用铸造方法的特点和适用范围见表2-5。
表2-5 常用铸造方法的特点和适用范围
四、铸造技术的发展趋势
随着科学技术的迅速发展，尤其是计算机的广泛应用，铸造行业正由劳动密集型向高科技型转化，由机械化、自动化向智能化方向发展，传统工艺和材料正逐步被新工艺、新材料取代。
（一）计算机的应用
1．计算机辅助工艺设计（CAPP）在发达国家已得到普遍应用，如充型过程流动场、温度场、应力场、凝固组织等的模拟，铸件浇注位置、浇注系统、冒口等的优化设计，以及浇注温度、浇注时间、铸型温度等参数的计算和优化等均已应用了计算机技术。
2．铸造过程的自动控制与检测近年来，铸造过程的控制与检测已形成了从单机到系统、从刚性到柔性、从简单到复杂等不同层次的自动化加工技术。通过集成电路取代分立元件，以可编程序控制取代继电器，已可实现铸造设备乃至整条生产线的自动控制。
对各种工艺参数进行实时监控或自适应控制，已应用于型砂性能及砂处理过程、炉料配比及熔炼质量、铸型性能及造型线工作状况等的监控中。有效地提高了铸件质量和生产效率。
压铸、机器造型等柔性单元（FMC）已得到开发和应用，可在规定范围内按预先确定的工艺方案不停机快速更换模具或模板，实现多品种不同批量的生产。动作功能类似人的手臂的各类操作机以及能自动控制、可重复编程、多功能的工业机器人正得到进一步开发和扩大应用。计算机集成制造系统（CIMS）也正在开发中。
（二）先进制造技术的应用
1．精密铸造技术随着工业生产对毛坯精度的要求不断提高，高效、高紧实度及精密铸造技术进一步得到改进和扩大应用，如高压造型、气冲造型、自硬砂造型等高紧实度砂型铸造以及压铸、熔模铸造、实型铸造等特种铸造技术。压铸和实型铸造发展迅速，压铸机正趋于大型化，轿车车门已能整体铸出。实型铸造在生产近无余量、形状复杂的铸件以及绿色生产方面的优越性已逐步显现。
2．快速成形技术即
采用激光固化、激光烧
结或熔化沉积等多种方
式，将树脂、塑料、蜡
或金属等材料快速叠加
获得制品的成形技术。
图2-2-43所示为采用激
光束扫描光敏树脂使其
逐层固化快速成形的工
作原理。该技术在铸造
生产中已用于生产蜡
图2-2-43 激光快速成形
模、铸型、型壳、型芯
等。
（三）金属熔炼
大型冲天炉正向着热风，水冷、大吨位、连续熔炼的方向发展。小型冲天炉正向着进一步提高铁液质量的方向发展，主要是强化预热送风，加氧送风和脱湿送风等措施。大批量生产和重要铸件生产中，采用冲天炉-电炉双联熔炼日益增多，此外，感应电炉正逐步取代冲天炉，电炉熔炼将趋于熔炼与保温单一电源多炉体，以降低能耗。材料的净化与强化技术将得到进一步发展，如真空熔炼和浇注、炉外精炼、强化孕育、定向结晶和快速凝固等。
（四）造型材料
目前国内外中、小型铸件广泛采用粘土砂湿铸造，由于其工艺成熟、成本低廉、工艺适应性强、生产能力高，在今后相当长时间内仍将是主要的造型方法。干砂型国外早已淘汰，而代之以自硬砂。
树脂砂成型性好，工艺简便、旧砂回用率高，且铸件表面质量较好，已经广泛用于制芯，并被公认为今后发展的方向。但因树脂含甲醛、酚等有害物质，污染环境，现在正研制比强度高的树脂，以降低其用量。
适合铸钢件生产的水玻璃砂作为少、无污染的绿色铸造工艺有很好的发展前景，其溃散性差、旧砂回用率低的难题已有突破，应用面正逐步扩大。废弃旧砂全国每年有上千万吨，故采用优质原砂及提高旧砂回用率仍是降低成本、实现绿色铸造的重要课题。
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铸造的方法 Revised as of 23 November 2020
铸造的方法 1. 铸造技术的方法选择 铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。 铸造是常用的制造方法，优点是：制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80%，汽车占25%拖拉机占50～60%。铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。 铸造主要工艺过程包括：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。铸造用的主要材料是铸钢、铸铁、铸造有色合金(铜、铝、锌、铅等)等。铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如：金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造......等。而砂型铸造又可以分为粘土砂型、有机粘结剂砂型、树脂自硬砂型、消失模等等,如下图： 铸造方法选择的原则： 1．优先采用砂型铸造 据统计，我国或是国际上，在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。 一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。 当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差，所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它铸造方法，例如熔模（失腊）铸造、压铸、低压铸造等等。 2．铸造方法应和生产批量相适应例如砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高，工人劳动强度大，噪声
《铸造工艺学》课后习题答案 湖南大学 1、什么是铸造工艺设计？ 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？ 在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务 设计依据的内容 一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。 3.铸造工艺设计的内容是什么？ 铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。 4.选择造型方法时应考虑哪些原则？ 1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考 虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起 夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜 选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型 2、造型造芯方法应和生产批量相适应 3、造型方法应适用工厂条件 4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本 5-浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？ 确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。 应遵循的原则为：1、铸件的重要部分应尽量置于下部2、重要加工面应朝下或呈直立状态3、使铸件的大平面朝下，避免夹砂伤疤类缺陷4、应保证铸件能充满5、应有利于铸件的补缩6、避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验7、应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致 5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？ 分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，检查型腔尺寸。5、不使砂箱过高6、受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机
铸造练习题 一、判断题(本大题共91小题，总计91分) 1.(1分)浇注温度过低，则金属液流动性差，铸件易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷。（） 2.(1分)金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的钢铁铸件。（） 3.(1分)机床中的床身、床腿、尾座、主轴箱体、手轮等是用铸造方法生产的。（） 4.(1分)熔模铸造与金属型铸造相比较，前者得到的铸件晶粒细。（） 5.(1分)离心铸造的主要优点是不需型芯和浇注系统，它主要适合于生产圆筒形内腔的铸件。（） 6.(1分)修补铸件的常用方法有补焊法、渗补法、熔补法和金属喷涂法等。（） 7.(1分)模样用来形成铸型型腔，铸型用于形成铸件的外形等。芯盒用来制造砂芯（型芯），型芯用于形成铸件的内孔、内腔或局部外形。（） 8.(1分)浇注温度过高，则金属液吸气多，体收缩大，铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷。（） 9.(1分)对于承受动载荷，要求具有较高力学性能的重要零件，一般采用铸件作毛坯。（） 10.(1分)确定浇注位置时宽大平面应朝下，薄壁面朝上，厚壁朝下。（） 11.(1分)造型材料应具有高的耐火度，即型砂承受高温作用而不软化、不熔融的能力。若型砂耐火度差，易使铸件产生粘砂缺陷。（） 12.(1分)造型材料应具有高的硬度、耐火度，还应有良好的透气性、流动性、退让性等。（） 13.(1分)当铸件的最大截面不在端部，模样又不便分开，造型时常采用分模造型。（） 14.(1分)尺寸较大的铸件或体收缩较大的金属应设冒口，冒口可设在铸件的上部、中部或下部。（） 15.(1分)在不增加壁厚的条件下，选择合理的截面形状和设置加强筋可提高铸件承载能力。（） 16.(1分)铸件中的气孔能增加毛坯材料的透气性。（） 17.(1分)砂型铸造手工造型的适用范围是中小批量和单件生产。（） 18.(1分)最大截面在中部的铸件，一般采用分块模三箱造型。（） 19.(1分)假箱造型时，假箱起底板作用，只用于造型，不参予合型浇注。（） 20.(1分)型砂中的附加物包含有木屑，其作用是改善型砂的透气性。（） 21.(1分)铸铁的浇注温度为液相线以上100℃，一般为1250～1470℃。（） 22.(1分)确定分型面时尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中。（） 23.(1分)在常用的铸造合金中，以铸钢流动性最好，灰铸铁流动性最差。（） 24.(1分)在常用铸造合金中，灰铸铁的流动性最好，铸钢次之，铝合金最差。（） 25.(1分)型砂主要由原砂、粘结剂、附加物、水和矿物油混制而成。（） 26.(1分)为了便于造型和防止铸件尖角处产生应力和裂纹，模样和芯盒的所有转角处都应做成圆角。（） 27.(1分)砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、熔模铸造相比较，大批生产时，金属型铸造的生产率最高。（） 28.(1分)铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减称为收缩。（） 29.(1分)加工余量是铸件加工面上，在铸造工艺设计时，预先增加的，在机械加工时需切除的金属层厚度。（） 30.(1分)大批量生产铸件与小批量生产铸件相比，前者机械加工余量应小一些。（） 31.(1分)离心铸造机按旋转轴的方位不同，可分为立式、卧式和倾斜式三种类型。（） 32.(1分)压力铸造是指熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法，简称为压铸。（） 33.(1分)铸型中，型腔用以获得铸件的外形，型芯用来形成铸件内部孔腔。（） 34.(1分)直浇道的作用是其高度使金属液产生静压力，以便迅速充满型腔。（） 35.(1分)浇注速度过快会导致砂层翘起脱落，产生夹砂结疤等缺陷。（） 36.(1分)砂型铸造工艺设计的主要内容是绘制铸造工艺图和铸件图。（）
制造工艺详解——铸造 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。 一、铸造的定义和分类 铸造的定义：是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 常见的铸造方法有砂型铸造和精密铸造，详细的分类方法如下表所示。 砂型铸造：砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 精密铸造：精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加工或很少加工就直接使用，是一种近净形成形的先进工艺。
铸造方法分类 二、常用的铸造方法及其优缺点 1. 普通砂型铸造 制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂，硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。 砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件，如灰铸铁，球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画，模具，制芯，造型，熔化及浇注，清洁等。 工艺参数的选择 加工余量：所谓加工余量，就是铸件上需要切削加工的表面，应预先留出一定的加工余量，其大小取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。 起模斜度：为了使模样便于从铸型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。 铸造圆角：为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼，在设计铸件时，铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。 型芯头：为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，模样和型芯都要设计
什么是铸造工艺设计？ 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？ 在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务 设计依据的内容一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。 二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。 3.铸造工艺设计的内容是什么？ 铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。 4.选择造型方法时应考虑哪些原则？ 1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考 虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起 夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜 选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型 2、造型造芯方法应和生产批量相适应 3、造型方法应适用工厂条件 4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本 5-浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？ 确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。 应遵循的原则为：1、铸件的重要部分应尽量置于下部2、重要加工面应朝下或呈直立状态3、使铸件的大平面朝下，避免夹砂伤疤类缺陷4、应保证铸件能充满5、应有利于铸件的补缩6、避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验7、应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致 5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？ 分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，检查型腔尺寸。5、不使砂箱过高6、受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机械加工量。 6、什么叫浇铸位置 浇铸位置是指：浇铸时铸件在型腔内所处的状态和位置 7、芯头长些好，还是短些好？间隙留大些好？还是不留好？举例说明
第二节常用的铸造方法 (五)离心铸造 离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。 1．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、卧式二种。立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。 图2-2-41 离心铸造示意图 图 2-2-9 离心铸造 2．离心铸造的特点和应用 与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是： （1）优点 1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。 2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。 3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。 4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。 5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。既合适于铸造中空件，又可以铸造
成形铸件。中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。 但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。 （2）应用 离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。 （六）熔模铸造 熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。熔模铸造是精密铸造方法之一。 1．熔模铸造的工艺过程 熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。 （1）用钢或铜合金等加工制成用来制造压型的母模。 （2）制造压型压型是制造熔模的模具。压模尺寸精度和表面质量要求高，它决定了熔模和铸件的质量。批量大、精度高的铸件所用压型常用钢或铝合金加工制成，小批量生产可用易熔合金浇注而成。 （3）制造模样。模样的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用的为50%石蜡加50%硬脂酸。将其加热只熔融（糊状）状态后压入压型，凝固后取出得到蜡模组。当铸件较小时，常将单个蜡模粘焊在预制好的蜡质浇注系统上制成蜡模组。 动画2-2-7 熔模铸造工艺过程 （4）制造型壳。将蜡模组浸入涂料（石英粉加水玻璃粘结剂）中，取出后在其表面撒上一层石英砂，再放入硬化剂（氯化铵熔液）中进行化学硬化。如此反复涂挂4~9层，得到厚度约5~10mm 的坚硬型壳。然后将结壳后的蜡模组放入90~95℃的热水中，使蜡模熔化并从浇口流出得到中空的型壳。 （5）造型和培烧为加固型壳，防止型壳浇注时变形或破裂，可将其竖放在铁箱中，周围用干砂填紧，此过程称为造型。对于强度高的型壳可不必填砂。为进一步排除型壳内的水分、残留蜡料及其他杂质，提高其强度，还需将装好型壳的铁箱送入加热炉内在900~950℃培烧。 （6）浇注为提高金属液的充型能力，应在型壳培烧出炉后趁热（600~700℃）进行浇注。冷却凝固后清除型壳，便得到一组带有浇注系统的铸件。 2．熔模铸造的特点和应用 由于熔模铸造采用可熔化的一次模，无需起模，故型壳为一整体而无分型面，而且型壳是由耐火度高的材料制成，因此熔模铸造具有下列优点：。 （1）可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件。其最小铸出孔的直径为0.5mm，最小壁厚为0.3mm。 （2）铸件精度高，表面质量好。铸件尺寸公差等级可达：钢铁材料CT7~CT5，铜合金等
第一章铸造工艺方案确定 1．夹具的生产条件，结构，技术要求 ●产品生产性质——大批量生产 ●零件材质——35Cr ●夹具的零件图如图2.2所示，夹具的外形轮廓尺寸为285mm*120mm*140mm，主要壁厚40mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。零件图如下图所示： 2．夹具结构的铸造工艺性 零件结构的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，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面： 1.铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。 2.铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应
力集中导致裂纹缺陷。 3.铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。 4.壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。 5.利于补缩和实现顺序凝固。 6.防止铸件翘曲变形。 7.避免浇注位置上有水平的大平面结构。 3．造型，造芯方法的选择 支座的轮廓尺寸为285mm*140mm*120mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要大批量生产。采用湿型粘土砂造型灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等，还可延长砂箱使用寿命。因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模是合理的。 在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。选择使用射芯工艺生产砂芯。 4．浇注位置的确定 铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的环节，关系到铸件的内在质量，铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易程度。 确定浇注位置应注意以下原则： 1.铸件的重要部分应尽量置于下部 2.重要加工面应朝下或直立状态 3.使铸件的答平面朝下，避免夹砂结疤内缺陷 4.应保证铸件能充满 5.应有利于铸件的补缩 6.避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验 初步对支座对浇注位置的确定有：方案一如图4.1，方案二图4.2，方案三图4.3，方案四图4.4
一.绪论 1，材料成形工艺（有时也称材料成形技术），是将材料制造成所需形状及尺寸的毛坯或成品的所有加工方法或手段的总称。 2 成形方法的选择原则 1）适用性原则满足使用要求；适应成形加工性能。2）经济性原则获得最大的经济效益。3）与环境相宜原则环境保护问题，对环境友好。 3成形方法选择的主要依据 （1）产品功能及其结构、形状尺寸和使用要求等；2）产量；3）生产条件 铸造 1概念：铸造是将液态金属在重力或外力作用下充填到铸型腔中使之冷却、凝固，从而获得所需形状及尺寸的毛坯或零件的方法，所铸出的产品称为铸件。 金属液态成形金属液态成型近净形化生产 2 分类通常从铸型材料、充型和凝固等方面对铸造进行分类。 1）按铸型材料、充型和凝固条件铸造方法分为砂型铸造（用砂型作铸型在重力下充型和凝固的铸造方法）和特种铸造（在铸型材料、充型和凝固等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法的统称） 2）按液态合金充型和凝固条件铸造方法分为重力铸造（如砂型铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造、金属型铸造）和非重力铸造（如压力铸造、低压铸造、挤压铸造和离心铸造）。 3）按铸型材料铸造方法分为一次型铸造（如砂型铸造、壳型铸造和熔模铸造，铸型材料为非金属材料）和永久型铸造（如金属型铸造、压力铸造和低压铸造，铸型材料为金属材料）。 4特点 1）优点 （1）适用范围广合金种类、铸件的形状和大小及质量几乎不受限制； （2）铸件具有一定的尺寸精度通常比普通锻件高，熔模铸件可达到无加工余量；（3）成本较低原材料来源广，价格低廉；铸件与零件形状和尺寸相近，节省材料。2）缺点 （1）铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和气孔等缺陷； （2）铸件力学性能较低，尤其是冲击韧性较低； （3）生产工序多，铸件质量难以精确控制。
现代模具铸造中几种造型方法介绍 ◆ 湿砂造型法 Mount公司认为：适用于大部分金属材质、大批量生产的造型法中，粘土湿砂造型是最经济的造型法。铸造工厂装备有最新技术的控制装置，就应逐步做到，用湿型砂控制技术可以反复得到最佳的性能。这些控制装置包括，筛分分离金属、回用砂的冷却、回用砂混练时准确释量添加剂等等。 Vulcan 公司认为，现在的粘土湿砂造型机具有优良的性能，能以二年前从未达到过的速度，制造要求严格、允许差别很小时湿砂型。再加上准确控制效率高的供砂装置，使粘土湿砂型在铁基合金和非铁合金的造型中保持最重要的地位。 Macler Assoc认为，在湿砂造型中，垂直分型与水平分型两种加以比较，对于大批量生产中、小型，灰铁件或球铁件的铸造工厂，重直分型造型都占优势，因其设备费用比较便宜、可以高速造型、所需人员少、紧实度的偏差小等优点。但采用垂直分型工艺，在浇口方案与昌口与形态上，以及在用复杂的芯子、过滤片、冷铁、套管、舂入芯等方面都受到限制。此外，用流动性好的合金铸造时，由于金属静压比较高，容易引起金属渗透粘砂。 在制造有色合金铸件方面，已设计了适合这类合金铸件的大批量生产各种特性垂直分型造型法，现正在推广。但是，具有要求的机械特性的铸件，在用这种造型法达到相当高度的大批量生产之前，作为大批量铝合金铸件的生产方式，金属型铸造法依然占有优势。 Macler Assoc认为，水平分型湿砂型铸造法，对于中、小批量铸造工厂，还是有利的造型法之一，无论是上型、下型方式，或双面模板方式，对复杂铸件的生产都有适应性。可在一个循环期内更换模样，短时间运行、长时间运行都可以有效的进行生产。但手工操作需要机械化，为了保证生产表面优良、尺寸精度高的铸件，还需对整套设备进行改造。温砂造型法的选择，需要考虑以下各点： ◆ 要有能造型出硬度均一的高质量铸型的造型设备。 ◆ 可以迅速更换模板。 ◆ 下芯、铸型的装卸机械化。 Macler Assoc谈到，为使造型度均一，采用了多种技术。有几种自动双面模板机采用了射砂和压实法，此时，为了取得均一的铸型密度，射砂和压实法，此时，为了取得均一的铸型密度，射砂的方向要是与板垂直的方向。还有一种上型、下型造型机，为使铸型密度均一，还采了微振击和压实。另外，为向模样填砂时有强的冲击力，也有用高压缩气体的。 但是，为得到均一的铸型硬度，采用了多种方法，对各种造型方式来讲一种方法是解决不了的。在造型机的选择上，要对现在使用的铸造厂进行调查，并用自己的模样试验，以观察其结果。
铸造生产技术发展趋势 以及对我国铸造行业技术改造的建议 一、概述 铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺，在国民经济中占有重要的位置。 我国铸造业的现状是产量大，年产铸件约1,200万吨，厂点多，达2万多个，铸造业的从业人员在120万人以上。我国铸造行业的一大特色是改革开放以来乡镇企业迅猛发展，成为我国铸造行业的一支重要力量。乡镇铸造厂点数已超过国有铸造厂点，乡镇铸造厂点的铸件产量约占全国铸件总产量的一半。 当前世界上工业发达国家铸造技术的发展归纳起来大致有四个目标，即：①保护环境，减少以至消除污染；②提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；③降低生产成本；④缩短交货期。 我国铸造行业除厂点多,从业人员多,产量大以外,与发达国家相比,在质量、效率、能源与材料消耗、劳动条件与环境保护等方面都存在差距。造成这些差距的原因是铸造厂点规模小，经济实力差，工艺和设备落后，管理水平低，从业人员素质不高。 为了消除这些差距，为了满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业
自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场；加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。 1 效益是企业发展的基础 发展的基础是效益，发展又是为了实现更高的效益。中国应该有一个高效益的铸造业。没有效益的企业连生存也是困难的，更谈不上发展。为了提高效益，应从以下几方面着手： ①减员增效与节能降耗。 ②实现专业化生产。 ③采用新技术，实现科学管理。 2 质量是企业的生命 质量和效益有时看似矛盾，但两者是统一的。产品质量低劣的企业终究是不能立足的，更谈不上效益,也不可能持续发展。提高产品质量需从以下几方面着手： ①合理选购原辅材料，正确制订及严格执行有关的工艺规程。 ②采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 a.加强计算机技术在铸造生产中应用的研究。 b.在砂型铸造中采用高硬度及高均匀度的铸型,发展与推广相应的工艺与设备。 c.发展近净形及净形铸造成形新工艺。 d.发展液态金属处理及净化的新工艺新技术，优化材料性能。 e.发展机械化自动化，以保证铸件质量的稳定性、均一性，改善劳动条件。 f.加强铸造环保设备的研究和应用。 ③具有一支稳定的高素质的从业人员队伍。
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
常见铸造缺陷产生的原因及防止方法 铸件缺陷种类繁多，产生缺陷的原因也十分复杂。它不仅与铸型工艺有关，而且还与铸造合金的性制、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列因素有关。因此，分析铸件缺陷产生的原因时，要从具体情况出发，根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素，进行综合分析，然后采取相应的技术措施，防止和消除缺陷。 一、浇不到 1、特征 铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道最远部位或铸件上部。残缺的边角圆滑光亮不粘砂。 2、产生原因 （1）浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注； （2）横浇道、内浇道截面积小； （3）铁水成分中碳、硅含量过低； （4）型砂中水分、煤粉含量过多，发气量大，或含泥量太高，透气性不良；] （5）上砂型高度不够，铁水压力不足。 3、防止方法 （1）提高浇注温度、加快浇注速度，防止断续浇注； （2）加大横浇道和内浇道的截面积； （3）调整炉后配料，适当提高碳、硅含量； （4）铸型中加强排气，减少型砂中的煤粉，有机物加入量； （5）增加上砂箱高度。 二、未浇满 1、特征
铸件上部残缺，直浇道中铁水的水平面与铸件的铁水水平面相平，边部略呈圆形。 2、产生原因 （1）浇包中铁水量不够； （2）浇道狭小，浇注速度又过快，当铁水从浇口杯外溢时，操作者误认为铸型已经充满，停浇过早。 3、防止方法 （1）正确估计浇包中的铁水量； （2）对浇道狭小的铸型，适当放慢浇注速度，保证铸型充满。 三、损伤 1、特征 铸件损伤断缺。 2、产生原因 （1）铸件落砂过于剧烈，或在搬运过程中铸件受到冲撞而损坏； （2）滚筒清理时，铸件装料不当，铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断； （3）冒口、冒口颈截面尺寸过大；冒口颈没有做出敲断面（凹槽）。或敲除浇冒口的方法不正确，使铸件本体损伤缺肉。 3、防止方法 （1）铸件在落砂清理和搬运时，注意避免各种形式的过度冲撞、振击，避免不合理的丢放； （2）滚筒清理时严格按工艺规程和要求进行操作； （3）修改冒口和冒口颈尺寸，做出冒口颈敲断面，正确掌握打浇冒口的方向。 四、粘砂和表面粗糙 1、特征 粘砂是一种铸件表面缺陷，表现为铸件表面粘附着难以清除的砂粒；如铸件经清除砂粒后出现凹凸不平的不光滑表面，称表面粗糙。 2、产生原因 （1）砂粒太粗、砂型紧实度不够；
铸造工艺学复习题答案（吴士平部分） 以这个为准吧其他的作参考 （比较重要）浇注系统的分类 一、浇注系统按浇道设臵在铸件的不同高度处分类 1.顶注式浇注系统——浇道设臵在铸件的最高处； 2.中间注入式浇注系统——浇道设臵在铸件侧面，从铸件中间高度引入； 3.底注式浇注系统——浇道设臵在铸件最低处侧面或底部； ４.阶梯式浇注系统——浇道设臵在铸件一侧不同高度多层式引入； 二、按浇注系统各基本组元截面积的比例分类 1.封闭式浇注系统——这种浇注系统各组元中总截面积最小时浇道，也就是说浇道成了该系统中的阻流截面。统常写成F直＞F横＞F 2.开放式浇注系统——一般说来，这种浇注系统就是F直＜F横＜F，即是系统中的阻流截面在直浇道下端或者在它附近的横浇道上，以期直浇道充满。 5 横浇道作用、形状特点 作用：(将金属液引入到浇道，阻挡熔渣、气体、砂粒进入型腔) 1使金属液以均匀而足够的量平稳的流入浇口
2其结构开放式有利于渣及非金属夹杂物上浮并滞留在 其顶部，而不随流进入型腔，故又称为撇渣道。 因此希望金属液流流动平稳有利于撇渣形状特点： ①浇道要有延长段 ②要有足够长度、足够高度 ③在浇道入口处存在“吸动作用区” 6（关键）浇注系统充满的条件是什么？为什么要充 满浇注系统？实际金属即使不满足浇注条件依然充满 如何解释？ 砂型浇注系统的充满条件表示为金属流的压力P高于 型壁的气流压力Pa。为什么要充满浇注系统？？？？ 若把液态金属视为理想流体，此时只有S直>S横>S 才能满足充满条件，这就是传统的浇注系统充满理论。而实际液态金属是有粘度的，不能作为理想流体去研究，实际流体的流动阻力影响是不容忽视的。因此，即使不满足浇注条件依然充满。 7（会）浇注系统开设的原则中，有时“从铸件的薄壁处引入”，“从铸件的厚壁处引入”，二者是否矛盾？ 1)从铸件的薄壁处引入 这种方法适用于薄壁而轮廓尺寸又大的铸件。（因为可以实现同时凝固，应力小，适合收缩不大的灰铁铸件） 2)从铸件的厚壁处引入
铸造方法的类别 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，速度快。 造型造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。 铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。 另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可
离心铸造 一、概述 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 固形成的一种铸造方法。 为实现上述工艺过程，必须采用离心铸造机创造使铸旋转的条件。根据铸型旋转轴在空间位置的不同，常用的有立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。 立式离心铸造机上的铸型是绕垂直轴旋转的（图1），它主要用来生产高度小于直径的圆环类铸件，有时也可用此种离心铸造机浇注异形铸件。 卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转的（图2），它主要用来生产长度大于直径的套 类和管类铸件。 图1 立式离心铸造示意图 图1 立式离心铸造示意图 1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机 图2 卧式离心铸造示意图 1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液体金属 5-端差 6-铸件 由于离心铸造时，液体金属是在旋转情况下充填铸型并进行凝固的，因而离心铸造便具有下 述的一些特点：
1）液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，这样便可不用型芯就能铸出中空的 铸件，大大简化了套筒，管类铸件的生产过程； 2）由于旋转时液体金属所产生的离心力作用，离心铸造工艺可提高金属充镇铸型的能力，因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产； 3）由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出，因此离心铸件的组织较致密，缩孔（缩松）、气孔、夹杂等缺陷较少； 4）消除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗； 5）铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。 离心铸造的第一个专利是在1809年由英国人爱尔恰尔特（Erchardt）提出的，直到二十世纪初期这一方法在生产方面才逐步地被采用。我国在三十年代也开始利用离心管、筒类铸件如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等方面，离心铸造几乎是一种主要的方法；此外在耐热钢辊道、一些特殊钢无缝纲管的毛坯，造纸机干燥滚筒等生产方面，离心铸造法也用得很有成效。目前已制出高度机械化、自动化的离心铸造机，已建起大量生产的机械化离心铸管车间。 几乎一切铸造合金都可用于离心铸造法生产，离心铸件的最小内径可达8毫米，最大直径可达3m，铸件的最大长度可达8m，离心铸件的重量范围为几牛至几万牛（零点几公斤至十多 吨）。 二、离心铸造工艺 1）离心铸型转速的选择 选择离心铸型的转速时，主要应考虑两个问题：（1）离心铸型的转速起码应保证液体金属在进入铸型后立刻能形成圆筒彩，绕轴线旋转；（2）充分利用离心力的作用，保证得到良好的铸件内部质量，避免铸件内产生缩孔、缩松、夹杂和气孔。 采用砂型离心铸造时，也要注意忽使液体金属对型壁具有太大的离心压力而引起铸件粘 砂胀砂等的缺陷。 2）离心铸造用铸型 离心铸造时使用的铸型有两大类，即金属型和非金属型。非金属型可为砂型、壳型、熔模壳型等。由于金属型在大量生产、成批生产时具有一系列的优点，所以在离心铸造时广泛地采 用金属型。 卧式悬臂离心铸造机上的金属型按其主体的结构特点可分为单层金属型和双层金属型两种。在单层金属型中，型壁由一层组成，单层金属型结构简单，操作方便，但它损坏后需要制作新的铸型才能开始生产，在此铸型中只能浇注单一外径尺寸的铸件。而在双层金属型中，型壁由两层组成，铸件在内型表面成形。双层金属型结构虽复杂性，但只要改变内型的工作表面尺寸就可浇注多种外径尺寸的离心铸件。长期工作后，只需更换结构较简单的内型就可把旧铸型当作新 的铸型使用。