铸造工艺学重点

第一章铸造工艺设计概论一：设计依据：1.生产任务（a铸造的零件图样b零件的技术要求c产品的数量及生产期限）2生产条件（a设备的能力b车间原材料的应用情况和供应情况c工人的生产经验和技术水平d模具等工艺制备制造车间的加工和生产经验）3考虑经济性。

二：设计内容和程序：1铸造工艺图（a零件的工艺分析b造型及铸造方法的选择c确定浇注位置和分型面d选工艺参数e设计浇冒口，冷铁和铸肋f砂芯设计）2铸件图，3铸型装配图，4工艺卡。

第二章铸造工艺方案的确定(为看懂图例，理解原理准备）一：从避免缺陷方面审查逐渐结构：a合理的壁厚b铸件的结构不应造成严重的收缩阻碍（过渡和圆角）c内壁小于外壁d 壁厚均匀，减小肥厚的部分e利用补缩实现顺序凝固f防止铸件翘曲变形g避免浇注系统的大平面。

二：从简化铸造工艺方面改进零件结构：a改进妨碍起模的凸台，凸缘和肋板的结构b取消侧凹c改进铸件内腔的结构和减少砂芯d减少和简化分型面e有利于砂芯的固定和排气f减少清理铸件的工作量g简化模具制造h大型复杂件的分体铸造和简化小件的联合制造。

三：浇注位置的确定：a铸件的重要部分应尽量置于下部b重要加工面应朝下或呈直立状态c使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷d应保证铸件能充满e应有利于铸件的补缩g避免用吊砂，掉芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验h应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致。

四：分型面的选择：a应使铸件全部或大部置于同一半型内b尽量减少分型面的数量c分型面应尽量选用平面d便于下芯，合箱和检查型腔尺寸e不使砂箱过高f受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度g注意减轻铸件清理和机械加工第三章砂芯设计及铸造工艺设计参数一：砂芯的作用：形成铸件的内腔，孔和铸件外形不能出砂的部位。

二：芯头的组成：芯头长度，芯头斜度，芯头间隙，压环，防压环和积砂槽。

三：铸件尺寸公差：定义：铸件各部分尺寸允许的极限偏差。

影响因素：铸件设计要求的精度，机械加工要求，铸件数量和批量，铸造金属及合金种类，采用的铸造设备及工装，铸造工艺方法四：铸件重量公差：定义：以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值机械加工余量：定义;铸件工艺设计时先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度。

铸造工艺学复习大纲第一章砂型结构及其工作条件1、型（芯）砂的组成：原砂+粘结剂+附加物。

2、砂型的结构：是具有一定强度的微孔-多孔体系，由原砂、粘接剂、附加物和微孔构成。

3、①原砂：硅砂SiO2等。

骨干材料，占型砂总质量的82-99%。

②粘结剂：粘土、无机化学粘结剂（水玻璃）、有机化学粘结剂（油、树脂）。

以薄膜形式覆盖砂粒，使型砂具有必要的强度和韧性。

按粘接力产生机制分为：物理固结、化学粘接和机械粘接。

③附加物：改善型砂的工艺和使用性能。

4、原砂的作用：①提供必要的耐高温和热物理性能，以保证充型、冷却、凝固顺利，获得优质铸件。

②提供众多孔隙，使砂型具有透气性、退让性。

5、铸型的工作条件：①力学作用：浇注时冲击、冲刷—影响铸件的形状、夹砂；充型后浮力、静压力---变形、尺寸精度；冷却收缩—铸件应力、变形。

②热作用：热辐射—铸型升温；铸型内腔—气体压力升高，迁移。

③物理作用：机械粘砂、铸渗等。

④化学作用：粘结剂燃烧、分解；界面化学反应。

6、【传质】：一种物质在另一媒介物中传递。

铸造工艺中常见的传质现象：湿型风干、烘干、水分蒸发、迁移、凝聚吹气硬化、有机粘结剂的燃烧、分解产生气体的扩散和铸件表面的合金化。

7、砂型表层的水分迁移：8、【微观膨胀】：砂粒的膨胀能被湿粘土膜的收缩所抵消，仅减小孔隙而不引起砂型尺寸变化。

9、膨胀缺陷：夹砂结疤、鼠尾、沟槽。

控制热湿拉强度是控制夹砂结疤类缺陷的关键。

备注：夹砂等缺陷原因有两个：①水分迁移；②砂粒膨胀。

10、液态金属的冲刷及其造成的缺陷：砂眼、抬箱和跑火、偏芯及形状不合格。

11、气体和侵入性气孔主要成分：H2、N2、CO、CO2、O2。

CO/CO2 是表征铸型气氛还原性的标志。

12、【反应性气孔】金属与铸型、金属与溶渣或金属液内某些元素、化合物之间发生反应形成的气孔。

反应性气孔来源：①水蒸气与合金成分的反应；②型砂组分的分解；③固体碳的燃烧及气化反应。

其形成机理：CO核心说、H2核心说。

铸造工艺学复习程军超制名词：4个，每个2分；填空：20个，每个1分；简答+计算：72分。

铸造：是将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，制备铸件的工艺方法。

与其它工艺相比，铸造具有的优点：①适用范围广②不受金属或合金种类限制③铸件尺寸精度高④成本低廉第一章粘土砂及涂料1.铸造工艺设计：根据铸造零件的特点，技术要求，生产批量和生产条件等确定铸造方案和工艺参数，绘制工艺卡等技术文件的过程。

2.3.4.5.原砂中颗粒直径小于20um部分所占的质量分数统称为原砂的含泥量。

铸造用砂的粒形大致分为三类：即圆形、多角形、尖角形。

○、□、△角形系数（E）是铸造用硅砂的实际比表面积与理论比表面积的比值。

ZGS92-50/100(54A)：铸造用硅砂、硅砂中二氧化硅质量分数最低为90%、主要力度组成为三筛，其首筛筛号为50，尾筛筛号为100，粒度的平均细度值为54，平均细度偏差为±2。

6.粘土砂铸型常见的缺陷：夹砂、粘砂、裂纹、侵入性气孔。

7.8.第二章无机化学粘结剂型（芯）砂1.常用的无机化学粘结剂有水玻璃、水泥、磷酸盐聚合物等。

2.钠水玻璃CO2硬化法优缺点：优点：①混砂、紧实、硬化、起模均很简易。

②CO2便宜、安全。

缺点：①浇注后溃散性差。

②旧砂难用摩擦法再生。

③硬化的型、芯保存性差（尤其在寒冷潮湿条件下）。

④强度稍显不足。

3.第三章有机化学粘结剂砂程军超制第四章铸造工艺及工装设计概念第五章铸造工艺方案的确定1.型砂和芯砂的组成：原砂+粘结剂+附加物。

2.砂型铸造的铸型：湿型、干型、表面干型、自硬型3.浇注位置－浇注时，铸件在铸型中所处的位置/铸件的某个表面位于铸型的上、下还是侧面。

4.浇口位置－内浇口与铸型型腔连接处的位置/液态金属流入铸型型腔的位置。

5.浇注位置的选择原则①铸件的重要加工面应朝下或呈侧立面②尽可能使铸件的大平面朝下，以避免形成夹砂和夹杂缺陷。

③应保证铸件能充满④应有利于铸件的补缩⑤应尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬臂砂芯，便于下芯，合箱及检验⑥应使合箱位置、浇注位置和铸件的冷却位置相一致。

铸造工艺知识点总结一、铸造工艺的概念和分类铸造是指将金属、非金属或合金等熔化后浇铸入具有一定形状和尺寸的模具中，然后冷却凝固后取出模具，得到所需要的零件或工件的一种制造工艺。

铸造工艺按照熔模的状态和工艺过程的特点可以分为几种不同的类型：1. 砂型铸造：砂型铸造是指根据铸件的形状和尺寸，用湿砂或干砂制成模型，再用模型对砂做成铸型，然后对熔化的金属或合金进行浇注制造零部件的铸造方法。

2. 水玻璃型砂铸造：是利用石英砂和水玻璃模型作为砂型的材料，结合使用水玻璃型砂发展成型剂成型、干燥、修整、组合、结合等一系列工艺来制造铸件。

3. 悬浮模型铸造：悬浮模型铸造指的是在模具内部悬浮着一个失重的模型，焊接在直角上的一个细线上，并用绳子或销子把浇注除杂质的砂粘到模具内的全部边缘之后，将无砂机从模具内挂到外崩脱，再完成一些其他工作后，即可浇注。

4. 树脂砂铸造：是指利用聚酯型、酚醛型、酚醛型树脂和固化剂到混合物塑化到模具内成型，焙烧烘干后剔净充填树脂砂进行铁铸件、钢铸件和有色金属铸件的浇铸方法。

二、铸造工艺的原理和工艺流程铸造的工艺流程主要包括融化熔炼、浇注成型、冷却凝固、脱模清理等几个主要步骤。

其工艺流程如下：1. 原料准备：选用适合铸造工艺的原料，包括金属或合金的主要元素、辅助元素以及锻造、热处理和表面处理后所需要的产品和工序等。

2. 熔化：熔化是将固态金属熔化成为液态金属的过程，熔化需要通过高温炉子和燃料进行。

通常情况下，熔化铸造的工艺过程需要液体金属铁熔化的温度为1535~1640度之间。

3. 浇注：浇注是指将熔化的金属浇注到模具中。

通常情况下，浇注后金属冷却凝固成型，然后取出模具清洗，就可以得到铸件。

4. 冷却凝固：冷却凝固是指浇注后的金属在模具中冷却凝固成型的过程。

此过程需要通过设计合理的冷却系统和外界温度控制，来保证铸件的质量和性能。

5. 脱模：脱模是指在铸件冷却凝固后，将其从模具中取出的过程。

通常需要进行机械或化学清洗，在浇铸之后确保铸件表面光洁纹理完整以及保持一定的尺寸和形状。

1-原砂砂粒2-粘结剂3-附加物4 微孔二 。

原砂作用1、为砂型提供了必要的耐高温性能和热物理性能，有助高温金属顺利充型，以及使金属液在铸型中冷却、凝固并得到所要求形状和性能的铸件。

2、原砂砂粒为砂型提供众多孔隙，保证型、芯具有一定透气性，有利于浇注时气体的逸出。

三 、孔隙率的表征测量方法?①排煤油、酒精等润湿性液体法，能测出真实微孔容积。

0°≦θ﹤90 °②排水银等非润湿性液体则不准确。

90°≦θ≦180 °。

四、粘接剂流变性粘接剂流变性 指在力的作用下粘接剂流动和变形的性质。

度量物质流变性常用物理量为粘度。

对型砂的影响混砂所消耗的功率和时间，主要取决于粘结剂的流变性，具体关系有待进一步研究总结。

五、铸型接触区概念 铸型与金属液直接相接触及受到其影响的部分，可称为接触区，其余铸型部分称为未接触区或一般区。

铸件接触区概念 铸型影响下，在铸件表面形成凝固组织的一层金属。

铸型（热）接触区深度δ件=k ’β k ’为常数 β为冷却能力系数六、影响传热的因素1、热的不平衡程度：温度梯度铸件和铸型热物理性能：a,b 及辐射系数。

2、几何因数：铸件、铸型厚度。

3、不同的砂型具有不同的传热影响因数，也就形成了不同的砂型温度场。

七、干、湿砂型浇注时温度分布曲线1、铸型中某一点的温度随时间延长温度先升高；在浇注后的某一瞬间，离界面距离越远，温度越低。

2、 浇注后铸型表面层的温度迅速地接近液体金属的温度，而铸型其它部分仍处于相当低的温度。

铸型表层的热作用比较剧烈，必须予以足够重视。

八、湿砂型中不同水分的四个区（如图1-2-4）D 区—干砂区 M 区—水分饱和凝聚区 U 区—水分不饱和凝聚区 G 区—未受影响区九、膨胀缺陷概念 由于硅砂膨胀形成的热应力而引起的铸造缺陷称为膨胀缺陷。

夹砂结疤、鼠尾、沟槽主要发生在湿型情况下，毛刺主要发生在有机粘结剂砂型中膨胀夹砂 铸件表面有局部凸出的长条疤痕，其边缘与铸件本体分离，它下面夹有一薄层砂或涂料层。

铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，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。

1.从避免缺陷方面审查铸件结构（1）铸件应有合适的壁厚（2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角。

（3）铸件内壁应薄于外壁（4）壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节（5）有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2.从简化铸造工艺方面改进零件结构（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板结构（2）取消铸件外表侧凹（3）改进铸件内腔结构以减少砂芯（4）减少和简化分型面（5）有利于砂芯的固定与排气（6）减少清理铸件的工作量（7）简化模具的制造（8）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内的所处的状态和位置。

3.浇注位置选择应遵循的原则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呈直立状态。

3使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。

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。

5．应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型。

2.3分型面：两半铸型相互接触的表面选择分型面的基本原则（1）铸件全部或大部分置于同一半型中 2尽量减少分型面的数目 3分型面尽量选择平面 4便于下芯、合箱和检查型腔尺寸5不使砂箱过高 6受力件的分型面选择不应削弱铸件的结构强度 7注意减轻铸件的清理和机械加工量4.确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则（1）保证铸件内腔尺寸精度（2）保证操作方便（3）保证铸件壁厚均匀（4）应尽量减少砂芯数目（5）填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面（6）砂芯形状适应造型、制芯方法。

（7）还应使每块砂芯有足够的断面，保证有一定的强度和刚度，并能顺利排出砂芯中的气体；（8）使芯盒结构简单，便于制造和使用等。

填空1、防止机械粘砂的措施：减少微孔尺寸、提高背压、用非硅砂2、防止侵入气孔的措施：减少型的发气量、易于排气、提高气体进入金属的阻力3、铸件质量三要素：交货期、价格、质量4、植物油按干燥程度分为：干性、半干性、不干性5、铸件按达到的质量指标分为：合格、一等、优等6、底柱浇注系统的种类：基本、牛角、底雨淋7、湿型砂按造型时的情况分为：面砂、背砂、单一砂8、铸件中气孔的种类：反应型、析出型、侵入型9、常用非石英砂的原砂有：铬铁、镁砂、锆砂名词解释1、铸造：铸造生产是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，这种制造金属制品的过程称为铸造生产，简称铸造。

2、机械粘砂：机械粘砂是指铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，它是由金属渗入铸型表面的微孔中形成的。

3、起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。

这个斜度，称为起模斜度。

4、冒口：冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。

习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。

5、砂眼：砂眼是在铸件内部或表面充塞有型砂的孔眼，它是一种较常见的铸造缺陷。

6、分型面：是指两半铸型相互接触的表面。

7、化学粘砂：化学粘砂是铸件的部分或整个表面上粘附一层由金属氧化物和造型材料相互作用而生成的低熔点化合物。

8、机械加工余量：在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度，称为机械加工余量，简称加工余量。

9、浇注系统：是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。

10、冷铁：为增加铸件局部的冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。

11、透气性：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性。

简答1、影响铸渗效果的主要因素含合金元素的涂料（或膏剂）的组成及配制、浇注温度、浇注系统及涂料层在铸型中的位置、铸型及涂料层或膏块的预热、母材合金的种类等。

第四节 特殊铸造
一.熔模铸造 二.金属型铸造 三.压力铸造
第五节 零件结构的铸造工艺性
一.铸件结构的合理性 二.铸件结构的工艺性 三.铸造方法对铸件结构的特殊要求
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前言
商代司母戊鼎
中国商代晚期的青铜器。1939年于河南安阳殷墟商代晚期墓 出土。因腹内壁铸有“司母戊”三字而得名。该鼎造型庄严雄伟。 长方形腹，每面四边及足上部饰兽面纹。双耳，外侧饰双虎噬人 首纹。四足中空。高133厘米、口长110厘米、口宽79厘米、重 832.84千克。该鼎的化学成分为：铜84.77%，锡11.64%，铅2.79%， 其他0.8%。是中国目前已发现的最大、最重的古代青铜器。
b) 进行去应力退火 铸件机加工之前应先采用时效或去应力退
液态收缩与凝固收缩 主要表现为体积的缩减，
产生缩孔、缩松 固态收缩
导致尺寸减小，产生内 应力和出现裂纹。
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（三） 影响合金收缩的因素
1. 化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造 合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。 2. 浇注温度 合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。 3. 铸件结构与铸型条件 铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同， 各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之 铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其 自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。
图1-7 缩松形成过程示意图
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比较缩孔和缩松的特征
缩孔：集中性，位于上部，呈倒锥形，内表面粗糙。
缩松: 分散性，为细小缩孔,位于铸件壁的轴线区域。
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2.缩孔、缩松的防止措施 1）.定向凝固与同时凝固
按铸件壁厚分布均匀程度不同（即冷却快慢不同）,分为： 定向凝固（或称顺序凝固)-薄部先凝固，厚部后凝固，冒口最后 凝固。 同时凝固（厚薄不同部位趋近同时凝固，金属液从薄部引入）。

分 型 线
1.1 铸造工艺符号及其表示方法
铸造工艺符号是表达设计者设计意图与要求的专用符号
芯头斜度与间隙
砂芯增减量芯间间隙
捣砂出气和紧固方向
用蓝色线表示并注明斜度及 间隙数值
芯撑
用蓝色线表示，注明增减量 与间隙数值，或在工艺说明 中注明
模样活块
用蓝色线表示，箭头表示方 向，箭尾划出不同符号
冷铁
一般芯撑用红色线表示，结 构特殊的芯撑要写出“芯撑 ”字样
名称
处理方法
废砂
再生、建筑材料、复合材料、深埋
废水
沉淀、再生
熔铁炉渣
筑路材料, 惰性物可进行地埋
定铸件的凝固原则
3、标出浇注位置和分型面
4、绘出各视图上的加工余 量及不铸孔、沟槽等工艺
符号
8、计算并绘出浇注系统、 冒口的形状和尺寸，绘出 本体试样的形状、位置和
尺寸
7、画出分盒面，填砂（射 砂）方向，砂芯出气方向，
起吊方向等符号
6、绘出砂芯形状、分芯线 （包括分芯负数）、芯头 间隙、压紧环和防压环、 积砂槽及有关尺寸，标出
1.零件的技术条件和结 构工艺性分析； 2.选择铸造及造型方法； 3.确定浇注位置和分型 面； 4.选用工艺参数； 5.设计浇冒口，冷铁和 铸肋； 6.砂芯设计。
铸件图
反映铸件实际形状、尺寸和技术 要注 余公热，求量差处。反 ，，理映用不加规内标铸工范容准出基，：规的准铸，加定孔件铸工符槽验件余号收，金量和技铸属文术，件牌字条工尺号标件寸艺，是械适或重加铸用要工件于的夹检成铸具验批件设和、。计验大的收量依生、据产机，7基.础在上完，成画铸出造铸工件艺图图。的 等。
6）单件小批量生产，铸造工艺图直接用于指导生产，大量生

一、名词解释铸造：采用熔炼方法，将金属熔化成液态在砂型、陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工方法。

铸造工艺学：是研究铸件成形方法的一门学科，包括铸造工艺方案及参数设计、铸型材料和铸造方法、铸型及芯的制造、合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、补缩系统原理及设计。

技术审查：审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。

零件的工艺性：零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、厚度是否大于最小壁厚，铸件壁的联结处的联结方式是否合理，薄厚壁是否均匀过渡，拐角处是否圆角过渡，是否利于起模，是否有利于清砂。

浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。

铸造工艺参数：指需要确定的工艺数据，具体包括铸造线收缩率、机械加工余量、拔模斜度、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。

铸造线收缩率:指铸件在凝固过程中所产生的长度方面的缩小，表达式为％模件模100L L -L ⨯=ε机械加工余量：指在铸件加工表面上留出的，准备切去的铸件表层厚度。

往往和铸件尺寸公差配合使用。

加工余量值由两部分构成，一部分是尺寸公差CT 值，另一部分为要求的铸件机械加工余量RMA 值。

起模斜度：为了利于起模或脱芯，在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度，以避免损坏铸型和芯子。

最小铸出孔及槽：对于一些较小的孔和槽，如果采用铸造方法生成，往往会产生问题，如：精度、粘砂，有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机加工，故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。

工艺补正量：有时模样和芯盒的尺寸准确无误，但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求，对于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。

分型负数：分型面在制造过程中往往因为修整、烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面上铺垫的石棉绳、泥条或油灰条等，这样在分型面处增加了铸件尺寸，为了保证铸件尺寸精度，通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。

通常与铸件大小、工艺习惯以及铺垫材料有关。

一、名词解释铸造陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工将金属熔化成液态在砂型、：采用熔炼方法，方法。

铸造工艺学：铸型材料和包括铸造工艺方案及参数设计、是研究铸件成形方法的一门学科，补缩系统原理及合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、铸造方法、铸型及芯的制造、设计。

技术审查：审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。

零件的工艺性：铸厚度是否大于最小壁厚，零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、是否利于拐角处是否圆角过渡，件壁的联结处的联结方式是否合理，薄厚壁是否均匀过渡，起模，是否有利于清砂。

浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。

铸造工艺参数：拔模斜度、机械加工余量、指需要确定的工艺数据，具体包括铸造线收缩率、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。

率缩线收铸造为达式小，表方生的长度面的缩程:指铸件在凝固过中所产LL-件模?％?100?L模机械加工余量：往往和铸件尺寸公准备切去的铸件表层厚度。

指在铸件加工表面上留出的，值，另一部分为要求的铸件CT 差配合使用。

加工余量值由两部分构成，一部分是尺寸公差值。

机械加工余量RMA起模斜度：以避免损坏铸在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度，为了利于起模或脱芯，型和芯子。

：最小铸出孔及槽对于一些较小的孔和槽，如果采用铸造方法生成，往往会产生问题，如：有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机粘砂，精度、加工，故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。

工艺补正量：对有时模样和芯盒的尺寸准确无误，但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求，于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。

分型负数烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面：分型面在制造过程中往往因为修整、为了保证铸件尺寸精泥条或油灰条等，这样在分型面处增加了铸件尺寸，上铺垫的石棉绳、工艺习惯以及铺垫材料有通常与铸件大小、通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。

1铸造: 铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法2.砂型铸造砂型：用型砂制作的铸型。

型砂：原砂或再生砂+粘接剂（有或没有）+附加物混制成的混合物。

3造型、造芯方法：○1机械粘结造型（芯）○2化学粘结造型○3物理固结造型4粘土型砂是由原砂或再生砂+粘土+附加物+水按一定比例配制而成。

5 按制作砂型或砂芯对象不同可分为用来制作砂型的习惯称为型砂用来制作砂芯的成芯砂按铸型干燥程度分 :湿型、干型、表干型砂按浇注合金种类不同分: 铸铁、铸钢、非铁碳合金铸件型砂 按在铸型中的位置分:面砂, 背砂单一砂6 原砂类型：石英质原砂、非石英质原砂影响原砂质量的指标有：矿物组成及化学成分，颗粒特性（形状、大小、均匀度），烧结点及含泥量。

原砂在加热过程中体积的变化也很重要。

7（1）原砂矿物组成：主要是石英(SiO2)，其次夹杂有长石(铝硅酸盐)、云母、碳酸盐（石灰石、白云石）、铁的氧化物（褐铁矿、磁铁矿）硫化物8原砂的颗粒特性:颗粒特性指颗粒组成（砂粒大小、均匀度）、粒形及表面状况，它是原砂质量的主要指标之一。

颗粒特性对型砂的透气性、强度、耐火度等许多性能有影响。

颗粒大小的检定常用筛分法粒形:原砂的单粒砂的颗粒形状可分为：圆形、多角形和尖角形原砂粒形对型砂性能的影响对湿型而言，其它条件相同时，原砂的颗粒形状越圆，型砂就越紧实、标准砂型试样质量就愈大、透气性愈低，砂粒更靠近，粘结桥越多，且完善，因而强度越高9含泥量：指原砂或型砂中直径小于0.02mm的细小颗粒的含量（质量百分数），10烧结点：烧结点是原砂颗粒表面或砂粒间混合物开始熔化的温度。

原砂烧结点的高低主要决定于矿物组成化学成分和颗粒特性11 加热时石英晶体颗粒体积发生膨胀，膨胀有两方面的原因：一是因温度升高产生的热膨胀；二是温度升高时因石英相变而发生相变膨胀。

12 根据粘土矿物种类的不同分为普通粘土和膨润土普通粘土：俗称白泥，主要由高岭石或伊利石类粘土矿物组成。

1第一章 金属材料与热处理培训要点：本章应重点掌握金属材料的物理、力学、铸造性能的种类及概念；铁碳合金中几种基本组织；铁碳相图上各点、线的意义；铸造合金的分类；铸件热处理的基本知识及常用热处理工艺。

金属材料是现代机械制造业的基本材料，由于它具有良好的使用性能和工艺性能，因此广泛地应用于制造各种生产设备、工具、武器和生活用具。

日常所用的金属材料以合金为主，很少使用纯金属。

合金是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼而获得的具有金属特性的材料。

与纯金属相比，合金具有更好的工艺性能，而且成本较低。

第一节 金属材料的物理、力学和铸造性能一、金属的物理性能金属的物理性能是指金属固有的属性，包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。

1. 密度 某种金属单位体积的质量称为该金属的密度。

密度的计算公式为式中 ρ——金属的密度（kg/m 3）；m ——金属的质量（ kg ）；V ——金属的体积（ m 3 ）。

不同的金属具有不同的密度。

一般将密度小于5³103kg/m 3的金属称为轻金属，如铝、镁、钛、铍及其合金；密度大于5³103kg /m 3的金属材料称为重金属，如铁、铜、锡、铅及其合金。

日常生产中，利用密度可以计算金属材料或零件的质量，测量金属的密度可以鉴别金属和确定金属铸件的致密程度。

2. 熔点 金属由固态熔化成液态时的温度称为该金属的熔点。

熔点是金属材料冶炼、铸造、焊接等热加工工艺的重要参数之一。

通常按金属熔点的高低，将熔点低于700℃的金属称为易熔金属，如锡、铋、铅、铟及其合金；将熔点高于700℃的金属称为难熔金属，如铁、钨、钼、钒及其合金。

3. 导热性 金属传导热量的能力称导热性。

导热性的大小用热导率λ表示，单位是W/(m ²K)。

热导率越大，金属的导热性越好。

一般纯金属的导热性比合金强，其中以银为最好，铜、铝次之。

导热性是金属材料重要性能之一，在制订热加工工艺时，必须考虑材料的导热性。

铸造工艺学重点一、铸造工艺设计依据（铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，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）（一）生产任务（1）铸造零件图样提供的图样必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记（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的特殊性能要求（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。

数量大的采取先进技术，应急单件产品应考虑使生产设备尽可能简单（二）生产条件1）设备能力2）车间原材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）考虑经济性二、设计内容和设计程序设计内容：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设计程序：1）零件的技术条件和结构工艺性分析2）选择铸造及造型方法3）确定浇注位置和分型面4）选用工艺参数5）设计浇冒口、冷铁和铸肋6）砂芯设计7）在完成铸造工艺图的基础上，画出铸件图8）通常在完成砂箱设计后，画出铸型装配图9）综合整个设计内容制铸造工艺卡三、铸件结构审查作用：一）审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。

二）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施予以防止。

（一）从避免缺陷方面审查铸件结构。

1)铸件应有合适的壁厚2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角3）铸件内壁应薄于外壁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（二）从简化铸造工艺方面改进零件结构1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构2）取消铸件外表侧凹3）改进铸件内腔结构以减少砂芯4）减少和简化分型面5）有利于砂芯的固定和排气6）减少清理铸件的工作量7）简化模具的制造8）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造四、浇注位置的确定（浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置）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，避免夹砂结疤类缺陷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一致五、分型面的选择（分型面是指两半铸型相互接触的表面）1）应使铸件全部或大部分置于同一半型内2）应尽量减少分型面的数目3）分型面应尽选用平面4）便于下芯、合箱和检查型腔尺寸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）注意减轻铸件清理和机械加工量六、砂芯设计砂芯的功用：形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则：总原则：使造芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使芯盒结构简单1）保证铸件内腔尺寸精度2）保证操作方便3）保证铸件壁厚均匀4）应尽量减少砂芯数目5）填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面6）砂芯形状适应造型、制芯方法芯头：伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。

铸造工艺学.上册铸造工艺学，即针对金属件和非金属件加工成型的一门学科。

它既包括了传统的铸造工艺，也包括其他新型成型技术，如模压成型、浇注成型等，用以制造各种精密零件。

基于不断发展的铸造工艺，有助于改变传统的制造方法，提升产品品质，满足实际的应用要求，推动世界制造业的发展。

铸造工艺学是一门让学生了解和掌握各种铸造过程的课程。

本章将重点介绍铸造工艺学的内容：一、铸造的历史1. 古代铸造铸造技术在古代已出现，古代以铸铁和铸铝等金属为原料，利用各种高温烧结技术在木模型中塑造出想要的结构。

2. 近代铸造近代铸造技术发展较快，金属成形更加复杂、精细。

例如转火铸钢及其复合材料的大规模应用，被应用到航天、轨道交通、核能发电等高科技行业。

二、铸造的方法1. 选料在铸造过程中，很重要的一步是对原料进行选择，铸造过程中使用的材料一般是铸铁、铸钢、铝材等各种可以被熔化的金属。

2. 合金合金也是铸造过程中重要的一部分，常见的合金有铁锰合金、铝锡合金等，它们可以提高铸件的耐热性、耐腐蚀性、强度及硬度等特性。

3. 模具模具是铸件加工过程的关键装备，它可以定义出铸件的外形、结构及尺寸。

一般的模具可分为模具的型腔板和钻孔、锻塑机及模具模座，它们结合在一起，可以使得模具更加精细化、可靠性更高。

三、铸造的术语1. 冷铸：指在室温下进行铸造，由于温度比较低，所以铸件的精度也不高。

2. 热铸：指在较高的温度下进行铸造，它可以使铸件具有更精细的配置，更高的精度及耐久性。

3. 投入：指在铸模内投入一定金属加工材料，以得到所要打造的铸件。

4. 机加工：指利用机械设备加工卡具等材料，以获得所需要的铸件。

四、铸造的大类1. 普通铸造：普通铸造方法比较简单，无需使用复杂的铸造工艺，只需金属材料由熔炉灌注到模具内就可以完成整个铸造过程。

2. 精密铸造：精密铸造技术是普通铸造技术的升级版，利用一系列的技术，可以提高加工铸件的性能和精度，适用于制造高精度的部件和组件。

铸造工艺学1、湿型被金属液急剧加热时，砂型中的水分会从高温表面向低温的里层迁移，水分迁移的原因是砂型表面层的水分受热蒸发表成水蒸气，进入里层，凝聚成水；还有就是水在压力差和表面张力的作用下从高温到低温一共分为四个区域：干燥区 水分饱和凝聚区 过渡区 正常区四个区域在不断变化 砂型的含水量、粘土的种类和加入量、砂型紧实度对它有影响2、夹砂分为夹砂结疤和鼠尾 金属液进入裂纹把拱起的砂型表层包在铸件里砂型表面只拱起而未断开形成机理:1、砂型表面层因膨胀产生的应力超过水分凝聚区的强度2、砂型的热膨胀超过热应变3、干燥层的热应力超过水分凝聚区的强度，热膨胀大于凝聚区的热应变 防止措施:1、造型材料方面：正确选择和配制型砂是防止夹砂的主要措施。

选择膨胀系数小的、没有相变的、热扩散率和蓄热系数高的在原砂中加入煤粉、重油、木屑等能降低热压应力 降低含水量采用水玻璃砂、树脂砂2、铸造工艺方面：避免大平面在水平位置浇注，浇注系统应能使金属平稳的进入型腔，内浇口均匀分布，适当降低浇注温度3、铸件结构方面：尽量避免大平面，铸造圆角要适当3、粘砂：铸件部分或整个表面粘着一层型砂与金属氧化物形成的化合物称为粘砂 铸钢比铸铁严重 湿型比干型严重 分为机械粘砂和化学粘砂防止措施：采用细砂、提高铸型紧实度、铸型表面刷涂料铸铁中加煤粉 降低浇注温度4、在铸造中，把颗粒直接大于0.020mm 的叫做砂，小于0.02mm 的称为泥，当两者混杂在一起时，则根据两者的相对含量来区分5、角形系数（E ）是原砂的实际比表面积S S 与理论比表面积L S 的比值，是反应原砂颗粒形貌的一项指标 L SS S E E>16、粘土的粘结机理：1、表面联接 2、桥联接7、砂型抵抗外力破坏的能力称为强度，强度不足在搬运过程中容易损坏，使铸件产生砂眼、跑火、胀砂，太高易出现气孔强度有：湿强度、干强度、高温强度、热湿拉强度、表面强度及硬度湿强度：影响因素粘土的种类及加入量、含水量、原砂的颗粒特性、型砂的紧实度及混砂工艺当水分含量适当时，随粘土的增加现增加后不变 加入量相同时，膨润土砂的湿强度比普通粘土高 当粘土量不变时，随水分的增加先上升后下降 原砂颗粒越细，湿强度越高 紧实度提高，强度提高干强度：型砂经烘干或硬化后的强度 因素：粘土加入量、含水量和烘干规范高温强度：又称热强度，指型砂在高温作用下的强度 因素：粘土的种类及加入量、湿态含水量、附加物热湿拉强度：表层强度 提高方法：采用颗粒分散的原砂、增加粘土的加入量、加膨润土 在铸型或型砂的表面喷刷涂料表面强度及硬度：型砂试样在高温急速加热时所形成的水分凝聚区的拉伸强度 影响：粘土的种类及加入量8、透气性：型砂使气体逸出的能力 影响：1、原砂的颗粒特性 2、水分3、粘土4、附加物 透气性的测定原理：PFH QHKP-气体通过型砂试样前后的压力差 T-气体通过型砂试样的时间F-型砂试样断面积 H-型砂试样高度K-型砂透气率 单位min)./(4g cm9、铝、镁合金铸件用湿型砂必须加入防燃的附加物，因为它会水、氧及SiO2发生剧烈反应，会燃烧甚至爆炸10、铸铁件用湿型砂是加煤粉煤粉的作用：生成大量CO ，防氧化；受热软化和产生大量的气体，防止金属渗入和防止夹砂；在400℃以上生成碳，阻止金属和铸型界面发生反应11、涂料的作用：一次性涂料 1、降低铸件表面粗糙度 2、提高铸型表面强度和热稳定性，减少铸件产生砂眼、掉砂等缺陷 3、对于铸钢件和大型铸铁件，可以防止或减少铸件表面产生粘砂缺陷 4、对于镁合金，可以减少铸件产生氧化或燃烧 5、若在涂料中加入某些合金粉末，浇注后会形成一层具有某些特殊性的结合层永久涂料 1、保护金属铸型 2、可改善金属冲型能力 3、调节铸件冷却速度3、便于抽出金属型芯和取出铸件 5、有一定的程度的排气作用12、涂料一般是由耐火材料、粘结剂、载体和悬浮剂组成13、以型砂为材料制备铸型的铸造方法叫型砂铸造常用的砂型有湿型、干型、表面干型和各种化学硬化砂型砂型的工艺流程：混砂——造型——准备铸型、合金熔炼——浇注——落砂——清理14、造型方法：手工造型（芯）和机器造型（芯） 手工造型是指用手工完成紧砂、起模、修整及合箱等主要操作的造型过程，方法模样造型、刮板造型、地坑造型机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型 方法震动、压实、震压、微震压实、射砂紧实、抛砂紧实高压造型-q ≥0.7MPa 中压造型-q=0.4~0.7MPa 低压造型-q=0.13~0.4MPa 把铸件从沙箱中取出，去掉铸件表面及内控中的型砂和型芯的工艺过程称为落砂，分为人工河机械清除砂芯的方法：水力清砂除芯 水爆清砂除芯铸件清理：1、浇冒口的切除2、铸件表面清理：、手工清理 滚筒表面清理 喷、抛丸处理铸件缺陷的检验方法：外观缺陷的检验表面缺陷检验 荧光探伤法 着色发内部缺陷检验 射线检验 超声波检验 压力试验15、合箱的步骤：1、检查、清理、修理砂型和砂芯 2、安装 3、清理散砂，检查下芯的质量 4、固紧铸型，安放浇口杯、冒口圈，16、铸造工艺性 ：指零件的结构应符合铸造生产要求，易于保证铸件的品质，简化铸造工艺过程和降低成本 零件的结构特点：壁厚大小、形状及重量大小砂型铸造的特点：对结构、重量、大小无要求对最小壁厚有要求砂型铸造的铸件在凝固冷却到室温后的组织无层状结构、性能无方向性、其强度、韧性、刚度在各方向都相等，内应力小精度较差，表面粗糙度较大17、浇注位置的选择：铸件重要工作面应尽量朝下或垂直安放保证铸件能充满 保证铸件能自下而上的顺序凝固18、铸件线收缩率100%L ⨯-=件件模L L K 芯头的尺寸 ][σKPF ≥ F-芯座的承压表面积P-作用在芯座上的实际压力 【σ】-芯座允许的抗拉强度 一般取40—60kPa 活化膨润土60—100kPa 干型0.6—0.8MPa19、浇注系统：有浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成20、浇注系统最小截面积：p H G F τγμ0443.0m i n =G ——充填铸型的液态金属重量 铝镁合金、铸钢件一般为铸件的2~3倍，铸铁件为1.1~1.4倍F ——直浇道出口处的面积τ—浇注时间 p c V H =τc H —铸件高度 c V —型腔内液面的平均上升速度γ—液体金属的密度μ—流量消耗系数 对航空铝、镁合金取0.3~0.7计算静压头 C P H H p 22-=H ——内浇道以上至浇口杯中合金液面的高度P ——内浇道以上型腔高度C ——铸件型腔的总高度底注式 P H =H-C/2 顶注式 PH =H21、冒口作用：1、补偿铸件凝固时的收缩 2、调整铸件凝固时的温度分布，控制铸件的凝固顺序 3、排气、集渣 4、利用明冒口观察型腔内金属液的冲型情况22、设计冒口应遵守的条件：冒口凝固时间应大于或等于铸件的凝固时间 冒口应足够大 冒口与被补缩部位直接应通畅冒口的补缩原理 补缩通道扩张角的大小和方向决定着补缩通道通畅与否和通畅的程度，扩张角越大，补缩越容易有效补缩距离：合金种类影响 铸件的结构形状的影响 冷铁的影响 析出气体压力与冒口补缩压力的影响冷铁的作用：1）、与浇注系统和冒口配合控制铸件的凝固次序：1、形成凝固次序 2、改变铸件的凝固次序，使之顺序凝固 3、增大凝固过程的温度梯度，使凝固次序更明显 4、加速铸件局部厚大部位的凝固速度，使之与周围部分同时凝固2）、加速铸件的凝固速度，细化晶粒组织，提高铸件的力学性能3）、控制和扩大冒口的补缩范围，提高冒口的补缩效率。

铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属和非金属材料的加工工艺的学科，它涉及到材料的熔炼、浇注、冷却、热处理、机械加工等工艺过程。

一、熔炼工艺
熔炼工艺是铸造工艺的基础，它是将原料熔炼成液态金属的过程。

熔炼工艺的主要方法有电弧熔炼、电极熔炼、燃烧熔炼、热风熔炼、热压熔炼等。

二、浇注工艺
浇注工艺是将熔炼的金属从熔炼容器中浇入模具中的过程，它是铸造工艺的核心。

浇注工艺的主要方法有重力浇注、压力浇注、真空浇注、液压浇注等。

三、冷却工艺
冷却工艺是将浇注后的金属从模具中取出，使其冷却到室温的过程。

冷却工艺的主要方法有水冷却、油冷却、气冷却、空气冷却等。

四、热处理工艺
热处理工艺是将冷却后的金属经过加热、保温、冷却等工艺处理，以改变金属的组织结构和性能的过程。

热处理工艺的主要方法有正火、退火、回火、淬火、渗碳等。

五、机械加工工艺
机械加工工艺是将热处理后的金属经过机械加工，以改变金属的形状和尺寸的过程。

机械加工工艺的主要方法有铣削、钻削、切削、磨削、冲压等。