铸造相关知识

铸造工艺基础知识及理论目录一、基础概念 (2)1.1 铸造的定义与意义 (3)1.2 铸造工艺的种类与应用 (4)二、铸造材料 (6)三、铸造设备 (7)3.1 熔炼设备 (9)3.2 锻造设备 (10)3.3 后处理设备 (11)四、铸造工艺过程 (12)五、铸造工艺设计 (13)5.1 工艺方案的确定 (15)5.2 工艺参数的选择 (16)5.3 工艺文件的编制 (18)六、铸造质量与控制 (20)6.1 铸造缺陷的产生原因及防止措施 (22)6.2 铸造质量检测方法与标准 (23)七、铸造生产与环境 (24)7.1 铸造生产的环保要求 (26)7.2 环保设备的应用与管理 (27)八、现代铸造技术的发展趋势 (28)8.1 快速凝固与近净形铸造技术 (30)8.2 数字化与智能化铸造技术 (31)8.3 生物铸造与绿色铸造技术 (33)一、基础概念铸造工艺是指将熔炼好的液态金属浇入铸型，待其凝固后获得所需形状和性能的金属制品的过程。

它是制造业中非常重要的工艺之一，广泛应用于汽车、航空、建筑、电子等领域。

铸造工艺的基础知识主要包括液态金属的性质、铸型（即模具）的设计与制造、浇注系统、凝固过程以及后处理等。

这些知识是理解和掌握铸造工艺的基本前提。

液态金属的性质：液态金属在铸造过程中的流动性、填充能力、冷却速度等对其最终的产品质量有着决定性的影响。

了解液态金属的成分、温度、粘度等基本性质对于铸造工艺的设计和实践都是非常重要的。

铸型的设计与制造：铸型是形成金属制品形状和内部结构的重要工具。

铸型的设计需要考虑到金属液的流动性和凝固特性，以及制品的精度和表面质量要求。

铸型的制造也需要选用合适的材料，并经过精密加工才能达到设计要求。

浇注系统：浇注系统是连接铸型和液态金属的通道，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等部分。

合理的浇注系统设计可以确保金属液均匀地注入铸型，并有利于热量和气体的排出，从而提高制品的质量和生产效率。

1怎么判断铸件结构是否合理？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，简化铸造工艺过程和降低成本。

（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铸造方法选择的原则(1)优先采用砂型铸造，更要优先选用湿型(2)铸造方法应和生产批量相适应1)大批量生产的铸件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。

2)单件小批量生产的铸件单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。

3）特种铸造低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产（3）造型方法应适合工厂条件（4）要兼顾铸件的精度要求和成本3浇注位置的确定？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。

7. 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4分型面的选择原则分型面的选择原则如下：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.分型面尽量选用平面；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5 浇口杯的作用①可用来承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；②减轻金属液流对型腔的冲击；③分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔；④增加充型压力头。

6消除水平漩涡的措施（1）使用深度大的浇口杯，深度应大于直浇道上端直径的5倍；（2）应用拔塞、浮塞和铁隔片等方法，使浇口杯内液体达到深度要求时，再向直浇道提供洁净的金属（3）在浇口杯底部安置筛网砂芯或雨淋砂芯来抑止水平旋涡。

铸工相关知识点总结大全铸工是指通过熔化金属并将其注入模具中，以制造特定形状和尺寸的零件或产品的工艺。

铸工是金属加工领域的一种重要工艺，有着悠久的历史和广泛的应用。

本文将对铸工的相关知识点进行总结，包括铸造工艺、铸造材料、常用模具、铸造工艺控制及铸造工艺的发展趋势等内容。

一、铸造工艺1. 铸造工艺的分类铸造工艺可以分为压力铸造和重力铸造两大类。

压力铸造包括压铸、挤压铸造等，通过施加压力使熔化金属充填模具；重力铸造则是依靠重力使熔化金属充填模具。

重力铸造可分为砂型铸造、金属型铸造、熔融模铸造等不同类型。

2. 铸造工艺的步骤铸造工艺一般包括模具制备、熔炼金属、注入模具、冷却固化、脱模、修整等步骤。

模具制备是指根据零件形状和尺寸制作模具，通常采用石膏模或金属模；熔炼金属是将金属加热至熔点并保持一定温度；注入模具是将熔化金属注入模具内部，并使之充填模腔；冷却固化是指待注入金属在模具内冷却，形成所需形状的零件或产品。

3. 铸造工艺的特点铸造工艺具有生产适应性强、造价低廉、生产周期短、可以生产大尺寸和复杂形状的零件等特点。

同时，铸造工艺也存在一些问题，如容易产生气孔、夹杂等缺陷，需要进行后续的修整和处理。

二、铸造材料1. 铸造的金属材料常见的铸造金属包括铁、铝、铜、锌、镁等。

铸铁是最常见的铸造材料，种类包括灰铸铁、球墨铸铁、白口铸铁等。

铜合金铸造是另一种常用的铸造方式，具有良好的加工性能和耐腐蚀性能。

铝合金铸造也是一种应用广泛的方式，具有轻质、耐腐蚀、导热性能好等优点。

2. 铸造材料的选择选择合适的铸造材料是铸造工艺的重要环节。

通常需要综合考虑零件的使用条件、性能要求、成本和加工性能等因素。

此外，还需要考虑材料的液态流动性、凝固收缩率、热处理性能等特性。

三、常用模具1. 砂型模砂型铸造是一种常见的重力铸造方式，通常采用湿砂、干砂或化学硬化砂制作模具。

砂型模具具有成本低、生产周期短、适应性强等优点，可以用于生产大型、小批量的铸件。

第一章铸造概述铸造——将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。

铸造生产的特点：优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。

缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。

分类：砂型铸造——90%以上特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高我国铸造技术历史悠久，早在三千多年前，青铜器已有应用；二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。

泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。

§1-1 金属的铸造性能合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。

通常用流动性和收缩性来衡量。

一、合金的流动性1、流动性概念流动性——液态合金的充型能力。

流动性好的合金：易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件；有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；易于补缩及热裂纹的弥合。

合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。

试样越长，流动性越好。

２、影响合金流动性的因素a、合金性质方面纯金属、共晶合金流动性好。

（恒温下结晶，凝固层内表面光滑）亚、过共晶合金流动性差。

（（在一定温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平））b、铸型和浇注条件提高流动性的措施：提高铸型的透气性，降低导热系数；确定合理的浇注温度；提高金属液的压头； 浇注系统结构简单。

C 、铸件结构铸件壁厚>最小允许壁厚二、合金的收缩1、收缩的概念收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷产生的原因。

收缩的三个阶段：液态收缩形成缩孔、缩松（体收缩率） 凝固收缩固态收缩 ——产生变形和裂纹（线收缩率）2、铸件的缩孔和缩松 缩孔的形成：纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。

缩松的形成：结晶温度范围大的合金易形成缩松。

缩孔和缩松的防止：定向凝固——在铸件可能出现缩孔的厚大部位，通过增设冒口或冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。

结果——使铸件各个部分的凝固收缩均能得到液态金属的补充，而将缩孔转移到冒口之中3、铸造应力铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因。

铸造的有关知识点总结一、铸造的基本概念铸造是指利用金属、合金或其他熔融状态的材料，通过铸型中的空腔形成所需的零件或制品的加工工艺。

铸造是一种传统的金属加工工艺，其历史可以追溯到几千年前。

铸造的基本工艺包括模型制作、铸型制作、金属熔化、浇注、冷却、脱模、清理等步骤。

二、铸造工艺1. 模型制作模型是铸造的基础，也是制品的原型。

模型通常分为实物模型和数控模型。

实物模型是根据所需制品的尺寸和形状，由木材、塑料等材料手工制作而成。

数控模型则是通过计算机数控加工设备来加工制作，具有高精度和良好的一致性。

2. 铸型制作铸型是用来装模砂、石膏或其他材料制成的，用以形成铸造件中空腔的设备。

常见的铸型有砂型、金属型、水玻璃型等。

砂型是最为常见的铸造型式，其制作工艺简单、成本低，适应性广泛。

3. 金属熔化金属熔化是将金属或合金加热至液态状态的过程。

通常使用的熔炉包括电弧炉、感应炉、燃炉等。

在金属熔化过程中，需要对金属原料进行配料、融化、熔炼、浇注等处理。

4. 浇注浇注是将熔融的金属或合金倒入铸型中的空腔，使其填充整个铸型，形成所需的铸件。

浇注过程需要控制浇注速度、压力和温度等参数，以确保铸造件的质量。

5. 冷却铸造件在浇注后需要进行冷却，通常采用水冷却或自然冷却的方式。

冷却过程中，铸造件的内部结构会逐渐凝固，从而形成所需的形状和结构。

6. 脱模与清理脱模是指将铸造件从铸型中取出的过程，通常需要采用机械设备或手工操作。

脱模后，铸造件需要进行修整、清理和表面处理等工艺，最终形成成品。

三、铸造材料1. 铸造铁铸造铁是铸造中最为常见的金属材料之一，其主要成分包括铁、碳、硅等。

根据其组织和用途不同，可以分为灰铸铁、球墨铸铁、白口铸铁等。

2. 铸造钢铸造钢是由铁和碳以及其他合金元素组成的金属材料，具有优良的力学性能和耐磨性。

铸造钢可用于制造高强度、高耐磨的铸件。

3. 铸造铝合金铸造铝合金具有良好的热导性、导电性和机械性能，广泛应用于汽车、航空航天、船舶等行业。

第一章铸造工艺基础§1 液态合金的充型充型: 液态合金填充铸型的过程.充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.一合金的流动性液态金属本身的流动性----合金流动性1 流动性对铸件质量影响1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.2 测定流动性的方法:以螺旋形试件的长度来测定: 如灰口铁:浇铸温度1300℃试件长1800mm.铸钢: 1600℃100mm3 影响流动性的因素主要是化学成分:1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流二浇注条件1 浇注温度: t↑合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,∴t↑提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑充型能力↑如砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.三铸型条件1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等充↓2 铸型导热能力: 导热↑金属降温快,充↓如金属型3 铸型温度: t↑充↑如金属型预热4 铸型中气体: 排气能力↑充↑减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.§2 铸件的凝固和收缩铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松一铸件的凝固1 凝固方式:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.1) 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.2) 糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.3) 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.2 影响铸件凝固方式的因素1) 合金的结晶温度范围范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如: 砂型铸造, 低碳钢逐层凝固, 高碳钢糊状凝固2) 铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1 收缩的几个阶段1) 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2) 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%3) 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.2 影响收缩的因素1) 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁C, Si↑,收↓,S↑收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2) 浇注温度: 温度↑液态收缩↑3) 铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴铸型要有好的退让性.3 缩孔形成在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.4 影响缩孔容积的因素(补充)1) 液态收缩,凝固收缩↑缩孔容积↑2) 凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓3) 浇注速度↓缩孔容积↓4) 浇注速度↑液态收缩↑易产生缩孔5 缩松的形成由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞. 凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)6 缩孔,缩松的防止办法基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.顺序凝固: 冒口—补缩同时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金.l 安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,是铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金.l 非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小.l 对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.§3 铸造内应力,变形和裂纹凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)一内应力形成1 热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)弹性状态: 低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.举例: a) 凝固开始,粗细处都为塑性状态,无内应力∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩.b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-) 由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.预防方法: 1 壁厚均匀2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁优点: 省冒口,省工,省料缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小，锡青铜糊状凝固，用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。

铸造必备基础知识在进行铸造工艺之前，了解铸造必备的基础知识是非常重要的。

本文将介绍铸造工艺的基本概念、材料选择、铸造方法、设计和工艺控制等方面的知识。

一、铸造的基本概念铸造是指将熔化的金属或非金属材料，通过浇筑或其他注入方式，借助于一定形状的模具，在其冷却过程中制成所需的零件或产品的工艺过程。

铸造是制造业中最常用的成型方法之一，具有形状复杂、尺寸精确、材料多样化等优点。

二、材料选择在铸造中，常用的金属材料包括铁、铜、铝、锌等。

选择合适的材料取决于产品的需求，如机械性能、耐腐蚀性、导电性等。

此外，还要考虑材料的可铸造性，如熔点、流动性等特性。

三、铸造方法铸造方法主要分为砂型铸造、金属型铸造和持续铸造等几种。

砂型铸造是最常见的一种，通过在模具中填充湿砂，形成铸型，然后在铸型中浇注熔化的金属。

金属型铸造主要用于高温合金和特殊材料的铸造。

持续铸造适用于大量生产和连续铸造的情况。

四、设计和工艺控制在进行铸造产品的设计时，需要考虑模具的结构、冷却方式、缩孔和气孔等缺陷的预防。

同时，还需要进行合理的工艺控制，如控制熔化温度、浇注速度、冷却时间等，来保证产品的质量。

五、常见问题和解决方法在铸造过程中，常见的问题包括缺陷、变形和裂纹等。

要解决这些问题，可以采用改进模具设计、增加冷却措施、调整工艺参数等方法。

六、铸造在工业中的应用铸造广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、建筑等领域。

铸造的发展还推动了材料科学和工艺技术的进步。

七、总结铸造是一种常见且重要的制造方法，它具有成本低、生产效率高等特点。

在进行铸造前，了解铸造的基本概念、材料选择、铸造方法、设计和工艺控制等方面的知识是必不可少的，有助于提高产品的质量和生产效率。

随着科技的不断进步，铸造技术也在不断革新，为各行各业的发展做出了重要贡献。

铸造工艺常识知识点总结铸造工艺常识包括了铸造的基本原理、工艺流程、材料选择、设备技术和质量控制等内容。

以下是一些铸造工艺的基本知识点总结：1. 铸造的基本原理- 铸造是将金属或合金加热至液态状态，倒入模具，然后冷却凝固成型的制造方法。

这种工艺可以制造出各种大小和形状的零件，具有很高的生产效率和经济性。

2. 铸造工艺流程- 铸造工艺流程包括模具设计、熔炼、浇铸、清理和后处理等关键步骤。

模具设计决定了最终产品的形状和尺寸，熔炼是将原料金属或合金加热至液态状态的过程，浇铸是将熔化的金属倒入模具的步骤，清理和后处理是对铸件进行去除毛刺、砂眼和表面处理的步骤。

3. 铸造材料选择- 铸造材料的选择包括金属及合金的选择，辅助材料的选择。

金属及合金的选择应考虑零件的用途、工作条件、强度要求、耐磨性、耐腐蚀性等因素，辅助材料选择应考虑模具材料，脱模剂，浇口和浇注系统等。

4. 铸造设备技术- 铸造设备包括熔炼设备、浇注设备、模具设备等。

熔炼设备主要有电弧炉、感应炉等，浇注设备主要有手工浇注、重力铸造、压力铸造等。

模具设备包括砂型、金属型、脱壳模、永久模等。

5. 铸造质量控制- 铸造质量控制包括原材料的质量控制、生产过程的质量控制和铸件的质量控制。

原材料的质量控制包括原料化学成分、物理性能、外观质量等。

生产过程的质量控制包括熔炼温度、浇注温度、冷却速度、浇注方式等。

铸件的质量控制包括尺寸精度、表面质量、内部缺陷等。

综上所述，铸造工艺是一种重要的金属加工技术，广泛应用于各个领域。

掌握铸造工艺的基本知识对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

希望本文对铸造工艺感兴趣的读者有所帮助。