铜合金重力铸造教程(第二部分)

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铜合金铸件铸造工艺设计手册
一、浇注系统设计
1.铜合金阻流面积的计算公式
F阻=
√G 0.161K√h
说明：本式只适用于干型、侧注，其他浇注类型要乘以转换系数，见表1。

式中： G－铸件浇注重量（kg）
K－速度系数由表2选定
h－压力头高度由浇口杯表面至内浇道中心线距离（cm），见表3 表1转换系数
表3 h值的选定
顶注式中注式底注式
在设计开放式浇注系统时，压力头还要加上h1,按表4决定。

1
2.铜合金浇道各部分截面面积比例
铜合金浇道各部分截面面积比例见表5。

表5铜合金浇道各部分截面面积比例
3.各种浇道的具体结构尺寸。

3.1横浇道、直浇道尺寸见表6
表6横浇道、直浇道尺寸
h=0.8a
h=(1～1.2)a
注：a.断面积单位cm,其余mm.
b. 要求撇渣效果大时采用h大的横浇道。

3.2内浇道尺寸见表7
表7内浇道断面尺寸
注：断面积单位cm,其余单位mm。

一、冒口尺寸的确定
热节圆法计算冒口尺寸，见表8
表8热节圆法计算冒口尺寸圆柱型铸件
长方形铸件
易割冒口
轮和套类
H为切割冒口用的留量
二、锡青铜铸件的机械加工余量
锡青铜铸件的机械加工余量（手工造型）见表9。

表9锡青铜铸件的机械加工余量（手工造型）（单位：mm）。

简易重力铸造机操作规程简易重力铸造机操作规程一、操作前的准备工作：操作人员应熟悉重力铸造机的结构、性能和使用方法，了解操作规程和安全操作要求。

在操作前，应对机器进行必要的检查和维护，确保其正常运行。

1. 对机器的外观进行检查，保证机器没有明显的外部损坏。

2. 检查电源线是否完好，插头是否接触良好。

3. 检查冷却系统和水源是否正常，确保流量稳定。

4. 检查燃气系统是否正常，确保燃气泄漏情况。

5. 清洁工作台和操作区域，保持干净整洁。

二、操作步骤：1. 打开电源开关，确认主电源指示灯亮起。

2. 打开冷却水开关，确认冷却水顺畅。

3. 打开燃气阀门，确认燃气是否供应正常。

4. 装模就位：根据需要，选择合适的模具并将其安装到模具台上。

确保模具和模具台之间的接触紧密，防止出现渗漏的情况。

5. 加热：按照所需的温度要求，设置加热控制器的温度。

等待加热控制器显示温度达到设定温度。

6. 准备熔炼材料：根据使用要求，准备好需要熔炼的铸造材料，并放入预熔炉中。

7. 熔炼：将预熔炉中的铸造材料转移到铸造炉中，并启动铸造炉的加热系统，等待铸造炉内的铸造材料完全熔化。

8. 出气：打开出气阀门，排除铸造炉内的气体，确保铸造过程中不会受到气泡的影响。

9. 倒模：当铸造材料完全熔化并排除气泡后，打开模具台上的浇口，倒入铸造材料，保持连续倒注直至浇注完毕。

10. 冷却：在铸造完成后，等待铸件自然冷却至合适温度，可以打开模具台上的浇口，取出铸件。

11. 关闭燃气阀门，断开电源和冷却水源，清理操作区域。

三、安全操作注意事项：1. 操作人员必须熟悉机器的工作原理和操作规程，严禁未经培训人员操作机器。

2. 操作人员应佩戴安全防护设备，如安全帽、防护眼镜、防护手套等。

3. 在加热过程中，操作人员应远离加热区域，以防止烫伤。

4. 在铸造过程中，操作人员应小心操作，防止溅洒或烫伤。

5. 操作人员应随时关注机器运行状态，如发现异常情况应立即停机并报修。

重力铸造百科名片重力铸造重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。

广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。

1．把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。

其中，铸造是最基本、最常用及最广泛的工艺。

2．把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空铸型内，冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。

所得到的制品就是铸件。

3．铸造可按铸件的材料分为黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）。

有色精密铸件厂专业从事有色金属铸造，重点是铝合金和锌合金铸造。

4．铸造有可按铸型的材料分为砂型铸造和金属型铸造。

精密铸件厂对这两种铸造工艺都得心应手，并自行设计、制造这两类铸造模具。

5．铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。

广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。

压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。

广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。

精密铸件厂长期从事砂型和金属型的重力铸造。

这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。

6．砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。

砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。

砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。

砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。

旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。

金属模重力铸造法CRA VITY DIE CASTING PROCESS1.1概要靠重力往金属模里浇铸熔汤的铸造方法,通常称为金属模重力铸造法(GRA VITY DIE CASTING PROCESS)。

同样，用砂型的重力铸造法也是普遍的，但用的是砂型，而金属模重力铸造法所用的模具是金属的，可以反复使用，很方便。

因此，作为一种利用熔汤温度较低的轻合金来铸造，这比砂型铸造更普遍。

利用使熔汤急速冷却的方法，可以获得组织致密的高品质铸件。

但，由于采用的是金属模具，其铸造方案、排气对策、涂型方法及模具温度的调整等方面与砂型铸造法有很大差异。

表1.1表示了金属模具铸造法与砂型铸造法比较，其优点和缺点。

1.2铸造方案1.2.1铸造方案的基本型铸造方案必须这样设计:注汤时，通常汤口要注满，不能产生熔汤的乱流，熔汤流动要静，并迅速地注入模具型腔。

为此，注汤口要设计成容易注汤的宽大形式，汤口若开在下下方，其断面积要小，并设计有斜度，使熔汤流动不乱，进入模具型腔的熔汤能调速。

图1.1列出了铸造方案的基本型。

实际的方案设计要符合基本行的要求，选择和合并基本型，对汤道、汤口位置、数量、大小、形状等都需要充分考虑后在决定。

（1）A方案此方案称为下注方案、底注方案或顶上方案，熔汤是从铸件底部注入。

此方案的汤口断面设计成锥形，这样，空气不容易卷入，流速能调整。

但是，由于熔汤由一处流入，模具的汤口附近和型芯的温度上升，容易产生缩孔。

（2）B方案此方案称为垂直坝方案、仿垂直坝等，为了防止A方案的缺陷，把垂直坝在铸件侧面扩大。

随着熔汤向模具内充填，由于熔汤是从高位置流入，可以在冒口附近，将温度高的熔汤补充进去。

（3）C方案此方案与B方案相同，称为垂直坝、仿垂直坝等。

此方案是熔汤由底部流入，依次凝固，在流入铸件型腔前，其流速可以做到很缓慢。

此例如图1.1所示。

熔汤一旦流入断面积较大的顶汤部分，其流速将变得缓慢，此过程生成的氧化物大部分在顶汤部分，铸件的质量较好。

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。

金属型重力铸造铜合金工艺流程及操作要点1、工艺流程图2、操作要点表1 熔炼工艺技术条件卡片合金种类 出炉温度 脱氧剂 覆盖剂 精炼剂 加料与融化操作顺序 锡白铜1220~1250℃铜—磷木炭冰晶石铜+镍+木炭→融化→磷铜除氧→锡→除气→磷铜除氧→钛→测温→精炼、搅拌、捞渣→浇铸 铝白铜 1220~1250℃ 木炭 冰晶石铜+镍+铁+木炭→融化→中间合金→融化→少量铜→铝→除气→测温→精炼、搅拌、捞渣→浇铸表2 熔炼流程中的操作要点炉料配制 炉料熔炼原料准备 精炼、除气、扒渣 浇铸 上涂料浇铸前模具预热模具预热合模装冒口冷却开模，取出铸件保温冒口准备前期必要工具，用品准步骤要点工具与用品准备⑴提前准备好热电偶、钟罩、扒渣工具、搅拌工具、铁锤、铁钳等必要工具和精炼剂、覆盖剂、涂料等用品。

⑵钟罩、扒渣工具、搅拌工具需要在使用前上好涂料并烤干。

⑶锡白铜使用的工具用涂料为氧化锆，铝白铜使用的工具涂料为氧化锌。

炉料配制与加料原则⑴按照烧损量原则计算好各个组元成分含量，每次配12Kg料，得两个锭。

⑵炉料称量时至少需要两个人确认称量准确无误。

⑶向坩埚内加铜、镍的原则：少量铜（下）→全部镍（中）→剩余铜（上）。

⑷加入易烧损的元素（TI、Al等）要用钟罩按进金属液体内。

⑸炉料添加前应充分预热除水分。

模具预热与上涂料⑴上涂料前模具预热到150℃左右，上完涂料后在浇铸前模具预热到350℃左右。

⑵锡白铜使用的模具涂料为4%石墨+96%机油，铝白铜使用的模具涂料为氧化锌。

坩埚使用原则⑴冷坩埚使用前将坩埚在200℃下充分预热。

⑵不能用硼砂作为覆盖剂⑶浇铸完成后，应迅速清理坩埚内残留的金属、渣等残留物。

炉子使用及功率调节原则⑴开炉子前，检查炉子水、电、气是否正常。

⑵加热功率设置原则：10Kw→材料变暗红→20Kw→材料通红→最大功率。

浇铸⑴模具合模后，先在模具的一个模筒上部放置保温冒口，待金属液浇满模具后，迅速在另一个模筒上部放置好冒口。

铜及铜合金铸造工艺流程
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铜合金铸件铸造工艺流程
一、原材料准备
首先进行原材料化学成分分析，对检验合格的原材料予以采用，对检验不合格的原材料予以退回。

然后按原材料配比计算结构称重各种原料。

二、熔炼
按一定加料顺序和比例把原材料加入炉中。

如先将
88%铜加入炉内，加温成液态后再将10%的锌和1%的铅加入炉内搅拌均匀使炉内温度一致，30分钟后达到1200度熔化后用铜清渣剂进行初步清渣。

三、浇铸前化验
初步清渣后，取样检测，结果与产品标准在0.5%范围内，然后根据客户要求添加所需元素。

四、离心浇铸
将铜水注入离心浇铸机，离心机转速控制在1000转
/min，温度控制在1100-1200摄氏度，10分钟后降温到500-600摄氏度，往浇注机注入脱模剂，待冷却后
取出成品。

五、车床加工、镗孔、喷砂
将浇铸成型的铸件按客户要求上车床加工后镗孔，喷砂，制成成品，包装完成。

六、检验入库
铸件由检验员检验合格，填写产品名称、标号、生产日期、件数以及使用前注意事项的标签（标签所填写的内容对照标准要求，项目可以多列但不能少列）然后由工人转入成品库摆放整齐，由库管员核对无误后入库。