铸造工艺学绪论

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。

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》课程教学大纲课程英文名称：Foundry Technology课程编号：060030190总学时及其分配：总学时32，其中理论教学32学时，实验0学时学分数：2适用专业：材料成型与控制工程任课学院、系部：材料科学与工程学院材料加工系课程负责人：编制日期：一、课程简介课程定位：《铸造工艺学》是材料成型及控制专业的一门专业课（限选），注重贯彻素质教育和创新教育的精神，阐明金属—铸型界面作用现象及主要缺陷的产生机制和防止途径；讲述型（芯）砂的原材料的基本规格，粘土砂和化学粘结剂砂的性能要求，粘结或硬化机理，应用前景，质量控制和检查方法及对涂料的作用、组成等；重点阐述工艺设计的基本内容、方案的确定，浇冒口系统的开设和设计，金属过滤技术以及工艺装备设计等。

以便为学生今后开发新的造型材料，研究新的铸造工艺方法和拟定合理的铸造工艺方案，奠定良好的基础。

课程内容：本课程主要讲述金属—铸型界面作用现象及主要缺陷的产生机制和防止途径；讲述型（芯）砂的原材料的基本规格，粘土砂和化学粘结剂砂的性能要求，粘结或硬化机理，应用前景，质量控制和检查方法及对涂料的作用、组成等；阐述工艺设计的基本内容、方案的确定，浇冒口系统的开设和设计，金属过滤技术以及工艺装备设计等。

二、课程教学的目标78通过本课程的学习，学生应该能够熟练掌握金属—铸型界面作用现象及主要缺陷的产生机制和防止途径；熟练掌握型（芯）砂的原材料的基本规格，粘土砂和化学粘结剂砂的性能要求，粘结或硬化机理，应用前景，质量控制和检查方法及对涂料的作用、组成等；重点掌握工艺设计的基本内容、方案的确定，浇冒口系统的开设和设计，金属过滤技术以及工艺装备设计等。

《铸造工艺学》的具体课程教学目标对材料成型及控制工程专业毕业要求的支撑见表1。

注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。

三、课程教学的基本内容及教学安排《铸造工艺学》采用普通高等教育“十二五”规划教材，将以“造型材料、铸造工艺设计及工装设计”为主线，结合学生个性特点，因材施教。

铸造⼯艺学（课本）. .. .⽬录第⼀章铸造⼯艺设计概论 (1)第⼀节铸造⼯艺设计的概念、设计依据、内容及程序 (1)第⼆节铸造⼯艺设计与经济指标和环境保护的关系 (3)第⼆章铸造⼯艺⽅案的确定 (4)第⼀节零件结构的铸造⼯艺性 (4)第⼆节造型、造芯⽅法的选择 (4)第三节浇注位置的确定 (6)第四节分型⾯的选择 (8)第三章砂芯设计及铸造⼯艺设计参数 (10)第⼀节砂芯设计 (10)第⼆节铸造⼯艺设计参数 (12)第四章浇注系统设计 (17)第⼀节液态⾦属在浇注系统基本组元中的流动 (17)第⼆节浇注系统的基本类型及选择 (21)第三节计算阻流截⾯的⽔⼒学公式 (25)第四节铸铁件浇注系统设计与计算 (28)第五节其他合⾦铸件浇注系统的特点 (32)第六节⾦属过滤技术 (35)第五章冒⼝、冷铁和铸肋 (37)第⼀节冒⼝的种类及补缩原理 (37)第⼆节铸钢件冒⼝的设计与计算 (39)第三节铸铁件实⽤冒⼝的设计 (44)第四节提⾼通⽤冒⼝补缩效率的措施和特种冒⼝ (53)第五节冷铁 (56)第六节铸肋 (59). . 资.第⼀章铸造⼯艺设计概论第⼀节铸造⼯艺设计的概念、设计依据、内容及程序⼀、概念现代科学技术的发展，要求⾦属铸件具有⾼的⼒学性能、尺⼨精度和低的表⾯粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求⽣产周期短，成本低。

因此，铸件在⽣产之前，⾸先应进⾏铸造⼯艺设计，使铸件的整个⼯艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质⾼产的效果。

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。

铸造⼯艺设计的有关⽂件，是⽣产准备、管理和铸件验收的依据，并⽤于直接指导⽣产操作。

因此，铸造⼯艺设计的好坏，对铸件品质、⽣产率和成本起着重要作⽤。

⼆、设计依据在进⾏铸造⼯艺设计前，设计者应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。