1.2 铸造方法

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。

机械制造工艺基础
主讲教师：周世权
1
1.2 砂型机器造型铸造工艺 Sand Mold Casting Process of Machine molding
-型砂和芯砂-造型和制芯；下芯并合型；金属液浇 入铸型中，冷却凝固，经落砂清理和检验-铸件的工艺过程。
一、型砂和芯砂
原砂、粘结剂、水及其他附加物(如煤粉、重油、木 屑等)按一定比例混制而成。根据粘结剂的种类不同，可分 为粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等。
15
1.2 砂型机器造型铸造工艺
四、铸造工艺参数的确定 主要工艺参数分述如下: 1．铸造收缩率 由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔的尺 寸小，为了保证铸件的应有尺寸，模样和芯盒的制造尺寸 应比铸件放大一个该合金的线收缩率。 式中： L模模样尺寸； L件铸件尺寸。 收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸 等因素。通常灰铸铁为0.7%～1.0%，铸造碳钢为1.3%～2. 0%，铝硅合金为0.8%～1.2%，锡青铜为1.2%～1.4%。
25
五、铸造工艺图的绘制
7．绘制铸造工艺图
26
7．铸造工艺实例
27
本节课程小结
1. 型砂和芯砂：原砂，粘结剂和水分；粘土砂，水玻璃砂 和树脂砂。
2. 造型方法：手工造型：整模，分模，活块，假箱，三箱 等；单件小批量生产。机器造型：两箱整模和分模，型 板（有模型，浇注系统），大批大量生产。
3. 铸件浇注位置：重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚 不均匀？分型面的选择：应便于起模，简化造型工艺。 全部或大部分放在同一个砂箱内。尽量减少型芯和活块 的数量。 4. 铸造工艺参数：收缩率，加工余量，起模斜度，圆角， 芯头。 5. 铸造工艺图的绘：质量要求和结构工艺性，选择造型方 法，浇注位置和分型面，确定工艺参数，设计型芯，设 计浇、冒口系统，绘制铸造工艺图。

冷压室压铸机的压室与保温炉是分开的。压铸时，从保温炉中取出液体金属浇入压室后进行压铸。 热压室压铸机压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中，压射部件不直接与机座连接，而是装在坩埚上面。
卧式压铸机
热压室压铸机
3.压铸工艺三大要素 3.2.1 卧式压铸机工作原理
3.压铸工艺三大要素 3.2.2 立式压铸机工作原理
640~680℃
200℃左右 900~980℃
1. 密度低，比强度高 2. 流动性好 3. 减震性、磁屏蔽性能好
1.熔点低，流动性好，收缩小 2.可塑性好 3.铸件表面光滑，易做各种表面处理
因熔点高，模具寿命低，应减少使用
3.2 压铸机 3.压铸工艺三大要素
压铸机一般分为冷压室压铸机和热压室压铸机两大类。 冷压室压铸机按其压室结构和布置方式分为卧式压铸机和立式压铸机两种。
3.1 压铸合金
压铸合金应具备的特性： 易于压铸：流动性、收缩性、出模性等尽可能满足压铸的要求。 机械性能：强度、延伸性、脆性等满足产品的设计要求。 机械加工性：易于加工及加工表面的质量能达到产品设计的要求。 表面处理性：抛光、电镀、喷漆、氧化等要求能达到产品设计的要求。 抗腐蚀性：产品在最终的使用环境下具有一定的抗腐蚀性。
4.1 压铸各阶段4.压铸工艺的工艺参数
t1：金属液在压室中未承受压力的时间 t2：金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内 浇口充填型腔的时间 t3：充填刚刚结束时的瞬间 t4.压铸工艺的工艺参数
4.2 工艺参数的选4择.压铸工艺的工艺参数
影响充型的主要因素包括：压力、速度、温度、时间，而各个因素是相互影响和制约的。调整某一 因素，其他因素也会随之变化，因此需对这些工艺参数进行正确选择和调整才能保证生产。
2.1 定义

22/
5.2锻造比 • 锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。 锻造比以金属变形前后的横 断面积的比值来表示。不同的锻造工序，锻造比的计算方法各不相同。 • 1、拔长时，锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0 • 式中F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度； • F1 ,L1—拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。 • 2、镦粗时的锻造比，也称镦粗比或压缩比，其值为 • y=F1/F0或y=H0/H1 • F0, H0—镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度； • F1, H1—镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。
三箱造型浇注位置和分型面
5/
2.3浇注位置选择原则
（1）铸件的重要加工面应朝下或侧立。因铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、 夹渣等缺陷，组织也不如下表面致密； （2）铸件的大平面应朝下。大平面朝上容易产生夹砂缺陷 （3）为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部分 置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜的位置； （4）对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型的上部或侧面，以便 在铸件厚壁处直接安置冒口,使之实现自下而上的定向凝固。
两组数 铸铁选用
13/
4.1 PROCAST仿真简介 • Procast是为评价和优化铸造工艺与铸造产品而开发的专业CAE软件 • Procast是所有铸造模拟软件中集成化程度最高的 • 配备了功能强大的数据接口和自动网格划分工具 • 全部模块化设计，适合任何铸造过程的模拟 • 采用有限元技术，是目前唯一能对铸造凝固过程进行热——流动——应力完
24/
5.4锻造术语 • 锻件重量：锻件毛坯的实际重量 • 飞边重量：锻造过程中外轮廓分模面处多余的材料 • 料芯重量：锻造过程中内孔多余的材料 • 火耗重量： 锻件在锻打过程中的热损耗 • 下料重量（切料重量）：锻打一件锻件所需要的钢坯重量 • 材料消耗定额：锻打一件锻件所需要的钢材消耗总重量