铸造基础知识讲解学习

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。

有关铸造的知识点总结一、铸造的基本工艺流程铸造是利用熔融金属或其他物质，通过模具的充填、冷却和固化等工艺，制造出具有一定形状和结构的零部件或制品的工艺方法。

其基本工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 设计和制作模具。

首先，需要根据产品的形状和结构特点，设计和制作相应的模具。

模具可以根据其材料和用途的不同，分为砂型、金属型、蜡模、陶瓷模等。

2. 熔化金属。

将金属或其他原料加热至一定温度，使其熔化成液态。

3. 充填模具。

将熔化的金属倒入模具中，使其充满整个模腔。

4. 冷却和固化。

待金属冷却至一定温度后，取出模具，使其固化成型。

5. 清理和处理。

清理、去除多余的铸造料，修整表面，进行表面处理和热处理等。

以上是铸造的基本工艺流程，不同的铸造方法在具体的生产中会有一些差异，但总体的流程大致相同。

下面将介绍几种常见的铸造方法及其特点和应用。

二、不同铸造方法的特点及应用1. 砂型铸造砂型铸造是一种常见的铸造方法，其特点是模具材料为砂型。

砂型铸造能生产出各种形状的铸件，且成本低、适用范围广。

砂型铸造的主要工艺流程包括：模具制作、填砂、制芯、浇注、冷却固化、脱模等步骤。

砂型铸造适用于生产大批量、形状简单的铸件，如机床床身、汽车零部件、机械零部件等。

2. 水玻璃砂型铸造水玻璃砂型铸造是在常规砂型铸造的基础上，加入水玻璃作为粘结剂，采用混合砂型制备铸件。

水玻璃砂型铸造得到的铸件表面光洁度好，韧性高，尺寸稳定。

水玻璃砂型铸造适用于有一定要求的铸件，如汽车引擎缸体、缸盖、冷却器等。

3. 金属型铸造金属型铸造是用金属材料制作的模具进行铸造。

金属型铸造所用的金属材料可以是铸铁、铸钢、铝合金等。

金属型铸造的铸件表面光洁度好，尺寸精度高，强度高。

金属型铸造适用于生产一些尺寸精度高、表面粗糙度和形状复杂的铸件，如汽车发动机缸体、缸盖、曲轴壳等。

4. 压铸压铸是通过压力将熔融金属压入模腔，使其充填整个模腔并固化成型的铸造方法。

压铸所得的铸件密度高、尺寸精度高、表面光洁度好，尺寸和图形精度及表面质量优良。

铸造的知识点总结一、铸造工艺流程1.原料处理铸造的原料通常是金属或合金，其常见的形式包括块状、颗粒状或粉末状。

在进行铸造之前，首先需要对原料进行处理，以确保其化学成分和物理性能的满足要求。

原料处理的过程通常包括熔炼、合金化、脱气和除渣等步骤。

2.模具制备模具是铸造工艺中不可或缺的一环，它可以决定最终产品的形状和尺寸。

根据模具的不同制备材料和制造工艺，可以将铸造分为砂型铸造、金属型铸造、压铸等多种类型。

不同类型的模具具有不同的特点和适用范围，选用合适的模具对于保证铸造质量至关重要。

3.浇注浇注是铸造过程中的核心环节，其目的是将熔融金属或其他材料注入到模具内部，以形成所需的产品形状。

在浇注过程中需要考虑浇注温度、压力、速度以及浇注口的设计等因素，以确保产品的内部结构和表面质量。

4.冷却、固化浇注完成后，熔融金属开始在模具内逐渐冷却，经过一段时间的固化后形成固态产品。

冷却和固化的速度和方式对于产品的性能具有重要影响，需要根据具体工艺要求进行控制。

5.清理、整理在产品冷却固化完成后，需要将铸件从模具中取出，并进行清理和整理。

通常需要去除浇口、毛刺和气孔等缺陷，以及进行表面处理、热处理等工艺，以提高产品的外观和性能。

6.质量检测最后，铸造产品需要进行质量检测，以确认其各项性能指标是否满足设计要求。

质量检测的内容包括金相组织分析、力学性能测试、化学成分分析、缺陷检测等多个方面，以确保产品的质量和可靠性。

二、铸造材料1.金属材料铸造最常用的材料是金属或合金，常见的铸造金属包括铁、钢、铝、铜、锌等。

每种金属材料都具有特定的物理性能、化学成分和工艺特性，适用于不同的工程应用领域。

2.非金属材料除金属材料外，铸造也可以使用一些非金属材料，如陶瓷、塑料、混凝土等。

这些非金属材料通常用于制造复合材料、绝缘材料、建筑材料等产品，具有更广泛的应用领域。

三、模具设计1.模具结构模具的结构设计直接影响着铸造产品的形状和尺寸精度。

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。

铸造初级知识点总结一、铸造的基本原理铸造工艺是一种通过熔化金属，然后将熔融金属注入模具中，使其冷却凝固后获得所需铸件的工艺。

铸造的基本原理是将金属材料加热至其熔点以上，然后借助重力或压力，将熔融金属填充到模具中，并在一定时间内冷却凝固，最终获得成型铸件。

二、铸造的基本过程1.原料准备：铸造的原料为金属，通常为各种合金，并且需要进行严格的配料和熔炼，以保证所得的金属合金符合工艺要求。

2.模具准备：模具是铸造的关键工具，其形状和尺寸决定着最终铸件的形态，模具通常由砂型、金属型等材料制成。

3.熔炼金属：将金属原料放入熔炼炉中进行加热，直至金属完全熔化为止。

4.填充模具：借助重力或压力，将熔融金属注入模具中，填满整个模具腔体。

5.冷却凝固：待金属在模具中冷却凝固后，取出模具，即可取得所需的铸件。

6.后处理：对铸件进行必要的处理，包括去除模具残余物、修磨表面、进行热处理等，以满足工程要求。

三、铸造的分类1.按照金属状态分：包括压铸、重力铸造等。

2.按照模具材料分：包括砂型铸造、金属型铸造等。

3.按照成型方式分：包括静压铸造、气压铸造等。

4.按照成型材料分：包括铸铁、铸钢、铸铝等。

四、铸造的优点和局限优点：1.批量生产：铸造可以实现大规模的批量生产，满足大规模产品的生产需求。

2.成本低廉：相对于其他加工工艺，铸造的成本较低，投资回报率高。

3.复杂形状：铸造可以轻松实现各种复杂形状的产品生产。

4.材料选择广泛：铸造可以用于各种金属和合金的加工，选择范围广泛。

5.循环再利用：废旧铸件可以进行回收，再利用，具有较好的环保性。

局限：1.尺寸精度：铸造的尺寸精度相对较低，难以满足一些高精度工程要求。

2.表面质量：铸造的表面质量一般较差，需要研磨和表面处理。

3.材料浪费：铸造需要一定的冶炼和浇注过程，存在一定的材料浪费。

4.成本高昂：对于小批量精密铸造来说，成本较高。

五、铸造的相关设备1.熔炼设备：包括电炉、煤气炉、电弧炉等。

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。

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。

第一篇铸造定义：铸造是将液体金属浇铸到具有与零件型号尺寸相适应的模型型腔中，待其冷却凝固后，以获得零件毛坯或铸件的方法叫铸造。

铸造的特点：成品率底，废品率高，粉尘量大1-1 液态合金的充型充型：液态合金添充合金的过程叫充型添充能力：液态合金充满型腔，获得完整形状清晰铸件的能力影响充型能力的因素：①合金的流动性②铸造条件⑴.温度⑵充型压力铸造填充的条件：①铸型材料②铸型温度（沙型温度不可过底，减少温差，即温度适当提高）③铸型气体１－２逐渐零件与收缩铸件的凝固方式：逐层凝固、中间凝固、糊状凝固铸件的收缩：液态收缩、凝固收缩、固态收缩（铸件的实际收缩与其化学成分、浇铸温度、铸件结构铸型条件有关）※铸件中的缩孔与疏松：①缩孔：（共晶易出现）→逐层凝固集中在铸件上部，散后凝固部分容积较小的孔洞，呈倒锥状即表面粗糙②疏松（固液共存：宏观缩孔，微观缩孔）③缩孔与疏松的防治定向凝固（顺序凝固→防治缩孔、宏观疏松也可用此法消除）1-3铸造的内应力与裂纹一．内应力：热应力与机械阻力热应力：材料冷却四壁厚度不同，冷却速度不同，产生不同的力（拉力和压力，且热应力不消失）内应力的防治（内应力会使零件变形）方法：A同时凝固B对于长而高的零件可采用反变形工艺C铸件的厚壁均匀，形状尽量对称D对精度要求高的零件应采取时效处理时效（天然：自然释放力。

人工：回炉退火，去应力退火）二．裂纹（热裂纹和冷裂纹）热裂纹形成：高温凝固下形成的特征：短、缝隙长、形状曲折、内部带有氧化色形成热裂纹的主要因素：1.合金的性质（合金结晶范围，收缩率大，热裂纹倾向大，灰铸铁和球墨铸铁）2.铸型的阻力（铸型的退让性越好，机械应力越小，热裂倾向小）冷裂纹（脆性材料）形成：低温凝固下形成的裂纹特征：A细长B呈连续直线状C个别的缝隙的呈轻微的氧化色1-4 铸件中的气孔产生：水蒸汽产生种类：侵入气孔、析出气孔、反应气孔※2-1铸铁件的产生（C＜2.11%→钢C＞2.11%→铁）1.根据C的存在形式分类： 1.白口铁2.麻口铁3.灰口铁（常用）2.灰口铁以石墨的形状不同来分普通灰口铁：C呈片状形式可锻铸铁：C呈团絮状球墨铸铁：C呈球状蠕状铸铁：C呈蠕虫壮灰口铸铁：脆性材料（黄铜），弹性差，韧性，塑性差，脆性好工艺特点即性能1.机械性能：抗拉强度底，抗压强度近似于铜，韧性，可塑性为02.工艺性能：铸造性能良好，切削性能好，不可锻造，不可焊接3.减震性能好4.耐磨性好5.缺口敏感影响铸铁组织和性能的因素1.化学成分：碳、硅。