铸造技术PPT课件

铸铁
第四节 薄板的连铸技术
铸钢液芯连铸连轧
优点：
大幅度节约能源 显著改变钢锭的质量 扩大连铸产品品种 节省轧制工艺和设备
铸钢液芯连铸连轧
钢锭液芯轧制与普通轧制 的区别：
➢ 变形在表面的凝固层， 内部钢液可以任意流动， 向各个方向等值传递压 力。
➢ 出现拉应力，可能导致 内裂纹，出现漏钢
➢ 部分抵消钢锭矫直过程 的拉应力，防止矫直裂 纹的形成
双带激冷连续铸造的工作原理
单带激冷连续铸造的工作原理
喷射沉积法带材连铸工作原理
反铸造法
O.C.C.连铸技术
O.C.C.连铸技术的原理与特点
原理：铸型加热 O.C.C.连铸技术的特点
➢得到完全单方向凝固的无限长的柱 状晶组织 ➢存在液相隔离，摩擦力小，牵引力 小，利于进行任意复杂形状截面型材 的连铸 ➢凸向液面，气体和杂质难以进入液 相 ➢缺陷少，组织致密，消除了横向晶 界，塑性加工性好
中间的固相对外层的 液相具有支撑作用。
凸出的凝固界面有利 于晶粒的淘汰。
温度太高或拉伸速度 太快、温度太低都不好。
凝固组织的形成
晶粒的淘汰速率 除了与晶粒的晶体学 取向有关外，还和凝 固界面的宏观形貌有 关。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
S搅拌
引起两相区内枝晶的破碎，并进入液相区，促进等轴晶凝固组织的形成，细 化等轴晶粒。
F搅拌
促使枝晶骨架的位置调整和促使等轴晶的形成，防止中心偏析和V型偏析
第三节 其他合金的连铸技术
铝合金的连续铸造
凝固组织的控制
凝固组织的控制

作用
为铸造生产提供技术指导，确保铸件的质量和生 产效率。
分类
根据用途可分为零件图和总装图。
铸造工艺图绘制的流程
确定铸造工艺方案
根据铸件需求，选择合适的铸 造方法、材料和工艺参数。
绘制总装图
将各个零件的铸造工艺图进行 汇总，绘制出完整的总装铸造 工艺图。
了解铸件需求
与设计部门沟通，明确铸件的 使用要求和性能参数。
简化绘图流程
通过减少不必要的步骤和优化绘图工具，提高绘图效率。
标准化绘图规范
制定统一的绘图标准，确保图纸的准确性和一致性。
引入模板和预设元素
利用模板和预设元素，快速生成标准化的铸造工艺图。
铸造工艺图绘制的自动化技术
01
02
03
自动化绘图软件
利用自动化绘图软件，实 现快速、准确的铸造工艺 图绘制。
参数化绘图
实践操作
通过实践操作绘制铸造工艺图， 学生可以锻炼实际操作能力和技 能水平，提高自己的综合素质和 实践能力。
案Байду номын сангаас分析
通过对实际案例的分析和讨论， 学生可以更加深入地了解铸造工 艺的应用和实际效果，提高分析 和解决问题的能力。
总结词：进阶提高
详细描述：针对复杂铸件，如何进行详细的工艺分析，制定合理的铸造工艺方案，并绘制出完整的铸 造工艺图。
实例三：特殊要求的铸造工艺图绘制
总结词：特殊处理
详细描述：针对具有特殊要求的铸件，如何根据具体要求调整铸造工艺方案，并绘制出满足要求的铸造工艺图。
PART 04
铸造工艺图绘制进阶
铸造工艺图绘制的优化技巧
PART 05
铸造工艺图绘制应用
铸造工艺图绘制在生产中的应用

特种铸造
特种铸造是一种特殊的铸造方法，它 使用非传统的方法和材料来生产铸件 。
特种铸造的缺点是成本较高，技术要 求较高，需要专业的技术和设备支持 。
特种铸造的优点是可以生产出传统铸 造方法难以制造的复杂、高性能的铸 件，同时还可以提高铸件的质量和性 能。
铸造工艺流程
铸造工艺流程包括熔炼、 浇注、冷却、落砂、清理
等步骤。
浇注是将熔化的金属液注 入模具中，形成铸件。
落砂是将凝固后的铸件从 模具中取出，并进行清理
和加工。
熔炼是将金属加热至熔化 成液态，然后进行精炼和
除渣。
冷却是指铸件在模具中冷 却凝固的过程。
清理是去除铸件表面上的 残渣和毛刺，保证铸件的
质量和外观。
PART 04
铸造缺陷与质量控制
REPORTING
脱模剂
用于使铸件易于从铸型中 脱出，如石墨粉、滑石粉 等。
PART 03
铸造工艺
REPORTING
砂型铸造
砂型铸造是最常见的铸造方法 之一，它使用砂型作为模具来 生产铸件。
砂型铸造的优点是成本低、工 艺成熟、适用范围广，可以生 产各种形状和尺寸的铸件。
砂型铸造的缺点是生产周期较 长，需要经过多个步骤才能完 成一个铸件，且生产效率相对 较低。
THANKS
感谢观看
REPORTING
铸造技术的未来展望与挑战
智能化铸造
将人工智能、大数据等技术与铸 造工艺相结合，实现铸造过程的 智能决策和自动化控制，提高生
产效率和产品质量。
绿色铸造
发展环保、节能、低碳的铸造技 术，降低铸造过程的环境污染和
资源消耗，实现可持续发展。
高性能材料铸造
研究和发展高性能、高强度的新 型铸造材料，满足高端装备和新

第一章 铸造
1 §1—1 概述 2 §1—2 砂型铸造 3 §1—3 特种铸造及铸造新技术
第一章 铸造
§1—1 铸造基础
一、 铸造及其分类
将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型 腔中，凝固后获得具有一定形状、尺寸 和性能的毛坯或零件
砂型铸造
铸 造
特种铸造
熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造
§第1一—章1 铸铸造造基础
整模两箱造型
§第1—一2章 砂型铸铸造造
模样分成两 部分，分别 制造上型和 下型，型腔 则位于上型 和下型之间
分模两箱造型
§第1—一2章 砂型铸铸造造
2）脱箱造型 在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱
§第1—一2章 砂型铸铸造造
3）挖沙造型 下型分型面挖成不平分型面（曲面、非平面）
§第1—一2章 砂型铸铸造造
气动微振压实造型机紧砂
§第1—一2章 砂型铸铸造造
3．造芯
制造型芯的过程称为造芯
手工造芯 机器造芯
芯盒造芯
§第1—一2章 砂型铸铸造造
4．合型
又称合箱，是将铸型的各个组元 组合成一个完整铸型的操作过程
5．熔炼
熔炼是使金属由固态转变为熔融状态的过程
§第1—一2章 砂型铸铸造造
6．浇注
（1）浇注工具
4．铸造圆角
相邻两表面的过渡圆角
§第1—一2章 砂型铸铸造造
5．芯头
在模样上：芯头是模样的凸出部分 在型芯上：芯头是型芯的外伸部分
§第1—一2章 砂型铸铸造造
6．浇注系统
（1）外浇口 （2）直浇道 （3）横浇道 （4）内浇道
7．冒口
§第1—一2章 砂型铸铸造造
三、砂型铸造的工艺过程
1．混砂

（1）衬垫要求
在铸圈的上下端形成3~5mm空白区 采取在一端（上端或下端）形成一3~5mm空白区 无圈铸型技术，用普通铸圈替代时，则不需形成空白区
（2）衬垫方法
（1）湿衬法 （2）干衬法
3. 清洗熔模
在熔模制作完成后，需要将插有铸道针的熔模固定在成形座上进行清洗
（1）清洗熔模的目的
二、包埋前的准备
1. 包埋材料的选择
不同的铸造合金有不同的铸造收缩率，所以必须选用与之相适应的包埋材。 中熔合金多采用石膏系包埋料 高熔合金采用磷酸盐系或硅酸盐系包埋料 钛合金采用二氧化锆耐高温包埋料
2. 选择铸圈
铸圈是包在铸型外围，使包埋料成型的工具。
衬里铸圈
在铸圈的内壁四周，衬垫厚度均匀一致的石棉纸或代用品，以缓冲铸圈对包埋材料加热膨胀的限制
八、缩陷
定义 防止措施 延长加压时间，使铸造压力持续时间长于合金凝固时间 改善包埋料的透气性，在熔摸的边缘安放排气孔。
九、砂眼
定义 防治措施 制作熔模时，特别在安插铸道时，避免铸型腔内产生内尖角。 掌握好包埋料的使用方法和配方，提高铸型的强度和韧性。 使用规范的铸圈底座，保证铸道口的质量。 在烘烤和焙烧过程中防止外界砂粒落入铸型腔内。
第五节 钛铸造技术
一、钛及钛合金铸造的条件
（一）抽真空 1、高真空排除空气 2、”转换“排气 （二）惰性气体保护 1、氩气 2、氦气
二、溶解方法
（一）高频感应溶解 （二）弧溶解
三、铸造法
（一）差压式铸造法 （二）加压铸造法 （三）离心铸造法
（三）烘烤焙烧中的问题
1、过早烘烤或升温过快 2、温度低或时间短
（四）熔铸过程中的问题
1、合金投放量不足 2、合金熔化不全 3、铸造压力不足 4、非贵金属高熔合金熔化时粘性大， 流动性差

TL=TS 易产生缩孔
消除缩孔： 1）实现顺序凝固。 2）实现同时凝固。
四 合金铸造性能：合金易于液态成形而获 得优质铸件的能力。包括：流动性、凝固 温度范围、吸气性等。
2.3砂型铸造
一 砂型铸造工艺路线：
制造模型、准备型砂、制作砂型、烘干砂型 、合箱、 熔炼金属、浇铸、铸件清砂、检验。
图.圆柱体铸件某瞬间横断面上的温度场
2铸件的凝固方式： a逐层凝固:纯金属或共晶合金。没有凝固区，
TL=TS 。
b糊状凝固：凝固温度范围宽，表面枝晶固体 将金属液分割开，充型和补缩能力变差。
c中间凝固：τ1---逐层凝固+糊状凝固+液相 τ2--- 逐层凝固+糊状凝固。
2铸件的凝固方式：
a逐层凝固:纯金属或共晶合金。没有凝固区，
图1 熔模制备
图2 熔模模组制备
②型壳制造：耐火涂料—石英粉水玻璃涂于熔模组表面， 撒上一层细石英沙，然后自然硬化，多次重复涂料，撒 上石英砂和硬化，得到砂粒逐渐增大有5~9层砂壳组成的 型壳。
图三 造型
③脱模型壳熔烧：用热水法或高压蒸汽法脱出腊模，型壳 800~1000℃焙烧，净化内腔提高硬度。

（小于1mm)。

③效率高
缺点：①充型快，气体来不及排出，有气孔，
不能加工和热处理。

②设备投资大，生产准备周期长。
思考题： 1 砂型铸造结构工艺性主要包括哪些方
面？
2 简述熔模铸造、金属型铸造、压力铸 造工艺过程。
二铸件结构工艺性
1 合理均匀的壁厚：厚—流动性好，太厚—易缩孔、缩松； 2 壁连接应平缓、圆滑：尖角定向结晶应力大； 3 连接处避免交叉和锐角：交叉—金属多易缩孔、缩松。

（3）铸件的变形和防止 铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及随后的切削 加工变形。防止铸件变形有以下几种方法： a) 采用反变形法 可在模样上做出与铸件变形量相等而方 向相反的预变形量来抵消铸件的变形，此种方法称为反变 形法。 b) 进行去应力退火 铸件机加工之前应先进行去应力退火， 以稳定铸件尺寸，降低切削加工变形程度。 c) 设置工艺肋 为了防止铸件的铸态变形，可在容易变形 的部位设置工艺肋。
图9-8 定向凝固原则
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b）合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺 浇 注位置的选择应服从定向凝固原则；内浇道应开设在铸件 的厚壁处或靠近冒口；要合理选择浇注温度和浇注速度， 在不增加其它缺陷的前提下，应尽量降低浇注温度和浇注 速度。
第19页/共107页
2. 铸造应力、变形和裂纹 在铸件的凝固以及以后的冷却过程中，随温度的不断降低，收缩 不断发生，如果这种收缩受到阻碍，就会在铸件内产生应力，引 起变形或开裂，这种缺陷的产生，将严重影响铸件的质量。 （1） 铸造应力的产生 铸造应力按其产生的原因可分为三种： a）热应力 铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收 缩而引起的应力。 b）固态相变应力 铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变 化而引起的应力。 c）收缩应力 铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、 箱挡等外力的阻碍而产生的应力。 铸件铸出后存在于铸件不同部位的内应力称为残留应力。
•（三） 影响合金收缩的因素 1. 化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合 金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。 2. 浇注温度 合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。 3. 铸件结构与铸型条件 铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同， 各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸 型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由 收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。Biblioteka 图9-3 不同结晶特征的合金的流动性

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5）芯头设计：起定位、 支撑和长度、斜度和间隙。 长度取决于型芯的直 径和长度。
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4.浇注系统
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浇注系统包括： ①浇口杯。承接浇包倒进来的金属液,也称外浇口。 ②直浇口。联接外浇口和横浇口,将金属液由铸型外面引入铸
2.3 铸造工艺设计
目的：为了获得健全的合格铸件，减小铸型制造 的工作量，降低铸件成本，在砂型铸造的生产准 备过程中，必须合理地制订出铸造工艺方案，并 绘制出铸造工艺图。
铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出 铸造工艺方案的图形，其中包括：铸件的浇注位 置；铸型分型面；型芯的数量、形状、固定方法 及下芯次序；加工余量；起模斜度；收缩率；浇 注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺 图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制 造和铸件检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图， 结合所选造型方法，便可绘制出模样图及合箱图。
手工造型不铸出有质量要求采用型芯363633浇注位置和分型面浇注位置和分型面方案2方案1373744加工余量加工余量基本基本尺寸尺寸加工加工基准基准该表面距加该表面距加工基准尺寸工基准尺寸mama加工加工量量200200端面端面120120端面端面8080顶面顶面jj双面双面8585120120端面端面200200端面端面8080底面底面hh双面双面5555200200200200端面端面侧面侧面hh单面单面77120120200200端面端面侧面侧面hh单面单面5555200200台阶面台阶面200200端面端面4040端面端面底面底面hh双面双面776060孔孔孔直径孔直径8080孔径孔径直径中直径中面面jj双面双面555538385585393955起模斜度
✓少用砂芯 ✓少用活块 ✓便于清理 ✓便于合箱
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1）使铸件或主要型芯位于同一铸型以避免错箱。

定期检查
对铸造设备进行定期检查，确保设备正常运 行。
清洁保养
保持设备清洁，防止污垢和杂物对设备造成 损害。
润滑保养
定期对设备进行润滑保养，减少磨损和故障 。
安全操作
严格按照设备操作规程进行操作，确保安全 生产。
CHAPTER 04
铸造生产实践
铸造生产流程实例分析
01
02
03
砂型铸造工艺流程
从原砂、粘结剂、添加剂 的选用，到模具制作、造 型、浇注、落砂、清理等 步骤的详细介绍。
铸造工艺学的应用领域
总结词
铸造工艺学的应用领域
详细描述
铸造工艺学广泛应用于机械、汽车、航空航天、船舶、电力、化工等工业领域 。通过铸造工艺学的方法，可以生产各种零部件，如发动机缸体、齿轮、叶轮 、涡轮等。
铸造工艺学的发展历程
总结词
铸造工艺学的发展历程
详细描述
铸造工艺学的发展经历了石器时代的初级铸造、古代铸造、近代铸造和现代铸造四个阶段。随着科技 的不断进步，铸造工艺学在理论和实践方面都取得了长足的进步，不断推动着工业制造技术的发展。
《铸造工艺学》ppt课 件
CONTENTS 目录
• 铸造工艺学概述 • 铸造材料与工艺 • 铸造设备与工具 • 铸造生产实践 • 铸造工艺学展望
CHAPTER 01
铸造工艺学概述
铸造工艺学的定义与特点
总结词
铸造工艺学的定义、特点
详细描述
铸造工艺学是一门研究金属材料成型过程和工艺原理的学科，其涉及将熔融状态的金属浇注到模具中，冷却凝固 后形成所需形状的制品。铸造工艺学具有悠久的历史，其特点包括适应性强、成本低、可生产复杂结构件等。
压力铸造工艺流程
包括压铸机选择、模具设 计、压铸工艺参数设定、 压铸件后处理等关键环节 的解析。

低压铸造、连续铸/共190页
第5页/共190页
❖ 铸造是历史上最悠久的一 种工艺，在我国已有6000多 年历史了。从殷商时期就有灿 烂的青铜器铸造技术。河南安 阳出土的殷朝祭器司母戊鼎， 重达700多公斤，长、高都超 过1m（见右图），四周饰有 精美的蟠龙纹及饕餮(古代传 说中的一种凶恶的野兽)。
型砂的组成
型（芯）砂是由原砂、旧砂（回用砂）、粘结剂、附加物和水组 成的。经混制后，符合造型要求的混合料。
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1. 原砂 原砂是型（芯）砂的主体。最常用的是二氧化硅含量较高
的硅砂。还有一些不常用的特种砂(如锆砂、镁砂、橄榄石砂、 铬铁矿砂、钛铁矿砂、刚玉砂等。 2. 粘结材料
用来粘结砂粒的材料称为粘结剂。常用的有粘土、水玻璃、 油类粘结剂、合成树脂粘结剂等。目前使用最普遍的是粘土， 粘土分为铸造用粘土和铸造用膨润土。 3. 辅助材料
车床
铣床
刨床
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磨床
（一）砂型铸造生产过程简介
铸造按生产方式不同，可分为砂型铸造和特种铸造。用砂型 铸造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的80% 以上。其 生产过程的工艺流程如图所示：
型砂配制
造型
烘型 金属熔炼
工装准备
合型
浇注
落砂清理
检验
芯砂配制
造芯
烘芯
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（二）铸造生产的特点： （1）砂型铸造生产的优点
所谓辅助材料是指制造砂型（芯）过程中所用各种材料中 除原砂、粘结剂（如粘土、树脂、水玻璃等）、水之外的材料。 常用的辅助材料有煤粉、锯屑、石墨粉、滑石粉、重油和脱模 剂等。
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（三）型（芯）砂的性能 生产中为了获得优质的铸件和良好的技术经济效果，要求型