铸 造 机械工程实践中心课件

目录 一、铸造概述 二、砂型铸造 三、特种铸造

一、铸造概述 1. 铸造的概念 铸造是将金属熔化并浇注到具有零件形状相适应的 铸型型腔中，等其冷却凝固后，获得毛坯或零件的方 法。 2. 铸造的特点 铸造的特点是金属在液态下成形，即熔化的液态金 属在一定的压力作用下充满铸型而获得铸件。 3. 铸造的方法 铸造的方法主要分砂型铸造和特种铸造两大类。

砂型铸造是最基本的铸造方法，下图为套筒的砂 型铸造过程。 砂型铸造的工艺过程主要包括：制造模型和芯盒、 配制型砂及芯砂、造型制芯、合箱、熔化金属、浇注、 落砂、清理及检验等。 二、砂型铸造

二、砂型铸造 （续） （一）造型（芯）材料 用来制造砂型和砂芯的材料统称造型材料。用于制造砂型的的称 型砂，用于制造砂芯的的称芯砂。 1. 对型（芯）砂的要求 （ 1 ）强度 （ 2 ）透气性 （ 3 ）耐火性 （ 4 ）退让性 （ 5 ）可塑性 （ 6 ）回用性 2. 型（芯）砂的组成 （ 1 ）原砂 （ 2 ）粘结剂：粘土、水玻璃、油类、合脂及树脂 （ 3 ）附加物：煤粉、重油、锯木屑 （ 4 ）涂料 3. 型（芯）砂的配制 型砂的混制是在混砂机中进行。先将一定比例的新砂、粘土和旧砂 依次加入混砂机中，先干混数分钟，然后加入一定量的水进行湿混约 10min 。

二、砂型铸造 （续） （二）造型 造型是铸型制造过程中的重要工序，它的任务是获得质量合格的铸 型。 1. 造型工具及辅具 2. 铸型结构 3. 造型方法 按造型手段可分为手工造型和机器造型两大类。

二、砂型铸造 （续） （ 1 ）手工造型 手工造型方法很多，要根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行 选择，常用方法有： 1 ）整模造型：整体模型，分型面为平面

二、砂型铸造 （续） 2 ）分模造型：分开模型，分型面多是平面

二、砂型铸造 （续） 3 ）挖砂造型：造型时须挖去阻碍取模的型砂

二、砂型铸造 （续） 4 ）活块造型：将模样上有妨碍取摸的部分做成活动的 活块造型 用外砂芯 作出活块

二、砂型铸造 （续） 5 ）三箱造型：铸件两端截面尺寸较大，需要三个沙箱 带轮的三箱造型 用外砂芯将三箱改为两箱

二、砂型铸造 （续） 6 ）刮板造型：用和铸件截面形状相适应的木板绕固定的中心轴旋转， 制出所需型腔。 带轮的刮板造型 导向刮板造型

二、砂型铸造 （续） （ 2 ）机器造型 机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现了机械化，适用于中、 小型铸件的成批生产，常用的机器造型方法有： 1 ）振压造型 工作过程： a) 填砂； b) 振实； c) 压实； d) 起模；

二、砂型铸造 （续） 2 ）多触头高压造型

二、砂型铸造 （续） （三）造芯 造芯和造型一样，可用于手工制造，也可用机器制造。 1. 手工造芯：造芯时多用芯盒制造，有时也用刮板制造。 （ 1 ）用芯盒制造 （ 2 ）用刮板制造

二、砂型铸造 （续） 2. 机器造芯：在大批量生产中，常用型芯制作设备是射芯机和壳 （吹）芯机。 射芯机工作原理 壳（吹）芯制造原理

二、砂型铸造 （续） （四）浇冒口系统 1. 浇注系统 浇注位置指浇注时铸件在铸型中的空间位置，浇注位置的选择原则： （ 1 ）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面； （ 2 ）铸件的大平面应朝下； （ 3 ）面积较大的薄壁部分置于铸型下部或侧面； （ 4 ）铸件厚大部分应放在上部或侧面。

二、砂型铸造 （续） 2. 冒口 3. 冷铁

二、砂型铸造 （续） （五）铸造合金的熔炼 1. 铸铁的熔炼 2. 铸钢的熔炼 3. 铸造有色合金的熔炼 （六）合箱、浇注、落砂、清理及铸件缺陷分析 1. 合箱 2. 浇注 3. 落砂 4. 清理 5. 铸件缺陷分析

三、特种铸造 （一）特种铸造的特点和分类 1. 特点 与砂型铸造相比，特种铸造具有铸件精度和表面质量高、铸件内 在性能好、原材料消耗低、工作环境好等优点。但铸件的结构、形状、 尺寸、重量、材料种类往往受到一定限制。 2. 分类 （ 1 ）金属型铸造 （ 2 ）熔模铸造 （ 3 ）离心铸造 （ 4 ）压力铸造 （ 5 ）低压铸造 （ 6 ）陶瓷型铸造 （ 7 ）实型铸造 （ 8 ）磁型铸造

三、特种铸造 （续） （二）金属型铸造 金属型铸造是在重力作用下将液态金属浇入金属铸型的成形方 法。 金属型的结构可分为：水平分型式、垂直分型式及复合分型式 等。金属型一般用铸铁、铸钢；铸件的内腔可用金属型芯或砂芯来 形成。 水平分型式 垂直分型式

三、特种铸造 （续） 金属型优点： 一型多铸，生产效率高； 铸件尺寸精度高，表面质量好 (IT12-14, Ra ) 铸件冷却快，组织致密，机械性能好 金属型缺点： 金属型成本高 没有退让性，不宜生 产形状复杂的铸件 铸件冷却快，组织致密，机械性能好 金属型铸造主要用于铜、铝、镁等有色金属铸件 的大批量生产。如内燃机活塞、汽缸盖、油泵壳体、 轴瓦、轴套等。

三、特种铸造 （续） （三）熔模铸造 模铸造是在易熔 模样表面包覆若干层 耐火材料，待其硬化 后，将模样熔去制成 中空型壳，经浇注而 获得铸件的成形方法。 熔模铸造工艺过 程：制造熔模、制模 组、上涂料（及撒 砂）、脱模、焙烧、 浇注、落砂、切浇口。

三、特种铸造 （续） 熔模铸造的特点： 铸件的精度和表面质量较高（ IT11~13,Ra1.6~12.5 ） 合金种类不受限制，钢铁及有色金属均可适用 可铸出形状复杂的铸件 生产批量不受限制 工艺过程较复杂，生产周期长，成本高铸件尺寸不能太大 熔模铸造是一种少、无切削的先进精密成形工艺，最适合 25kg 以下的高熔点、难加工合金铸件的批量生产。如汽轮机叶片、泵 轮、复杂刀具、汽车上小型精密铸件。

三、特种铸造 （续） （四）离心铸造 离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中，使其在离心力作用下 成形并凝固的铸造方法。 a) 垂直轴线 b) 水平轴线

三、特种铸造 （续） 离心铸造的特点： 铸件组织致密，机械性能好 不用型芯和浇注系统，简化生产，节约金属 金属液的充型能力强，便于流动性差的合金及薄壁铸件 便于制造双金属结构 铸件易产生偏析，内孔不准确且内表面粗糙 离心铸造是铸铁管、气缸套、铜套、双金属轴承的主要生产 方法，铸件最大可达十多吨。此外，在耐热钢辊道、特殊钢的无 缝管坯、造纸机干燥滚筒等生产中得到应用。

三、特种铸造 （续） （五）压力铸造 压力铸造是将液态金属在高压作用下快速压入金属铸型中，并 在压力下结晶，以获得铸件的方法。 压铸工艺过程： a) 注入金属 b) 压铸 c) 抽芯 d) 顶出铸件

三、特种铸造 （续） 压力铸造的特点： 铸件的尺寸精度高（ IT8~12,Ra3.2~0.4 ） 铸件的强度和表面硬度都较高 生产效率高（一般为 50~150 次 / 小时） 铸件表皮下有气孔，不能多余量加工和热处理 设备投资大，压铸型制造成本高，适宜大量生产 压力铸造主要用于铝合金、锌合金和铜合金铸件。压铸件广 泛应用与汽车、仪器仪表、计算机、医疗器械等制造业，如发动 机汽缸体、汽缸盖、仪表和照相机的壳体与支架、管接头、齿轮 等。