常用铸造方法

1、铸适用的原材料來源广泛，生产成本低，铸造工艺灵活性大，儿乎不受零件大小、形 状、重量和结构复杂程度的限制，所以铸造工艺被广泛应用。铸件结构与铸件的质最、劳动生产率和铸造成本有关。设计铸件时，除了耍考虑满足零件的作性能外，还要考虑铸造匸艺过程、合金铸造性能、铸造方法及机械加工、装配 和运输等方面对铸件结构的要求。常用铸造金属材料1.铸钢a.普通铸钢：ZG200-4004. 铸造铝合金a. 铝硅合金：合金牌号b. 铝铜合金：合金牌号c. 铝镁合金：合金牌号d. 铝锌介金：介金牌号ZAlSixxx,合金代号：ZLlxx：ZAlCuxxx,合金代号：ZL2xx；ZAlMgxxx,合金代号：ZL3xx：

2、ZAlZiixxx,介金代号：ZL4xx；200代表试样最小屈服强度,400代表最小抗拉强度;b. 合金铸钢：ZGxxxxxx为合金牌号。性能类似普通钢铁。2. 铸铁a. 灰铸铁：HT10100代表试样最小抗拉强度：b. 球墨铸铁：QT400-18400代表试样故小抗拉强度，18代表延伸率：c. 可锻铸铁：KTH300-06H代表黑心（Z代表珠光体，B代表白心），300代表试 样最小抗拉强度，06代表延伸率；d. 其它铸铁：MT耐磨铸铁，MQT耐磨球墨铸铁，KinTBxxx抗磨白口铸铁，RTxxx耐热铸铁，RQTxxx耐热球墨铸铁，STSixxx高硅耐蚀铸铁。主要用丁发动机的汽缸体、筒套、各种

3、机床床身、底座、平台等。3. 铸造铜合金a. 铸造青铜：合金牌号ZCuxxx,合金代号ZQxxx：b. 铸造黄铜：合金牌号ZCuxxx,合金代号ZHxxx：c. 压铸铜介金：介金牌号YZCuxxx,介金代号YTxxXo主要用于耐磨、耐蚀零件,如齿轮、轴套等。e. 压铸铝合金：合金牌号YZAlxxx,合金代号：YLxxXo零件成本低，粘:度高，在很多领域得到广泛的应用。5. 铸造锌合金a. 铸造锌合金：合金牌号ZZiiAlxxx,合金代号ZAxxx：b. 圧铸锌介金：合金牌号ZZiiAlxxxY,合金代号YXxxxo 主要用于小尺寸、高强度、耐蚀性零件，如平衡盘等。二. 铸造方法1. 砂型铸造2

4、待种铸造铸造方法主要特点应用范围压力铸造用金属铸型，在高压、高速卜充型，在压力I、快速 凝固，是效率高、楙度高的金属成型方仏，但压铸 机、压铸型制造费用高。人批、人昼生产，以锌合金、铝 介金、镁介金及铜介金为主的中 小吃薄壁零件，也用与钢铁铸件熔模铸造用蜡模,在蜡模外制成整体的耐火质薄壳铸型.加 热融掉蜡模后，用重力浇铸。铸件精度高,表面质 砒好，但压型制造费用高，工序繁多。于工工作时， 劳动条件差。各种生产批最，以碳钢、合金钢 为主的各种合金利难r加工的高 熔点介金复杂零件为宜，铸件质HI般小于lOKg金加型铸适用金属铸型,在重力下浇铸成型,对非铁合金铸件 有细化组织的作用，灰铸铁件易出现白

5、门，生产率 高，无粉尘，设备费用教高，于工操作时，劳动条 件差.成批、人最生产，以非铁合金为 主，也可用J铸钢、铸铁的厚樂、 简单或中等复杂的中小铸件低压铸造用金属型、石墨型、砂型，在气体压力下充型及结 晶凝固，铸件致密，金属利用率高，设备简单单件、小批或人批生产，以非铁 合金的中人薄壁铸件陶瓷型铸造采用高椿度模样，用门破耐火浆料灌注成型，重力 浇铸，铸件精度高、表而粗糙度细，但陶瓷浆料价 格贵单件、小批生产中、小型，樂厚 中等复杂铸件,特别宜作金属型、 模板、热芯盒及各种热锻模只离心铸造用金属型或砂型，在离心力作用卜浇铸成型，铸件 组织致密，设备简单、成本低、生产率高，但机械 加工量大单件、

6、成批人最生产铁管、铜套、 金属轴瓦、汽缸套等旋转体型铸 件实型铸造用泡沫聚苯乙烯哪!料模，局部或全部代替木模或金 属模造型,在浇铸时烧失。可节约木材、简化工序， 但烟尘有害气体较人单件、小批生产的中大铸件，尤 以1-2件为宜，或取模困难的怜| 部分磁型铸造用磴性材料（铁丸、钢丸）代替熨砂作造型材料， 磁性材料可币:复使用,简化了砂处理设备,但铸钢 件表面渗碳，涂料干燥时间长，生产率低大批、大St生产中小型中等复杂 的钢铁零件连续铸造铸型是水冷结晶器，金属液了连续浇入后，凝固的 铸件不断从结晶器的另一端拉出。生产率高，但设 备费用高人批、人彊生产以类介金的铸管、 铸锭、铸带、铸杆等真空吸铸在结品

7、器内抽真空,造成负压，吸入液体金属成型。 铸件无气孔、砂眼，组织致密，生产率高，设备简 单人批、人最生产铜合金、铝合金 的筒型和棒类零件挤床铸造先在铸型的卜型中浇入定量的液体金属,迅速合熨, 并在压力卜凝尚。铸件组织致密,无气孔,但设备 较复杂。挤压钢铁合金时模貝寿命短人批生产以非铁介金为主的形状 简单，内部质最耍求高或轮嘛尺 寸人的薄壁零件石墨型铸造用石墨材料制成铸型，重力浇铸成型、铸件组织致 密，尺寸精确，生产率高，但铸些质脆，易碎，手 工操作时劳动条件差成批生产铜介金螺旋桨等形状不 太复杂的中小熨零件，也可用 钛合金铸件三. 压力铸造压力铸造是在专用设备一压铸机上进行的一种铸造。即在烏速

8、、髙压下将熔融的金属 液压入金屈铸型，使它在压力下凝固获得铸件的方法。常用的压力为儿个至儿卜个兆帕， 充型时间为0.010.2秒，充型速度为0.550111/So1. 压铸机的种类根据床室的不同，斥铸机分为热斥室和冷斥室两种Ca. 热压室压铸机将压室与熔化金属液的划圳连成一体，压射活塞浸在金屈液中，采用杠杆机构使 活塞动作以实现压铸过程。如图3.1图3.1热压室压铸机的工作原理压铸机的工作过程：当压射活塞上升时，金屈液进入通道和立缸；压射活塞下压 将金屈液床入铸型；铸件在床力作用下凝固后，开启动型取出。热圧室床铸机的优点 是生产效率高：金属浪费少：工艺稳定；由于金屈液较干净，获得铸件的质量好：

9、易 于实现IH动化；但由于斥室和活塞长期浸在金加液中，使其寿命有限，冃前热床室斥 铸机只用于压铸一些低熔点合金铸件，如铅、锡和锌等合金件。b冷压室压铸机压室与熔炉分开，压铸时先用定虽勺从保温炉中将金属液倒入压室，然后使活塞 动作进行床铸。根据活塞加丿E方向的不同，乂分为卧式和立式两种。如图3.3和3.2所 示，是应用较普遍的卧式和立式冷床室床铸机。“）介士儿注入仝展澈b）加压C开型阪岀切fl 口卜压缩室:2 压縮活抵3-铸型;4-下活塞;5-剩余金属;6-铸件图3.2立式压室压铸机小 紳.向*空；1入飯体金筍丹浪外殳胃圧入祈皿Tve： va Id HRBI3.卿出仍”图3.3卧式冷压室压铸机总

10、之，冷压室压铸机的压室与金属液接触时间短，适合丁铸造熔点较高的合金， 如铜、铝和镁等有色合金及一些黑色合金的铸件。2. 斥力铸造的特点及应用a. 床铸的生产率高，可达50500件/h,便于实现H动化。b. 获得铸件的尺寸粘:度高，表而粗糙度低Ra为3.20.8 u mo使一些铸件无需机加工 就直接使用，还压铸结构复杂的薄壁件。c. 由丁金属铸型的冷却能力强，可获得细晶粒组织的铸件，其机械强度比砂型铸件的 提高(2540) %od. 便于实现嵌铸，即将其它金加或非金属零件先嵌放金斥铸型内，再斥铸另外一种金 属与其合铸成一体，如图3.4(a)所示。采用嵌铸法可铸出一些形状复杂的零件如 3.4(b)

11、。此外，嵌铸法可使铸件的某些局部性能提高，如耐磨性、导热性、导磁及绝 缘性等。爪为合金軟体件 b)图3.4嵌铸件图例改进前改进后注意事项说明1 消除内凹内凹铸件型 芯不易取出2壁厚均匀气孔、缩孔樂厚不均,易 产生气孔、缩 孔总之，斥铸是实现少切削、无切削的一种币:耍方法，但也在不足：a. 丿k铸设备投资大，爪铸型的制造成本高，只有在大量生产时才介算。b. 可压铸的介金种类受到限制，很难适用丁钢和铸铁等高熔点介金。c. 由丁压铸时的充型速度快，型腔中的空气很难完全排出，且厚樂处也很难补缩，使 铸件内部不能避免气孔和缩松缺陷。d. 压铸件不宜进行热处理或在高温下使用，以免床铸件的气孔中的气体膨胀，

12、弓I起零 件的变形和破坏。由丁压铸的以上特点，使它广泛应用丁大批量有色介金铸件的生产。其中铝合金压铸 件占的比重最大，约3050%,其次是锌合金和铜合金铸件。床铸件应尽星避免机加工或少加工，以防内部几洞外露。目前，已出现真空压铸、加 氧压铸等新工艺，可大大减少铸件中的孔洞缺陷，使其发挥更大的潜力。3. 压铸件结构设计a. 床铸件设计基本参数金金堕帀nun最小孔 径nim孔深（孔径的倍数）螺纹尺寸mm齿最小 模数斜度收缩率加工余合理的技术匕可能的肓孔通孔最小螺距外螺纹内螺纹内侧外博锌合金1-30.30.76120.756100.315F.5。101 040.6503-0.8铝合金1-30.51.

13、0481.010150.530F045-0.803-0.8镁介金1-30.60.7510106200.53(T21510.5-080.3-08铜合金2-41.02.5361.5121.545 *-235F0.6-1 00.3-08压力铸造不宜用丁厚壁铸件，对所有介金，不推荐使用大T 611U11的壁厚，设计基本参数见下表:b.床铸件结构设计注意事项，见下表序3 采用加强肋减小壁厚厚瞇处易产生疏松和气 孔4消除尖角过渡圆滑5 简化铸型结ZZ3Y7充填良好,不产生裂纹尽最避免横向抽芯，否则 使铸型机构 复杂四. 熔模铸造熔模铸造乂名“失蜡法铸造”，是采用易熔的蜡质材料制成模型，然后用造型材料将其

14、包覆若十层，待其干燥硬化后将蜡模熔化获得无分型面的壳世，经烘干后浇注金加液而获得铸件的铸造方法。1. 熔模铸造的工艺过程a. 制造母模：母模是铸件的基本模型，用來制造压型。b. 制造爪型：爪型是制造蜡模的模具，有很尚的精度和光洁度。制造压型要考虑蜡模 及铸件的女巫线收缩率。成批、大量生产时，斥型通常用金属材料制成：单件、小 批时，常用石膏來制造。c. 制造熔模：将糊状的蜡棊材料（50%石蜡和50%硬脂酸组成），在床力下充满用型, 冷凝厉取出.经修密毛刺便获得一个熔模C为一次能浇出多个铸件，可将多个熔模 焊成熔模组，如图4.1所示。G母模：bM理；c）熔釧：d ）铸造姑模；e）单独耕模f）级合蜡

15、模；g ）结壳，熔出蜡模：h ）填砂.浇注图4.1熔模铸造工艺过程d型壳的制造1）结壳：先任熔模上涂挂耐火涂料（一般由水玻璃和石英粉制成或硅酸乙酣水 解液和刚玉粉制成的），然后橄上一层细石英砂，将其放入氯化钱水溶液中硬 化或通氯气硬化。重复进行挂涂料、撤砂和哽化过程3至7次，直至结成5 10mm厚的型壳为止。2）脱模：通常将型壳浸泡在8595C的热水中，蜡模|行熔化后从型壳屮脱出, 获得与铸件形状一致的型腔。熔模也可在高床蒸气熔化脱出。3）焙烧：将熨壳在8001000C下加热，以淸除型壳内的残余物和水份，并进一 步提高型壳的强度。4）填砂：为加固型壳以防它任浇注时变形或破裂，需在焙烧后的型乏周

16、围用干 砂填紧。5）金屈液的浇注、落砂和清理型壳经焙烧后应马上浇注，以保证金属液有足够的充型能力。铸件凝固后落砂，并 对其进行清理和检验。2. 熔模铸造的特点及适用范围a. 获得铸件粘:度衙，农面粗糙度低，Ra值为12.5-1.6 unio因此采用熔模铸造获得 的涡轮发动机叶片等零件，无需机加工即可肖接使用。b. 适合J：各种合金的铸件。无论是有色合金还是黑色金属，尤其是适用J：熔点高、难 切削的筒合金铸钢件的制造，如耐热合金、不锈钢和磁钢等。c. 可铸出形状较复杂、不能分熨的铸件。其最小瞇厚可达0.3mm,可铸出孔的最小孔 径为0.5mm。d. 铸件的重量般不超过25kg。总之，熔模铸造是实

17、现少切削或无切削重耍方法。主要用于制造汽轮机、燃气轮机和 涡轮发动机的叶片和叶轮、切削刀具以及航空、汽乍、拖拉机、机床的小零件等。3.融模铸件设计注意事项怙洌件名称表24. 2 24保证铸件顾序凝固5 S气门摇軒A-A拖拉机冬件拖拉机專件序号铸钢件名称 24 2 25整铸代替分制改进 曲（分 W改 进 S （ 俗）五. 金属型铸造将金屈液浇注到金属铸型屮，待其冷却后获得铸件的方法叫金属型铸造。由j:金屈型 能反复使用很多次，乂叫永久型铸造。1. 金屈型的结构一般的，金属型用铸铁和铸钢制成。铸件的内腔既可用金属芯、也可用砂芯。金属型 的结构有多种，如水平分型、重血分型及复合分型c如图5.1所示。

18、其中垂氏分型便丁开 设内浇口和取出铸件：水平分型多用來生产薄唯轮状铸件：复合分型的上半型是由垂直分 型的两半型來用较链连结而成，下半型为尚定不动的水平底板，主要应用丁较复杂铸件的 铸造。Hi8）水Y分型式图5.11.2金属屮，3中间刊芯I 巾一两側刊芯；5-例孔烈芯b）垂亘分型氏金属型结构2. 金屈烈铸造熨的匸艺特点金屈型的导热速度快和无退让性，使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及口口等缺陷。 此外，金屈型反复经受灼热金属液的冲刷，会降低使用寿命，为此应采用以下辅助工艺措 施。a. 预热金屈型：浇注前预热金属型，可减缓铸型的冷却能力，有利丁金属液的充型及 铸铁的石墨化过程。生产铸铁件，金属型预热至

19、250350-C：生产有色金属件预热 至 100 250Cob. 刷涂料：为保护金属型和方便排气，通常在金属型表而喷刷耐火涂料层，以免金属 型血接受金屈液冲蚀和热作用。因为调整涂料层厚度可以改变铸件各部分的冷却速 度,并有利于金属型中的气体排出。浇注不同的合金,应喷刷不同的涂料。如铸造 铝合金件，应喷刷由氧化锌粉、滑石粉和水玻璃制成的涂料；对灰铸铁件则应采用 由石墨粉、滑石粉、耐火粘土粉及桃胶和水组成的涂料。c. 浇注：金属羽的导热性强，因此采用金属铸型时，介金的浇注温度应比采用砂犁高 出2030Co 般的，铝介金为680C740C：铸铁为1300C1370C；锡青铜 为11001150Co薄

20、壁件取上限，厚壁件収下限。铸铁件的壁厚不小丁 15mm,以 防白口组织。d. 开型：开型愈晚，铸件在金属型内收缩量愈大，取出采用闲难，而且铸件易产生大 的内应力和裂纹。通常铸铁件的出熨温度700950C,开熨时间为浇注后1060 秒。3. 金属型铸造的特点和应用范围与砂型铸造相比，金属型铸造有如下优点：a. 复用性好，可“一型多铸”，节省了造型材料和造型工时。b. 由丁金屈型对铸件的冷却能力强，使铸件的纽织致密、机械性能高。c. 铸件的尺寸轿度高，公差等级为IT12IT14：表面粗糙度较低，Ra为6.3m。d. 金属型铸造不用砂或用砂少，改善了劳动条件。但是金属型的制造成本拓、周期长、工艺耍求严格，不适用丁单件小批最铸件的生产, 主耍适用丁有色合金铸件的大批