机械工程师中级职称培训课件-铸造

1、铸铸 造造铸造基本知识铸造基本知识n铸造铸造将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型型腔中，将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得铸件的方法。待其冷却凝固后获得铸件的方法。n铸造的特点：铸造的特点：金属一次成形，工艺灵活性大。金属一次成形，工艺灵活性大。成本低廉。成本低廉。适宜于形状复杂的毛坯生产。适宜于形状复杂的毛坯生产。可生产多种金属或合金的产品可生产多种金属或合金的产品 。铸造生产的缺点，如铸件内部常存在气孔、缩孔、缩松、夹铸造生产的缺点，如铸件内部常存在气孔、缩孔、缩松、夹杂、砂眼和裂纹等缺陷。杂、砂眼和裂纹等缺陷。铸造生产的劳动条件较差。铸造生产的劳动条件

2、较差。铸造基本知识铸造基本知识铸造工艺基础铸造工艺基础n铸造合金的铸造性能铸造合金的铸造性能合金的流动性：合金的流动性：液态合金充填铸型的能力，称为合金的流动性。合金的液态合金充填铸型的能力，称为合金的流动性。合金的流动性好，就易获得形状完整、轮廓清晰、壁薄或形状复杂的铸件。流动性好，就易获得形状完整、轮廓清晰、壁薄或形状复杂的铸件。合金的收缩：合金的收缩：液态合金从浇注温度逐渐冷却液态合金从浇注温度逐渐冷却 、凝固、再到室温的过程中、凝固、再到室温的过程中伴随有体积和尺寸的缩小伴随有体积和尺寸的缩小 ，这种现象称为合金的收缩。，这种现象称为合金的收缩。 合金收缩的种类合金收缩的种类： 液态收

3、缩液态收缩合金从浇铸温度至液相线的收缩。合金从浇铸温度至液相线的收缩。 凝固收缩凝固收缩合金从液相线到固相线间的收缩。它对铸件的形状和尺寸合金从液相线到固相线间的收缩。它对铸件的形状和尺寸 精度影响较大。精度影响较大。 固态收缩固态收缩合金从固相线温度至室温时的收缩。合金从固相线温度至室温时的收缩。 铸造收缩是造成铸件裂纹、变形、缩孔或缩松的基本原因。铸造收缩是造成铸件裂纹、变形、缩孔或缩松的基本原因。 影响铸造合金铸造性能的主要因素：影响铸造合金铸造性能的主要因素： 1 1、合金的化学成分；、合金的化学成分； 2 2、浇注温度；、浇注温度； 3 3、铸型工艺及铸件结构。、铸型工艺及铸件结构。

4、 铸造工艺设计铸造工艺设计铸造结构的工艺性审查铸造结构的工艺性审查n铸件结构的工艺性审查铸件结构的工艺性审查合理设计铸件壁厚。铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚。合理设计铸件壁厚。铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚。内壁厚度是否小于外壁厚度内壁厚度是否小于外壁厚度10%20%。厚壁断面与薄壁断面相连接时，应有合理的过度形状和尺寸。厚壁断面与薄壁断面相连接时，应有合理的过度形状和尺寸。检查铸件细长比检查铸件细长比、结构斜度、壁间的间隔和最小间隙是否合、结构斜度、壁间的间隔和最小间隙是否合理。理。铸造工艺设计铸造工艺设计铸造工艺方案铸造工艺方案n确定工艺方案确定工艺方案造型方法选择：造型方法选择：

5、 手工造型手工造型有箱造型、湿型脱箱造型、刮板造型、地坑造型。有箱造型、湿型脱箱造型、刮板造型、地坑造型。 机器造型机器造型高压造型线、射压线、震压造型线高压造型线、射压线、震压造型线 。 铸型种类：干型铸型种类：干型、湿型和树脂砂造型、湿型和树脂砂造型 。 选择模型种类：金属模、塑料模和木模。选择模型种类：金属模、塑料模和木模。浇注位置选择浇注位置选择: :将质量要求高的表面或重要的加工面朝下，铸将质量要求高的表面或重要的加工面朝下，铸型的放置应保证砂芯的定位，补缩冒口放在铸件上部等。型的放置应保证砂芯的定位，补缩冒口放在铸件上部等。选择分型面：分型面尽量采用平面。选择分型面：分型面尽量采用

6、平面。铸造工艺设计铸造工艺设计铸造工艺参数铸造工艺参数n确定铸造工艺参数确定铸造工艺参数对铸件质量要求主要有对铸件质量要求主要有 ： 铸件表面粗糙度；铸件表面粗糙度； 铸件机械加工余量；铸件机械加工余量； 铸件质量公差；铸件质量公差； 铸件尺寸公差等。铸件尺寸公差等。最小铸出孔及槽，最小铸出孔及槽，铸造收缩率铸造收缩率工艺补正量与分型负数工艺补正量与分型负数铸造工艺设计铸造工艺设计砂砂 芯芯 设设 计计n砂芯砂芯为了解决铸件的内腔及外形难于出砂的部位而设置。为了解决铸件的内腔及外形难于出砂的部位而设置。 n 砂芯的设计主要包括确定砂芯的形状和个数，芯头结构，芯砂芯的设计主要包括确定砂芯的形状和

7、个数，芯头结构，芯头的通气和加固等问题。头的通气和加固等问题。n砂芯设计的主要步骤：砂芯设计的主要步骤：确定砂芯数量和每个砂芯的形状和尺寸。确定砂芯数量和每个砂芯的形状和尺寸。砂芯的编号。砂芯的编号。造芯和使用芯砂的种类。造芯和使用芯砂的种类。芯头数量芯头数量、形状、尺寸和定位。、形状、尺寸和定位。对悬臂、大、重砂芯使用芯撑时应确定芯撑的位置、数量、对悬臂、大、重砂芯使用芯撑时应确定芯撑的位置、数量、形状和尺寸。形状和尺寸。芯骨设计和通气道设计。芯骨设计和通气道设计。铸造工艺设计铸造工艺设计浇注系统设计和冒口设计浇注系统设计和冒口设计n浇注系统设计浇注系统设计浇注系统（俗称浇口）：将注入型中的

8、液体金属导入型腔的通道。浇注系统（俗称浇口）：将注入型中的液体金属导入型腔的通道。浇口的组成：由浇口杯浇口的组成：由浇口杯、直浇口、内浇口和横浇口四部分组成。、直浇口、内浇口和横浇口四部分组成。n冒口设计冒口设计冒口的作用：补缩冒口的作用：补缩、排气、集渣和作为注满的标志。、排气、集渣和作为注满的标志。冒口的种类：冒口的种类： 1. 1.按合箱后能否看到冒口按合箱后能否看到冒口明冒口和暗冒口明冒口和暗冒口 2.按冒口的设置位置按冒口的设置位置顶冒口和边冒口顶冒口和边冒口冷铁的应用：用来控制铸件凝固。主要有：冷铁的应用：用来控制铸件凝固。主要有： 1. 减小冒口尺寸、减少冒口数量；减小冒口尺寸、

9、减少冒口数量； 2.消除铸件局部热节；消除铸件局部热节； 3.防止铸件产生裂纹；防止铸件产生裂纹； 4.提高铸件的硬度和耐磨性。提高铸件的硬度和耐磨性。 冷铁的种类：外冷铁、内冷铁。冷铁的种类：外冷铁、内冷铁。铸造工艺设计铸造工艺设计合合 箱箱n合箱合箱把砂箱、型芯装配起来，成为一个完整的铸型。把砂箱、型芯装配起来，成为一个完整的铸型。合箱前合箱前检查砂芯位置和壁原尺寸，合箱定位。检查砂芯位置和壁原尺寸，合箱定位。合箱后合箱后检查压箱铁是否合适。检查压箱铁是否合适。n压箱铁压箱铁重量应是铸件重量的重量应是铸件重量的35倍。倍。铸造工艺文件铸造工艺文件铸造工艺文件铸造工艺文件n铸造工艺文件铸造工

10、艺文件是为具体铸件制定的工艺规程。是为具体铸件制定的工艺规程。 随铸件的结构随铸件的结构和技术要求不同，铸造工艺也不同。和技术要求不同，铸造工艺也不同。n铸造工艺文件的种类：铸造工艺文件的种类：铸造工艺图铸造工艺图铸件图铸件图浇注系统图浇注系统图合箱图合箱图铸造工艺文件铸造工艺文件铸造工艺图和铸件图铸造工艺图和铸件图n铸造工艺图铸造工艺图表达的内容：铸件的浇注位置；表达的内容：铸件的浇注位置； 分型面；分型面； 砂芯轮廓形状和芯头尺寸。砂芯轮廓形状和芯头尺寸。作用：是制造模型作用：是制造模型、生产工作准备、技术检验等都以它为依据。、生产工作准备、技术检验等都以它为依据。n铸件图：是根据工艺图绘

11、制的，表明铸件的形状和主要尺寸。图铸件图：是根据工艺图绘制的，表明铸件的形状和主要尺寸。图上标有铸件的技术条件。上标有铸件的技术条件。 砂型铸造砂型铸造砂型铸造的概念砂型铸造的概念砂型铸造砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。种铸造方法。主要工序为：主要工序为：制作模样及型芯盒，配制型砂、芯砂，制作模样及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化与浇注，铸件的清理与造型、造芯及合箱，熔化与浇注，铸件的清理与检查等。检查等。砂型铸造砂型铸造造造 型型 材材 料料n造型材料：造型材料：是用来制造铸型和型芯的材料。是用来制造铸型和型芯的材料。n铸造对

12、造型材料的性能要求铸造对造型材料的性能要求具有足够的湿强度、干强度、良好的可塑性和透气性，以保具有足够的湿强度、干强度、良好的可塑性和透气性，以保证铸型在运输和浇铸时足以承受冲击力和静压力，以及铸型证铸型在运输和浇铸时足以承受冲击力和静压力，以及铸型和砂芯的成型和尺寸精度。和砂芯的成型和尺寸精度。具有必需的耐火性能，以减少铸型和砂芯的烧结和粘砂。具有必需的耐火性能，以减少铸型和砂芯的烧结和粘砂。n几种常用材料几种常用材料硅砂硅砂是砂型铸造用造型混合料的主要组成部分。是砂型铸造用造型混合料的主要组成部分。铸造粘土铸造粘土膨润土（陶土）、粘土（白泥）。膨润土（陶土）、粘土（白泥）。铸造用煤粉铸造用

13、煤粉铸造用合成脂铸造用合成脂树脂砂用树脂树脂砂用树脂砂型铸造砂型铸造铸铁件铸造铸铁件铸造n意义：为获得高质量的铸件必须获得一定成分的铁水，因此，铸意义：为获得高质量的铸件必须获得一定成分的铁水，因此，铸铁的熔炼是铸造生产的重要工序。铁的熔炼是铸造生产的重要工序。n熔化铸铁所用设备熔化铸铁所用设备冲天炉冲天炉工频（工频（5050HzHz）感应电炉感应电炉铸铁件铸造铸铁件铸造冲天炉和工频炉熔化铸铁工艺特点和用途冲天炉和工频炉熔化铸铁工艺特点和用途n冲天炉熔化铸铁工艺特点冲天炉熔化铸铁工艺特点可连续熔化金属炉料；熔化时间长可连续熔化金属炉料；熔化时间长熔化的铸铁具有良好铸造性能熔化的铸铁具有良好铸造

14、性能熔化用的铁料、燃料、熔剂单独分层连续加入，铁料在熔化熔化用的铁料、燃料、熔剂单独分层连续加入，铁料在熔化带被熔化成液滴与灼热的焦炭接触而升温，经精炼后，将高带被熔化成液滴与灼热的焦炭接触而升温，经精炼后，将高温铁水储存到炉缸或前炉，以备浇铸。温铁水储存到炉缸或前炉，以备浇铸。n工频炉熔化铸铁工艺特点和用途工频炉熔化铸铁工艺特点和用途特点：工频炉利用电流感应产生的热能做能源加热熔化金属特点：工频炉利用电流感应产生的热能做能源加热熔化金属炉料。炉料。用途：多用来生产球墨铸铁。用途：多用来生产球墨铸铁。金属型铸造金属型铸造概念概念、特点和应用、特点和应用n金属型铸造金属型铸造将液态金属浇入金属材

15、料制成的铸型中以获得铸将液态金属浇入金属材料制成的铸型中以获得铸件的方法。它实现了一型多铸。件的方法。它实现了一型多铸。n特点特点有较高的尺寸精度和表面质量有较高的尺寸精度和表面质量; ;晶粒细小，铸件力学性能好晶粒细小，铸件力学性能好; ;生产效率高，易于机械化或自动化生产效率高，易于机械化或自动化; ;由于金属型导热快易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷由于金属型导热快易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷; ;金属型加工困难，周期长，一次性投资高金属型加工困难，周期长，一次性投资高. .n应用应用 主要用于大批量生产的有色金属铸件。如：铝活塞、轴瓦、主要用于大批量生产的有色金属铸件。如：铝活塞、轴瓦、

16、轴套等。轴套等。压力铸造压力铸造概念概念、特点和应用、特点和应用n压力铸造压力铸造将液态或半液态的金属利用高压将液态或半液态的金属利用高压( (从几十到几百大气从几十到几百大气压）作用，使其以高速（冲型的初始速度可达压）作用，使其以高速（冲型的初始速度可达0.50.5 70m 70m ss）注注入压铸模的型腔，并在压力下入压铸模的型腔，并在压力下 快速冷却凝固而得到铸件。快速冷却凝固而得到铸件。 n特点特点生产效率高、尺寸精度高，表面粗糙度低；生产效率高、尺寸精度高，表面粗糙度低；产品的品质和力学性能好；产品的品质和力学性能好；可浇出组织细密并很薄的铸件；可浇出组织细密并很薄的铸件；易产生皮下

17、小气孔和缩孔。易产生皮下小气孔和缩孔。n应用应用 主要用于铝、铜、镁、锌等合金铸件。由于产品的品质和力主要用于铝、铜、镁、锌等合金铸件。由于产品的品质和力学性能好，广泛用于学性能好，广泛用于机械、航机械、航 空、仪表及小五金行业。空、仪表及小五金行业。 压力铸造压力铸造压铸合金压铸合金n特点特点应有足够的高温强度和可塑性，为保证充模后能快速凝固，合金的结晶温度应有足够的高温强度和可塑性，为保证充模后能快速凝固，合金的结晶温度范围应小。范围应小。合金收缩率低，流动性好。合金收缩率低，流动性好。要有良好的加工性能和物理化学性能。由于模具寿命缘故，目前只应用于非要有良好的加工性能和物理化学性能。由于

18、模具寿命缘故，目前只应用于非铁合金。铁合金。n种类种类铅铅- -锡合金锡合金铅铅- -锑合金锑合金锡锡- -锑轴承合金锑轴承合金压铸锌合金压铸锌合金压铸铝合金压铸铝合金压铸镁合金压铸镁合金压铸铜合金等压铸铜合金等熔熔 模模 铸铸 造造熔模铸造的概念熔模铸造的概念、特点和应用、特点和应用n熔模铸造熔模铸造用易熔材料（如石蜡）制成模样，在模样上分层粘敷由用易熔材料（如石蜡）制成模样，在模样上分层粘敷由细到粗不同粒度的耐火材料后，进行烘干硬化、脱蜡、烧结，再进行浇细到粗不同粒度的耐火材料后，进行烘干硬化、脱蜡、烧结，再进行浇注、清理，即可获得尺寸精度高、表面粗糙度低的铸件的铸造方法。也注、清理，即可

19、获得尺寸精度高、表面粗糙度低的铸件的铸造方法。也称失蜡法铸造。称失蜡法铸造。n特点特点铸件尺寸精度高；铸件尺寸精度高；可实现少切削，无切削加工；可实现少切削，无切削加工；适用生产形状复杂，薄壁铸件；适用生产形状复杂，薄壁铸件；工序繁多，生产周期长；工序繁多，生产周期长；铸件重量不能太大，常采用一型多铸。铸件重量不能太大，常采用一型多铸。n应用：应用：各种金属都可用，主要用于铸钢及难切削合金的铸件。如：各种金属都可用，主要用于铸钢及难切削合金的铸件。如： 刀具、叶片、仪表零件等。刀具、叶片、仪表零件等。熔模铸造常见型壳的分类、特点及应用熔模铸造常见型壳的分类、特点及应用型壳分类型壳分类特点特点应

20、用范围应用范围水玻璃型壳水玻璃型壳尺寸精度和粗慥度好，周期长，尺寸精度和粗慥度好，周期长，成本低。成本低。碳素钢、低合金钢和铜、碳素钢、低合金钢和铜、铝合金铝合金硅酸乙脂型壳硅酸乙脂型壳尺寸精度高和表面粗糙度低，周尺寸精度高和表面粗糙度低，周期长，成本高。期长，成本高。高温耐热合金、耐热钢、高温耐热合金、耐热钢、不锈钢、碳钢、低合金不锈钢、碳钢、低合金钢和铜、铝合金钢和铜、铝合金硅溶胶型壳硅溶胶型壳尺寸精度高和表面粗糙度低，周尺寸精度高和表面粗糙度低，周期长，成本高。期长，成本高。高温耐热合金、耐热钢、高温耐热合金、耐热钢、不锈钢、碳钢、低合金不锈钢、碳钢、低合金钢和铜、铝合金钢和铜、铝合金铸

21、造工艺装备铸造工艺装备铸造工艺装备的概念及种类铸造工艺装备的概念及种类n铸造工艺装备铸造工艺装备把完成铸型工艺过程所需的用具称为铸造把完成铸型工艺过程所需的用具称为铸造工艺装备。工艺装备。n种类种类包括模样包括模样、模板、芯盒、砂箱等。、模板、芯盒、砂箱等。铸造工艺装备铸造工艺装备模样的用途、要求和分类模样的用途、要求和分类n用途：模样是用来形成砂型型腔的工艺装备。用途：模样是用来形成砂型型腔的工艺装备。n要求：必须具有足够的强度、刚度以及与铸件技术条件相适应的表面光要求：必须具有足够的强度、刚度以及与铸件技术条件相适应的表面光洁度和尺寸精度。洁度和尺寸精度。n分类分类 按结构分：按结构分：整

22、体模样整体模样分体模样分体模样刮（车）板刮（车）板按制造材料分：按制造材料分：木模模样木模模样金属模样金属模样塑料模样塑料模样铸造工艺装备铸造工艺装备模板的概念模板的概念、特点及材料、特点及材料n模板模板由铸件的模样由铸件的模样、芯头芯头、浇冒口系统、定位销（或孔）用、浇冒口系统、定位销（或孔）用紧固件装配在模底板上联成一个整体的模具。紧固件装配在模底板上联成一个整体的模具。n特点特点用模板造型可简化造型操作，提高生产率用模板造型可简化造型操作，提高生产率铸件尺寸精度高铸件尺寸精度高n材料材料金属材质金属材质塑料材质塑料材质木质木质铸造工艺装备铸造工艺装备芯芯 盒盒n芯盒的设计参数芯盒的设计参数分盒面分盒面分盒面与分型面一致；型与芯的起模斜度一致。分盒面与分型面一致；型与芯的起模斜度一致。填砂面填砂面保证利于充填和紧实。保证利于充填和紧实。支撑面支撑