铸造工艺流程介绍

1、铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘 制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；5）落砂活理与铸件检验等主要工序。成形原理铸造生产是将金届加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中， 在重力或外 力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金届成形方 法。液态金屈挎件卒例图1铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多

2、铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某 些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图 2所示图2型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛

3、坯的主要方法之一，尤其对丁有些脆性金届或合金材料（如各种铸铁件、有色合金 铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金届材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜 合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数白吨；铸件壁厚可 以从0. 5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用丁生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸 体、叶片、叶轮等。3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金届材料，乂省切削加工工时。4）铸件一般使用的原

4、材料来源广、铸件成本低。5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。铸件的手工造型手工造型的主要方法砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工 完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量 具友介绍手工造型的主要方法：手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用丁单件小批量 生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种：1. 整模造型对丁形状简单，端部为平面且乂是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样

5、全部置丁一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用丁形状简单、最大截面在端部的铸件， 如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图 2）。图整模造型2. 分模造型当铸件的最大截面不在铸件的端部时， 为了便丁造型和起模，模样要分成两半或几部分，这种造型称 为分模造型。当铸件的最大截面在铸件的中间时，应采用两箱分模造型（图3）,模样从最大截面处分为两半部分（用销钉定位）。造型时模样分别置丁上、下砂箱中，分模面（模样与模样间的接合面） 与分型面（砂型与砂型间的接合面）位置相重合。两箱分模造型广泛用丁形状比较复杂的铸件生产， 如水管、轴套、阀体等有孔铸件。勤跚？下合模存4）铸塾装配国图3套管的分模两箱造型过程铸件形

6、状为两端截面大、中间截面小，如带轮、槽轮、车床四方刀架等，为保证顺利起模，应采用三 箱分模造型（图4）。此时分模面应选在模样的最小截面处，而分型面仍选在铸件两端的最大截面处， 由丁三箱造型有两个分型面，降低了铸件高度方向的尺寸精度，增加了分型面处飞边毛刺的活整工作 量，操作较复杂，生产率较低，不适用丁机器造型，因此，三箱造型仅用丁形状复杂、不能用两箱造 型的铸件生产。分型而图4三箱分模造型举例3. 活块模造型铸件上妨碍起模的部分（如凸台、筋条等）做成活块，用销子或燕尾结构使活块与模样主体形成可拆 连接。起模时先取出模样主体，活块模仍留在铸型中，起模后再从侧面取出活块的造型方法称为活块 模造型（

7、图5）0活块模造型主要用丁带有突出部分而妨碍起模的铸件、单件小批量、手工造型的场 合。如果这类铸件批量大，需要机器造型时，可以用砂芯形成妨碍起模的那部分轮廓。图5角铁的活块模造型工艺过程4. 挖砂造型当铸件的外部轮廓为曲面（如手轮等）其最大截面不在端部，且模样乂不宜分成两半时，应将模样做成整体，造型时挖掉妨碍取出模样的那部分型砂，这种造型方法称为挖砂造型。挖砂造型的分型面为 曲面，造型时为了保证顺利起模，必须把砂挖到模样最大截面处（图 6）。由丁是手工挖砂，操作技 术要求高，生产效率低，只适用丁单件、小批量生产。带浇口的铸件分型面造下箱造上型后台箱图6手轮的挖砂造型的工艺过程 手工制芯型芯用来

8、形成铸件内部空腔或局部外形。由丁型芯的表面被高温金届液包围，长时间受到浮力作用和 高温金届液的烘烤作用；铸件冷却凝固时，砂芯往往会阻碍铸件自由收缩；砂芯活理也比较困难。因 此造芯用的芯砂要比型砂具有更高的强度、透气性、耐高温性、退让性和溃散性。手工制芯由丁无需制芯设备，工艺装备简单，应用得很普遍。根据砂芯的大小和复杂程度，手工制芯用芯盒有整体式芯盒、对开式芯盒和可拆式芯盒，如图 7所示。图7芯盒制芯示意图零件、模样、芯盒与铸件的关系模样用来形成铸件的外部轮廓，芯盒用来制作砂芯，形成铸件的内部轮廓。造型时分别用模样和芯盒 制作铸型和型芯。图1分别表示零件、模样、芯盒和铸件的关系。制造模样和芯盒所

9、选用的材料， 与铸件大小、生产规模和造型方法有关。单件小批量生产、手工造型时常用木材制作模样和芯盒，大 批量生产、机器造型时常用金届材料（如铝合金、铸铁等）或硬塑料制作模样和芯盒。图 零件、模样、芯盒与铸件的关系铸造铸件常见缺陷分析铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，往往由丁原材料控制不严，工艺方案不合理，生产操 作不当，管理制度不完善等原因，会使铸件产生各种铸造缺陷。常见的铸件缺陷名称、特征和产生的 原因，见表。常见铸件缺陷及产生原因缺陷名称特征产生的主要原因气孔钮在铸件内部或表 面有大小不等的 光滑孔洞 炉料不干或含氧化物、杂质多； 浇注工具或炉前添加剂未烘干； 型砂含水过多或起模和

10、修型时 刷水过多；型心烘干不充分或型 芯通气孔被堵塞；春砂过紧，型 砂透气性差；浇注温度过低或浇 注速度太快等缩孔与缩松缩孔多分布在铸 件厚断面处，形 状不规则，孔内 粗糙 铸件结构设计不合理，如壁厚相 差过大,厚壁处未放冒口或冷铁； 浇注系统和冒口的位置不对； 浇注温度太高；合金化学成分不 合格，收率过大，冒口太小或太 少砂眼在铸件内部或表型砂强度太低或砂型和型芯的二面有型砂充塞的 孔眼紧实度不够，故型砂被金属液冲入 型腔；合箱时砂型局部损坏； 浇注系统不合理，内浇口方向不 对，金届液冲坏了砂型；合箱时 型腔或浇口内散砂未活理干净粘砂铸件表面粗糙， 粘有一层砂粒原砂耐火度低或颗粒度太大； 型

11、砂含泥量过局，耐火度卜降； 浇注温度太高；湿型铸造时型砂 中煤粉含量太少；干型铸造时铸 型未刷涂斜或涂料太薄火砂铸件表面产生的 金届片状突起 物，在金届片状 突起物与铸件之 间夹有一层型砂型砂热湿拉强度低，型腔表面受 热烘烤而膨胀开裂；砂型局部紧 实度过高，水分过多，水分烘干后 型月祥面开裂；浇注位置选择不 当，型腔表面长时间受高温铁水烘 烤而膨胀开裂；浇注温度过高， 浇注速度太慢1片状构EJ错型铸件沿分型面有 相对位置错移 模样的上半模和下半模未对准； 合箱时，上卜'砂箱错位；上下 砂箱未夹紧或上箱未加足够压铁，浇注时产生错箱二#c91乡c冷隔5尸LVr FT-JL.zhjJb.融合

12、的缝隙或洼 坑，其交接处是 圆滑的 浇注温度太低，合金流动性差； 浇注速度太慢或浇注中有断流； 浇注系统位置开设不当或内浇 道横截面积太小；铸件壁太薄；1浇不足铸件未被浇满 直浇道（含浇口杯）高度不够； 浇注时金届量不够，型腔未充满裂纹铸件结构设计不合理，壁厚相差铸件开裂，开裂 处金届表面有氧化膜太大，冷却不均匀；砂型和型芯 的退让性差，或春砂过系；落砂 过早；浇口位置不当，致使铸件各部分收缩不均匀_|常见铸件缺陷及其预防措施缺陷名 称缺陷特征预防措施1气孔在铸件内部、表面或近丁表面处，有 大小不等的光滑孔眼，形状有圆的、 长的及不规则的，有单个的，也有聚 集成片的。颜色有白色的或带一层暗 色

13、，有时覆有一层氧化皮。降低熔炼时流言蜚语金届的吸 气量。减少砂型在浇注过程中的 发气量，改进铸件结构，提周砂 型和型芯的透气性，使型内气体 能顺利排出。2缩孔在铸件厚断面内部、两交界面的内部 及厚断面和薄断面交接处的内部或壁厚小且均匀的铸件要米用同 时凝固，壁厚大且不均匀的铸件表面，形状不规则，孔内粗糙不平， 晶粒粗大。采用由薄向厚的顺序凝固，合理 放置冒口的冷铁。3缩松在铸件内部微小而不连贯的缩孔，聚 集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒 间存在很小的孔眼，水压试验时渗 水。壁间连接处尽量减小热节，尽量 降低浇注温度和浇注速度。4渣气孔在铸件内部或表面形状不规则的孔 眼。孔眼不光滑，里面全部或部

14、分充 塞看熔渣。提高铁液温度。降低熔渣粘性。 提高浇注系统的挡渣能力。增大 铸件内圆角。5砂眼在铸件内部或表回有充塞着型砂的 孔眼。严格控制型砂性能和造型操作，合型前注意打扫型腔。6热裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(注 要是弯曲形的)，开裂处金届表皮氧 化。严格控制铁液中的S、P含量。 铸件壁厚尽量均匀。提高型砂和 型芯的退让性。浇冒口不应阻碍 铸件收缩。避免壁厚的突然改 变。开型不能过早。不能激冷铸 件。7冷裂在铸件上伊廖6不穿透的裂纹(主 要是直的)，开裂处金届表皮氧化。8粘砂在铸件表面上，全部或部分覆盖着一 层金届(或金届氧化物)与砂(或涂 料)的混(化)合物或一层烧结构的 型砂，致使铸

15、件表面粗糙。减少砂粒间隙。适当降低金届的 浇注温度。提局型砂、芯砂的耐 火度。9夹砂在铸件表面上，有一层金届瘤状物或 片状物，在金届瘤片和铸件之间夹有 一层型砂。严格控制型砂、芯砂性能。改善 浇注系统，使金届液流动平稳。 大平面铸件要倾斜浇注。10冷隔在铸件上有一种未完全融合的缝隙 或洼坑，具交界边缘是圆滑的。提高浇注温度和浇注速度。改善 浇注系统。浇注时不断流。11浇小到由丁金届液未完全充满型腔而广生 的铸件缺肉。提高浇注温度和浇注速度。不要 断流和防止跑火。铸造铸件金届液的浇注生产中，浇注时应遵循高温出炉，低温浇注的原则。因为提高金届液的出炉温度有利丁夹杂物的彻底 熔化、熔渣上浮，便丁活渣

16、和除气，减少铸件的火渣和气孔缺陷；采用较低的浇注温度，则有利丁降 低金届液中的气体溶解度、液态收缩量和高温金届液对型腔表面的烘烤， 避免产生气孔、粘砂和缩孔 等缺陷。因此，在保证充满铸型型腔的前提下，尽量采用较低的浇注温度。把金届液从浇包注入铸型的操作过程称为浇注。浇注操作不当会引起浇不足、冷隔、气孔、缩孔和火渣等铸造缺陷，和造成人身伤害。为确保铸件质量、提高生产率以及做到安全生产，浇注时应严格遵守下列操作要领：(1) 浇包、浇注工具、炉前处理用的孕育剂、球化剂等使用前必须充分烘干，烘干后才能使用。(2) 浇注人员必须按要求穿好工作服，并配戴防护眼镜，工作场地应通畅无阻。浇包内的金届液不宜过满

17、，以免在输送和浇注时溢出伤人。(3) 正确选择浇注速度，即开始时应缓慢浇注，便丁对准浇口，减少熔融金届对砂型的冲击和利丁气体排出；随后快速浇注，以防止冷隔；快要浇满前乂应缓慢浇注，即遵循慢、快、慢的原则。(4) 对丁液态收缩和凝固收缩比较大的铸件，如中、大型铸钢件，浇注后要及时从浇口或冒口补浇。(5) 浇注时应及时将铸型中冒出的气体点燃顺气，以免由丁铸型憋气而产生气孔，以及由丁气体的 不完全燃烧而损害人体健康和污染空气。铸造的土甘埸炉熔化常用的铸造有色金届有铸造铝合金、铸造铜合金、铸造镁合金和铸造锌合金等。有色金届的熔点低，其常用的熔化用炉有土甘埸炉和反射炉两类，用电、油、煤气或焦碳等作为燃

18、料。中、小工厂普遍采用土甘埸炉熔化，如电阻土甘埸炉、焦碳土甘埸炉等，生产大型铸件时一般使用反射 炉熔化，如重油反射炉、煤气反射炉等。如图 是土甘埸炉的示意图。图土甘埸炉的示意图熔模铸造熔模铸造乂称失蜡铸造或精密铸造。它是用易熔材料(如蜡料)制成模样并组装成蜡模组，然后在模 样表面上反复涂覆多层耐火涂料制成模壳， 待模壳硬化和干燥后将蜡模熔去，模壳再经高温焙烧后浇 注获得铸件的一种铸造方法。熔模铸造工艺过程。可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。熔模铸件的形状一般都比较复杂，铸件上可铸出孔的最小直径可达0

19、.5mm铸件的最小壁厚为0.3mm在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件，通过改变零件的结构，设计成为整体零 件而直接由熔模铸造铸出，以节省加工工时和金届材料的消耗，使零件结构更为合理。熔模铸件的重量大多为零点几十牛(即几十克到几公斤),太重的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦，但目前生产大的熔模铸件的重量已达 800牛左右。熔模铸造工艺过程较复杂，且不易控制，使用和消耗的材料较贵，故它适用丁生产形状复杂、精 度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。金属型铸造，硬模铸造将液态金届浇入用金届材料制成的铸型而获得铸件的方法，称为金届型铸造。金届铸型可反复使用，乂称为永久型铸造

20、或硬模铸造。金届型一般用耐热铸铁或耐热钢做成。金届型铸造乂称硬模铸造，它是将液体金届浇入金届铸型， 以获得铸件的一种铸造方法。 铸型是 用金届制成，可以反复使用多次(几白次到几千次)。金届到铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。(1) 金届型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25%,屈服强度平均提高约20%,其抗蚀性能和硬度亦显著提高；(2) 铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；(3) 铸件的工艺收得率高，液体金届耗量减少，一般可节约 1530%;(4) 不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料 80100%;此外，金届型铸造的生产效

21、率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动 化。金届型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如：(1) 金届型制造成本高；(2) 金届型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷；(3) 金届型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间， 以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。金届型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制， 如对黑色金届只能是形状 简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。因此，在决定采用金 届型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须

22、合适；要有足够的批量；完成生产 任务的期限许可。金届型铸件形成过程的特点金届型和砂型，在性能上有显著的区别，如砂型有透气性，而金届型则没有；砂型的导热性差， 金届型的导热性很好，砂型有退让性，而金届型没有等。金届型的这些特点决定了它在铸件形成过程 中有自己的规律。型腔内气体状态变化对铸件成型的影响： 金届在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金届乂 无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。铸件凝固过程中热交换的特点：金届液一旦进入型腔，就把热量传给金届型壁。液体金届通过型 壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型 壁之间形成了

23、 “间隙”。在“铸件一间隙一金届型”系统未到达同一温度之前，可以把铸件视为在“间隙”中冷却，而金届型壁则通过“间隙”被加热。金届型阻碍收缩对铸件的影响：金届型或金届型芯，在铸件凝固过磋甲无退让性，阻碍铸件收缩， 这是它的乂一特点。金届型铸造工艺1金届到的预热未预热的金届型不能进行浇注。这是因为金届型导热性好/液体金届冷却决，流动性剧烈降低， 容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、气孔等缺陷。未预热的金届型在浇注时，铸型，将受到强烈的热 击，应力倍增，使其极易破坏。因此，金届型在开始工作前，应该先预热，适宜的预热温度(即工作 温度)，随合金的种类、铸件结构和大小而定，一般通过试验确定。一般情况下，金届

24、型的预热温度 不低丁 1500C金届型的预热方法有：(1)用喷灯或煤气火焰预热；(2)采用电阻加热器；(3)采用烘箱加热，其优点是温度均匀， 但只适用丁小件的金届型；(4)先将金届型放在炉上烘烤，然后浇注液体金届将金届型烫热。这种方 法，只适用丁小型铸型，因它要浪费一些金届液，也会降低铸型寿命。2金届型的浇注金届型的浇注温度，一般比砂型铸造时高。可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚，通 过试验确定。下表中数据可供参考。各种合金的浇注温度合金种类 浇注温度C 合金种类 浇注温度C铝锡合金350450黄铜900950锌合金450480锡宵铜11001150铝合金680740铝宵铜11501300镁合金715740铸铁13001370由丁金届型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢，后快，再慢。在浇注过程中应尽量保证液流 平稳。3铸件的出型和抽芯时间如果金届型芯在铸件中停留的时间愈长， 由丁铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金届型芯在镜件中最适宜的停留时间， 是当铸件冷却到塑性变形温度范围， 并有足够 的强度时，这时是抽芯最好的时机。铸件在金届型中停留的时间过长，型壁温度升高，需要更多的冷 却时间，也会降低金届型的生产率。最合适的拔芯与铸件出型时间，一般用试验方法确定。4金届型工作温度的调节要保证金届型铸件的质量稳定，生产正常，首先要使金