金属工艺培训课件

铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的型腔、型芯和浇冒口系统的组合整体。砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸型的组成部分。

铸件的材质：碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合金等。一、什么是铸造？

将液态金属浇注到铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程称为铸造。第3章液态成形技术（铸造）铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的型腔零件（Part）模样（Pattern）型砂（Moldingsand）芯盒（Corebox）

砂箱（Flask）型芯（Core）配制的型砂模样砂型配制的芯砂芯盒砂芯合箱熔化的合金浇注检验冷却落砂清理合格的铸件砂型铸造基本工艺过程铸造的基本工艺过程零件（Part）配制的型砂模样砂型配制的芯砂芯盒砂芯合箱熔化优点与缺点与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：（1）适应范围广（原料广、铸件大小不限、批量不限）（2）可制成形状复杂的毛坯或零件。（3）生产成本低。因此，铸造在机器制造业中应用极其广泛。但铸造生产目前还存在着若干问题，如铸件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学性能不如锻件高。铸造工序多，而且一些工艺过程还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，废品率高。优点与缺点与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：二、铸造的历史与发展铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。欧洲在公元八世纪前后开始生产铸铁件。例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展。二、铸造的历史与发展铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺青铜时代（BronzeAge）

4,500BC——1,000BC

从矿石中提炼铜——冶金业的黎明这张埃及古墓壁画是

人类冶金业的最早纪录之一青铜时代（BronzeAge）4,500BC——1,0中国青铜（bronze）文化仰韶文化的后期，即大约在公元前3500年以后的一个时期，我们的祖先已经知道了铜，并且已会制造简单的小件铜器。现已知道的最早的青铜器物，是1975年在甘肃东乡县林家的甘肃仰韶文化马家窑类型遗址中出土的一件公元前3000年左右青铜刀。到了商代，青铜器冶铸工艺高度发展，商代晚期即殷墟时期，已经出现特别巨大或精细的器物，技术水平和艺术水平都很高。西周晚期，事实上是青铜器走向衰落的时期。春秋战国時期，齐国工匠写成的《考工記》一书中，提出了「金有六齐」，这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。

中国青铜（bronze）文化仰韶文化的后期，即大约在公元前3司母戊鼎商代青铜文化司母戊鼎，1939年安阳武官村出土，高133厘米，重833千克，是中国目前发现最重的青铜器。据估计，铸造这样大型青铜器，需300多人同时工作。

中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。中国商朝的司母戊方鼎，战国时期的曾侯乙尊盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。司母戊鼎商代青铜文化司母戊鼎，1939年安阳武官村出土，高1东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）马踏飞燕1969年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。1984年，定为中国旅游标志图形。2002年，“马踏飞燕”的仿制品作为国礼赠布什。马踏飞燕1969年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。四羊方尊虎食人卣四羊方尊虎食人卣大禾人面方鼎大禾人面方鼎湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑（青铜）湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑（青铜）三星堆立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，其造型在世界上亦属首见。三星堆立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重约46吨。钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铜钟合金成分为：铜80.54％、锡16.40％、铝1.12％，为泥范铸造。永乐大钟铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处9中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织铁器时代（IronAge)河北藁城商墓出土的铁刃器中国在春秋（公元前770年）晚期，铁器制作就极其繁荣兴盛，到了战国末年（--公元前221年)

，已经进入炼铁和铁器制造的黄金时代。不断出土的考古新发现，历史上中国冶铁技术远远领先于世界各国。（公元前1000年左右）中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织铁器时代（IronAg中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件—晋国铸型鼎,重约270公斤。铁器时代（IronAge)中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件—春秋战国的铁犁湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄战国时的铁农具铁器时代（IronAge)春秋战国的铁犁湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄战国时的铁农具铁器时河北沧州铁狮铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高5.3m，长6.5m，宽3m，重约40t。河北沧州铁狮铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高现代铸造进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业的发展如化工、仪表等，给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。我国已成功地生产出了世界上最大的轧钢机机架铸钢件（重410t）和长江三峡电站巨型水轮机的特大型铸件。现代铸造进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产清华大学研制，鞍重试制三峡水轮机叶轮下环铸件于2007年3月通过鉴定用于核反应堆的大型铸件，重量达60多吨。清华大学研制，鞍重试制三峡水轮机叶轮下环铸件于2007年3月金属工艺培训课件大型铸件18500吨油压机上横梁进入热处理工序520吨，中信重工机械（洛阳），2008

大型铸件18500吨油压机上横梁进入热处理工序本篇主要内容围绕金属或合金的铸造性能，掌握铸造成型的基础知识和基本概念（如充型能力、凝固与收缩、变形与裂纹等）熟悉砂型铸造的造型方法和生产过程，砂型铸造工艺方案的制定。了解几种特种铸造方法，掌握它们的原理、特点及适用范围。了解铸件结构设计（工艺性）本篇主要内容围绕金属或合金的铸造性能，掌握铸造成型的基础知识第一节合金的铸造性能合金在铸造生产过程中表现出来的工艺性能称为合金的铸造性能。铸造性能包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性能等。围绕合金的铸造性能，学习与之相关的主要缺陷的形成与防止。第一节合金的铸造性能合金在铸造生产过程中表现出来的工艺性第一节液态合金的充型液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金充型能力。充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。影响充型能力的主要因素：（1）合金自身的流动性。（2）浇铸条件（浇铸温度、充型压力）（3）铸型填充条件（铸型材料、铸型温度铸型中的气体等）（4）铸件结构（薄壁、结构复杂）等第一节液态合金的充型液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮金属流动性试样指液态合金自身的流动能力。流动性好，则充型能力强。流动性的测试通常用螺旋形试样来衡量，

l，流动性一、合金的流动性金属流动性试样指液态合金自身的流动能力。合金种类：灰口铸铁，硅黄铜，流动性最好，l1000mm

。铸钢的流动性最差，

l200mm；化学成分：共晶合金的流动性最好；结晶特征：结晶温度范围越大，枝晶越发达，流动性越差；结晶间隔越小，则流动性越好；粘度：粘度越大，流动性越差；影响流动性因素：合金种类：灰口铸铁，硅黄铜，流动性最好，l1000m结晶特征的影响结晶特征的影响化学成分—含碳量的影响化学成分—含碳量的影响二、

浇注（pouring）条件浇注温度：T浇

→粘度→充型能力；但T浇→粘砂（sandadherence）、缩孔（shrinkagecavity）、气孔（blowhole）、粗晶（graincoarsening）等缺陷充型压力：浇注时，型腔内液态合金所受压力充型压力→充型能力；二、浇注（pouring）条件浇注温度：三、

铸型特性铸型材料的导热能力

，T液

，充型能力；铸型的温度

，充型能力

，所以金属型要预热；铸型的排气能力，流动阻力，充型能力；铸型结构不宜太复杂。四、铸件结构铸件越结构复杂，充型能力越差。壁厚越小，充型能力越差。铸件＞最小壁厚（wallthickness）三、铸型特性铸型材料的导热能力，T液，充型能力；第二节铸件的凝固与收缩一、铸件的凝固方式

在凝固过程中，铸件的断面上一般存在三个区域：即固相区、凝固区和液相区。依据凝固区的宽窄，铸件的凝固划分成三种方式：（1）逐层凝固方式（2）糊状凝固方式（3）中间凝固方式第二节铸件的凝固与收缩一、铸件的凝固方式（1）逐层凝固方式

纯金属或共晶成分在凝固过程中不存在固液二相共存区，故外层的固体和内层的液体之间有一条界线清楚地分开。灰铸铁、铝硅合金等倾向于逐层凝固，易于获得紧实铸件。（1）逐层凝固方式演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的型腔、型芯和浇冒口系统的组合整体。砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸型的组成部分。

铸件的材质：碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合金等。一、什么是铸造？

将液态金属浇注到铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程称为铸造。第3章液态成形技术（铸造）铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的型腔零件（Part）模样（Pattern）型砂（Moldingsand）芯盒（Corebox）

砂箱（Flask）型芯（Core）配制的型砂模样砂型配制的芯砂芯盒砂芯合箱熔化的合金浇注检验冷却落砂清理合格的铸件砂型铸造基本工艺过程铸造的基本工艺过程零件（Part）配制的型砂模样砂型配制的芯砂芯盒砂芯合箱熔化优点与缺点与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：（1）适应范围广（原料广、铸件大小不限、批量不限）（2）可制成形状复杂的毛坯或零件。（3）生产成本低。因此，铸造在机器制造业中应用极其广泛。但铸造生产目前还存在着若干问题，如铸件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学性能不如锻件高。铸造工序多，而且一些工艺过程还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，废品率高。优点与缺点与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：二、铸造的历史与发展铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。欧洲在公元八世纪前后开始生产铸铁件。例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展。二、铸造的历史与发展铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺青铜时代（BronzeAge）

4,500BC——1,000BC

从矿石中提炼铜——冶金业的黎明这张埃及古墓壁画是

人类冶金业的最早纪录之一青铜时代（BronzeAge）4,500BC——1,0中国青铜（bronze）文化仰韶文化的后期，即大约在公元前3500年以后的一个时期，我们的祖先已经知道了铜，并且已会制造简单的小件铜器。现已知道的最早的青铜器物，是1975年在甘肃东乡县林家的甘肃仰韶文化马家窑类型遗址中出土的一件公元前3000年左右青铜刀。到了商代，青铜器冶铸工艺高度发展，商代晚期即殷墟时期，已经出现特别巨大或精细的器物，技术水平和艺术水平都很高。西周晚期，事实上是青铜器走向衰落的时期。春秋战国時期，齐国工匠写成的《考工記》一书中，提出了「金有六齐」，这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。

中国青铜（bronze）文化仰韶文化的后期，即大约在公元前3司母戊鼎商代青铜文化司母戊鼎，1939年安阳武官村出土，高133厘米，重833千克，是中国目前发现最重的青铜器。据估计，铸造这样大型青铜器，需300多人同时工作。

中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。中国商朝的司母戊方鼎，战国时期的曾侯乙尊盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。司母戊鼎商代青铜文化司母戊鼎，1939年安阳武官村出土，高1东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）马踏飞燕1969年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。1984年，定为中国旅游标志图形。2002年，“马踏飞燕”的仿制品作为国礼赠布什。马踏飞燕1969年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。四羊方尊虎食人卣四羊方尊虎食人卣大禾人面方鼎大禾人面方鼎湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑（青铜）湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑（青铜）三星堆立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，其造型在世界上亦属首见。三星堆立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重约46吨。钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铜钟合金成分为：铜80.54％、锡16.40％、铝1.12％，为泥范铸造。永乐大钟铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处9中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织铁器时代（IronAge)河北藁城商墓出土的铁刃器中国在春秋（公元前770年）晚期，铁器制作就极其繁荣兴盛，到了战国末年（--公元前221年)

，已经进入炼铁和铁器制造的黄金时代。不断出土的考古新发现，历史上中国冶铁技术远远领先于世界各国。（公元前1000年左右）中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织铁器时代（IronAg中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件—晋国铸型鼎,重约270公斤。铁器时代（IronAge)中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件—春秋战国的铁犁湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄战国时的铁农具铁器时代（IronAge)春秋战国的铁犁湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄战国时的铁农具铁器时河北沧州铁狮铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高5.3m，长6.5m，宽3m，重约40t。河北沧州铁狮铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高现代铸造进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业的发展如化工、仪表等，给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。我国已成功地生产出了世界上最大的轧钢机机架铸钢件（重410t）和长江三峡电站巨型水轮机的特大型铸件。现代铸造进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产清华大学研制，鞍重试制三峡水轮机叶轮下环铸件于2007年3月通过鉴定用于核反应堆的大型铸件，重量达60多吨。清华大学研制，鞍重试制三峡水轮机叶轮下环铸件于2007年3月金属工艺培训课件大型铸件18500吨油压机上横梁进入热处理工序520吨，中信重工机械（洛阳），2008

大型铸件18500吨油压机上横梁进入热处理工序本篇主要内容围绕金属或合金的铸造性能，掌握铸造成型的基础知识和基本概念（如充型能力、凝固与收缩、变形与裂纹等）熟悉砂型铸造的造型方法和生产过程，砂型铸造工艺方案的制定。了解几种特种铸造方法，掌握它们的原理、特点及适用范围。了解铸件结构设计（工艺性）本篇主要内容围绕金属或合金的铸造性能，掌握铸造成型的基础知识第一节合金的铸造性能合金在铸造生产过程中表现出来的工艺性能称为合金的铸造性能。铸造性能包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性能等。围绕合金的铸造性能，学习与之相关的主要缺陷的形成与防止。第一节合金的铸造性能合金在铸造生产过程中表现出来的工艺性第一节液态合金的充型液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金充型能力。充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。影响充型能力的主要因素：（1）合金自身的流动性。（2）浇铸条件（浇铸温度、充型压力）（3）铸型填充条件（铸型材料、铸型温度铸型中的气体等）（4）铸件结构（薄壁、结构复杂）等第一节液态合金的充型液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮金属流动性试样指液态合金自身的流动能力。流动性好，则充型能力强。流动性的测试通常用螺旋形试样来衡量，

l，流动性一、合金的流动性金属流动性试样指液态合金自身的流动能力。合金种类：灰口铸铁，硅黄铜，