材料成型工艺基础-课件

材料成型工艺基础1材料成型工艺基础1绪论本课程性质：《材料成型工艺基础》是一门以研究常用工程材料坯件及机器零件的成型工艺原理为主的综合性技术基础课。它是在原《金属工艺学》热加工工艺内容的基础上，去粗取精、拓宽与加深后形成的。2绪论本课程性质：2绪论本课程内容：《材料成型工艺基础》几乎涉及机器制造中除切削加工成型工艺以外的所有工程材料的成型工艺，包括:◆金属的液态成型，◆金属的塑性成型，◆材料的连接成型，◆粉末冶金成型，◆塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料成型◆复合材料成型等各个方面。3绪论本课程内容：3绪论

本课程目的与任务：通过本门课程的学习，同学们在进行机械零件设计时，能够使零件既满足工艺性能要求又满足经济性要求，也就是说，要使大家设计的零件结构除满足使用性能外，既便于制造，又价格低廉。学习方法：课堂认真听，课后看书五分钟，课前复习五分钟4绪论本课程目的与任务：4第1章铸造

铸造史话越王勾践剑――0.557长、0.046宽，楚国器物；5第1章铸造铸造史话越王勾践剑――0.557长、0.04第1章铸造

铸造史话---中原铸剑术：战国晚期大学者荀子概括铸造铜剑的整个过程：

刑（型）范正，金（铜）锡美，工冶巧，火齐（剂）得，剖刑而莫邪已。然而不剥脱，不砥厉，则不可以断绳；剥脱之，砥厉之，则劙盘盂，刎牛马忽然耳。6第1章铸造铸造史话6第1章铸造

铸造史话---中原铸剑术了：战国相剑术士曾说：白所以为坚也，黄所以为牣（韧）也，黄白杂则坚且牣，良剑也。7第1章铸造铸造史话7第1章铸造

铸造史话---曾侯乙编钟8第1章铸造铸造史话8第1章铸造

铸造史话---曾侯乙编钟9第1章铸造铸造史话9第1章铸造

铸造史话---曾侯乙编钟10第1章铸造铸造史话10第1章铸造

铸造史话---曾侯乙编钟华中理工大学博士研究生刘克明运用现代科学技术对曾侯乙墓出土文物进行了大量的研究。他认为：

“曾侯乙编钟是科学技术史上一项最早而复杂的系统工程，它具有完备的技术体系和丰富的工程技术语言，具有世界一流的铸造技术，在工程图学上极有价值，是世界任何一部科学技术史不可缺少的组成部分，它不仅是中国古代科学技术与艺术的写照，同时，它也为科学技术的未来发展做出了楷模。堪与古埃及金字塔、中国的万里长城、巴比伦空中花园等世界奇迹相媲美。

11第1章铸造铸造史话华中理工大学博士研究生刘克明运用现代第1章铸造

铸造史话---成语故事铸造辉煌；热血铸忠魂；铸成大错；模范12第1章铸造铸造史话---成语故事铸造辉煌；12第1章铸造

铸造史话---铸造的历史源远流长……13第1章铸造铸造史话---铸造的历史源远流长……13第1章铸造本章主要内容：1.1铸造工艺基础1.2砂型铸造1.3铸造工艺设计1.4铸件结构设计1.5特种铸造1.6常用合金铸件的生产14第1章铸造本章主要内容：141.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型1.1.2铸件的凝固1.1.3铸造合金的收缩1.1.4铸件中的缩孔与缩松1.1.5铸造内应力、变形、裂纹1.1.6铸件中的气孔151.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型151.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型充型:液态合金填充铸型的过程.充型能力: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.充型能力不仅与合金的流动性（流动能力）有关，还受到铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素的影响。161.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型161.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素1.合金的流动性指液态合金本身的流动能力，是合金主要铸造性能之一。合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。同时，有利于非金属夹杂物和气体的上浮与排除，还有利于对液态合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。171.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素1.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素1.合金的流动性181.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素1.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素2.浇注条件191.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素1.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素3.铸型填充条件（1）铸型材料（2）铸型温度（3）铸型中气体（4）铸型结构201.1铸造工艺基础1.1.1液态合金的充型---影响因素1.1铸造工艺基础1.1.2铸件的凝固液态金属的凝固方式：（1）逐层凝固；（2）糊状凝固；（3）中间凝固211.1铸造工艺基础1.1.2铸件的凝固211.1铸造工艺基础1.1.3铸造合金的收缩合金的收缩经历如下三个阶段：（1）液态收缩从浇注温度到凝固开始温度（即液相线温度）间的收缩。（2）凝固收缩从凝固开始温度到凝固终止温度（即固相线温度）间的收缩。（3）固态收缩从凝固终止温度到室温间的收缩。221.1铸造工艺基础1.1.3铸造合金的收缩221.1铸造工艺基础1.1.3铸造合金的收缩合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金体积的收缩，常用单位体积收缩量（即体积收缩率）来表示。合金的固态收缩不仅引起合金体积上的缩减，同时，更明显地表现在铸件尺寸上的缩减，因此固态收缩常用单位长度上的收缩量（即线收缩率）来表示。铸件的实际收缩率不仅与其化学成分有关，还与浇注温度、铸件结构和铸型条件等外部条件有关。

231.1铸造工艺基础1.1.3铸造合金的收缩231.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补足，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。按照孔洞的大小和分布，可将其分为缩孔和缩松两类。241.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松241.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松1.缩孔的形成与防止

缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩孔特征：多呈倒圆锥形，内表面粗糙。缩孔通常隐藏在铸件的内层，经机械加工后可暴露出来。但在某些情况下，也可直接暴露在铸件的上表面，呈明显的凹坑。251.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松251.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松1.缩孔的形成与防止

261.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松261.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松1.缩孔的形成与防止

271.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松271.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松2.缩松的形成与防止

缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔。缩松的形成原因：由于铸件最后凝固区域的液态收缩和凝固收缩得不到补充，当合金以糊状凝固的方式凝固时，被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩就易形成分散性的缩孔，导致缩松。缩松一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近，也常分布在集中缩孔的下方281.1铸造工艺基础1.1.4铸件中的缩孔与缩松281.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹铸件凝固后将在冷却至室温的过程中继续固态收缩，有些合金甚至还会因发生固态相变而引起收缩或膨胀，这些收缩或膨胀如果受到铸型阻碍或因铸件各部分互相牵制，都将使铸件内部产生应力。这些内应力有时是在冷却过程中暂时存在的，有时则一直保留到室温，形成残余内应力。内应力是铸件产生变形及裂纹的主要原因。按内应力产生原因，可分为热应力和机械应力两种。291.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹291.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹1.热应力热应力是由于铸件的壁厚不均匀、各部分的冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。301.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹301.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹2.机械应力铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力机械应力使铸件产生暂时性的正应力或剪切应力。铸型或型芯退让性良好，机械应力则小。311.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹311.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹3.铸件的变形及其防止如果铸件存在内应力，则铸件处于一种不稳定状态，它将自发地通过变形来减缓其内应力，以便趋于稳定状态。321.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹321.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹3.铸件的变形及其防止时效处理分为自然时效和人工时效两种。自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，使其在自然的气压和温度作用下，逐渐缓慢地变形，从而消除内应力。人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，331.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹331.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹4.铸件的裂纹与防止根据裂纹产生的原因，可分为热裂和冷裂两种。（1）热裂热裂是铸件在凝固后期，接近固相线的高温下形成的。热裂的形状特征：裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色。

341.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹341.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹4.铸件的裂纹与防止（2）冷裂冷裂是在较低温度下，由于热应力和收缩应力的综合作用，铸件内应力超过合金的强度极限而产生的。冷裂的特征：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。351.1铸造工艺基础1.1.5铸造内应力、变形、裂纹351.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔气体在铸件内形成的孔洞，表面常常比较光滑、光亮或略带氧化色，一般呈梨形、圆形、椭圆形等。按气孔产生原因和气体来源不同，气孔大致可分为侵入性气孔、析出性气孔和反应性气孔三类。361.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔361.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔1.侵入性气孔由于浇注过程中熔融金属和铸型之间的热作用，使砂型或型芯中的挥发性物质（如水分、粘接剂、附加物）挥发生成的气体，以及型腔中原有的空气侵入熔融金属内部所形成。侵入的气体一般是水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氮气、碳氢化合物等。防止侵入性气孔的主要途径：降低铸型材料的发气量和增强铸型的排气能力。371.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔371.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔2.析出性气孔溶解于熔融金属中的气体在冷却和凝固过程中，由于溶解度的下降而从合金中析出，在铸件中形成的气孔。析出性气孔分布范围较广，有时甚至遍及整个铸件截面，影响铸件的力学性能和气密性。防止析出性气孔的主要措施：减少合金在熔炼和浇注时的吸气量，对金属液进行除气处理，增大铸件的冷却速度或使铸件在压力下凝固以阻止气体析出等。381.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔381.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔反应性气孔浇入铸型的熔融金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应产生的气体在铸件中形成的气孔。这类气孔中的气体多为一氧化碳、氢气等。反应性气孔形成的原因复杂多样，需根据具体情况采取相应的防止办法，其中的主要措施之一是清除冷铁、芯撑表面的锈蚀和油污，并保持干燥。391.1铸造工艺基础1.1.6铸件中的气孔391.2砂型铸造铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造是以型砂为主要造型材料制备铸型并在重力下浇注的铸造工艺，具有适应性广、成本低廉等优点，是应用最广泛的铸造方法。具有不受铸件的形状、大小、复杂程度及合金种类的限制，单件、成批和大量生产均可应用，原材料来源广、成本低等优点。国内砂型铸件约占全部铸件总生产量的80％以上

401.2砂型铸造铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两大类。401.2砂型铸造411.2砂型铸造411.2砂型铸造421.2砂型铸造421.2砂型铸造本节主要内容：1.2.1手工造型1.2.2机器造型431.2砂型铸造本节主要内容：431.2砂型铸造1.2.1手工造型用手工完成紧砂、起模、修整、合箱等主要操作的造型、制芯过程。特点：操作灵活，适应性强，工艺设备简单，成本低。手工造型对模样的要求不高，一般采用成本较低的实体木模，对于尺寸较大的回转体或等截面铸件还可采用成本甚低的刮板来造型。441.2砂型铸造1.2.1手工造型441.2砂型铸造1.2.1手工造型●手工造型的基本造型方法：整模造型分模造型挖砂造型活块造型三箱造型451.2砂型铸造1.2.1手工造型451.2砂型铸造1.2.1手工造型●手工造型的基本造型方法整模造型特点：分型面为平面；铸型型腔全部在一个砂箱内；造型简单；铸件不会产生错箱缺陷。应用范围：铸件最大截面在一端，且为平面。461.2砂型铸造1.2.1手工造型461.2砂型铸造1.2.1手工造型●手工造型的基本造型方法---分模造型471.2砂型铸造1.2.1手工造型471.2砂型铸造1.2.1手工造型分模造型特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内。造型方便，但制作模样较麻烦。应用范围： 最大截面在中部，一般为对称性铸件。481.2砂型铸造1.2.1手工造型481.2砂型铸造1.2.1手工造型●手工造型的基本造型方法---挖砂造型491.2砂型铸造1.2.1手工造型491.2砂型铸造1.2.1手工造型挖砂造型特点：模样为整体模，造型时需挖去阻碍起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。应用范围： 单件小批生产模样薄、分模后易损坏或变形的铸件。501.2砂型铸造1.2.1手工造型501.2砂型铸造1.2.1手工造型●手工造型的基本造型方法---活块造型511.2砂型铸造1.2.1手工造型511.2砂型铸造1.2.1手工造型活块造型特点：将模样上妨碍起模的部分，做成活动的活快，便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。应用范围： 单件小批生产带有突起部分的铸件。521.2砂型铸造1.2.1手工造型521.2砂型铸造1.2.1手工造型●手工造型的基本造型方法---三箱造型531.2砂型铸造1.2.1手工造型531.2砂型铸造1.2.2机器造型机器造型是用机器来完成填砂、紧实和起模等造型操作过程，是现代化砂型铸造车间所用的基本造型方法。与手工造型相比，机器造型可以提高生产效率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度。还可以使铸件尺寸精确，表面光洁，加工余量小。但设备及工装模具投资较大，主要用于成批大量生产。541.2砂型铸造1.2.2机器造型541.2砂型铸造1.2.2机器造型机器造型的工艺特点：采用模板进行两箱造型。模板是将模样、浇注系统沿分型面与模底板联接成一整体的专用模具。造型后，模底板形成分型面，模样形成铸型空腔。机器造型不能紧实中箱，故不能进行三箱造型。同时，机器造型也应尽力避免活块。551.2砂型铸造1.2.2机器造型551.2砂型铸造1.2.2机器造型机器造型的种类：压实造型；震击造型；震压造型；高压造型；抛砂造型；射砂造型；射压造型；气冲造型。561.2砂型铸造1.2.2机器造型561.2砂型铸造1.2.2机器造型571.2砂型铸造1.2.2机器造型571.2砂型铸造1.2.2机器造型581.2砂型铸造1.2.2机器造型581.2砂型铸造1.2.2机器造型591.2砂型铸造1.2.2机器造型591.2砂型铸造1.2.2机器造型601.2砂型铸造1.2.2机器造型601.3铸造工艺设计铸造工艺设计又称为铸造工艺规程设计，其任务是编制有关铸造工艺过程的技术文件，即用文字、表格、图纸等说明铸件生产工艺的次序、要求、方法、工艺规范及所用原材料种类和规格等，以保证铸件质量的可靠性和稳定性。铸造工艺设计所制定的技术文件是铸造生产的指导性文件，也是生产准备、管理、成本核算和铸件验收的依据。611.3铸造工艺设计铸造工艺设计又称为铸造工艺规程设计，611.3铸造工艺设计铸造工艺设计的依据：在编制工艺规程之前，设计人员需要了解企业的生产条件，如设备能力、原材料的供应情况及工人技术水平和生产经验等，还要掌握生产任务和要求，包括零件的技术要求、产品数量及生产期限等情况，这些是铸造工艺设计的出发点和基本依据。621.3铸造工艺设计铸造工艺设计的依据：621.3铸造工艺设计在不同的生产条件下，铸件工艺设计内容有所不同。单件、小批量生产的一般性产品，铸造工艺内容可简化，有时只需一张标注有浇注位置、分型面、浇冒口系统等的铸造工艺图；对于大量生产的定型产品或者特别重要的单件生产的铸件，铸造工艺应当设计得细致，内容涉及较多，除工艺本身的内容外，还包括设计各种工艺装备、规定造型材料和铸件原材料、制定铸件热处理工艺及验收标准等。631.3铸造工艺设计在不同的生产条件下，铸件工艺设计内容1.3铸造工艺设计砂型铸造铸造工艺设计的内容：（1）分析零件的技术要求和结构工艺性；（2）根据铸件的生产批量及质量要求选择造型方法（3）确定铸件的浇注位置和分型面。（4）选择机械加工余量、起模斜度、收缩余量等工艺参数。（5）设计型芯，包括型芯本体和芯头的设计。（6）设计浇注系统、冒口、冷铁等。（7）在以上工作的基础上完成铸造工艺图，必要时还需绘制铸件图。（8)编制铸造工艺卡，绘制铸型装配图。（9)工艺装备设计，包括模样、芯盒、砂箱设计等641.3铸造工艺设计砂型铸造铸造工艺设计的内容：641.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.3.2铸造工艺参数的选择651.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择651.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.浇注位置的确定浇注位置：是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。（1）铸件的重要加工面应朝下。

661.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择661.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.浇注位置的确定浇注位置：是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。（1）铸件的重要加工面应朝下。

671.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择671.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.浇注位置的确定（2）铸件的大平面应朝下。

681.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择681.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.浇注位置的确定（3）（为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，）应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。691.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择691.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.浇注位置的确定（3）（为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，）应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。701.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择701.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择1.浇注位置的确定（4）对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型分型面附近的上部或侧面，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。711.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择711.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定铸型分型面指铸型间相互接合的表面。（1）简化工艺原则①分型面应尽量平直，避免曲面分型面。②减少分型面的数量。721.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择721.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（1）简化工艺原则①分型面应尽量平直，避免曲面分型面。731.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择731.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（1）简化工艺原则①分型面应尽量平直，避免曲面分型面。741.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择741.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（1）简化工艺原则②减少分型面的数量。751.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择751.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（2）方便操作原则①分型面一般取在铸件的最大截面处，以方便起模。②型腔及主要型芯位于下箱，以便于下芯和检验，避免合型时破坏型芯。

761.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择761.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（3）保证精度原则应使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的精度。

771.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择771.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（3）保证精度原则当铸件的加工面较多，不可能都与基准面在同一砂箱时，就应尽量使加工的基准面与大部分的加工面放在分型面同侧。781.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择781.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择2.分型面的确定（3）保证精度原则说明：在铸造工艺设计中，浇注位置和分型面常常同时选择，对于某个具体的铸件（尤其是结构复杂的件）来说，在确定两者时上述诸原则难以全面满足，有时甚至互相矛盾。思路：应根据铸件的特征（材质、技术要求、结构特点、大小等）、生产批量、现有条件等，抓住主要矛盾，全面考虑，首先保证铸件质量，然后再考虑简化铸造工艺，从而选出最合理的方案，至于次要矛盾，则应从工艺措施上设法解决。

791.3铸造工艺设计1.3.1浇注位置与分型面的选择791.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择铸造工艺参数是与铸造工艺过程有关的一些量化数据。1.机械加工余量和最小铸孔2.起模斜度3.收缩率4.型芯头801.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择801.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择1.机械加工余量和最小铸孔由于一般的铸件表面粗糙，不能直接用于零件的装配，必须对其进行切削加工以降低其表面粗糙度。为了保证铸件加工后的尺寸满足零件设计要求，必须在零件原尺寸基础上增加一定的尺寸。加工余量过大、过小都不好。加工余量的具体数值取决于铸件的生产批量、合金种类、铸件大小、加工面与基准面的距离及加工面在浇注时的位置等。

811.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择811.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择1.机械加工余量和最小铸孔加工余量的选择原则：（1）大量生产时，采用机器造型，铸件精度高，余量可减小；手工造型误差大，余量应加大。（2）铸钢件因表面粗糙，余量应加大；（3）非铁合金铸件价格甚贵，且表面光洁，所以余量应比铸铁小。（4）铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，铸件的尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大。

（5）浇注时朝上的表面因产生缺陷的机率较大，其加工余量应比底面和侧面大。821.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择821.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择1.机械加工余量和最小铸孔831.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择831.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择1.机械加工余量和最小铸孔最小铸孔－－－铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还必须考虑其必要性。841.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择841.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择2.起模斜度为了使模样（或型芯）便于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度。851.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择851.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择2.起模斜度起模斜度的大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材料等因素，通常为15′～3°。原则上：●立壁愈高，斜度愈小；●机器造型应比手工造型小，●木模应比金属模斜度大。为使型砂便于从模样内腔中脱出、以形成自带型芯，●内壁的起模斜度应比外壁大，通常为3°～10°。861.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择861.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择2.起模斜度零件设计时需注意：如果零件的某个面在浇注时处于侧立位置，而这个面又是非加工面，此时应考虑在设计时增设一个结构斜度以便于铸造起模。871.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择871.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择3.收缩率在铸件冷却过程中，其线收缩不仅受到铸型和型芯的机械阻碍，同时还受到铸件各部分之间的相互制约。----结果：铸件尺寸小于模型尺寸！为保证铸件应有的尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。881.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择881.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择3.收缩率铸件的实际线收缩率除随合金的种类而异外，还与铸件的形状、尺寸有关。通常：灰铸铁为0.7％～1.0%，铸造碳钢为1.3％～2.0%，铝硅合金为0.8％～1.2％。

891.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择891.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择4.型芯头型芯头的形状和尺寸，对型芯装配的工艺性和稳定性有很大影响。垂直型芯一般都有上、下芯头。芯头必须留有一定的斜度α。下芯头的斜度（5°～10°），上芯头的斜度应大些（6°～15°）。

水平芯头的长度取决于型芯头直径及型芯的长度。

型芯头与铸型型芯座之间应有1～4mm的间隙，以便于铸型的装配。

901.3铸造工艺设计1.3.2铸造工艺参数的选择90第1章铸造1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求91第1章铸造1.4铸件结构设计911.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求铸件的结构设计主要包括铸件外形设计和内腔设计。一个合理的铸件结构就是在保证零件使用性能的前提下，使其外形和内腔的成型工艺既尽量简单又能保证铸件质量。921.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.铸件外形设计（应遵循的原则）（1）应使铸件具有最少的分型面减少铸件分型面的数量，可以降低造型工时，减少错箱、偏芯等缺陷，提高铸件的尺寸精度。

931.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.铸件外形设计（应遵循的原则）（2）分型面应尽量平直

平直的分型面可避免挖砂造型或假箱造型，铸件的飞边、毛刺少，便于清理。

941.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.铸件外形设计（应遵循的原则）（2）分型面应尽量平直

951.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.铸件外形设计（应遵循的原则）（3）避免铸件外形侧凹铸件在与起模方向平行的壁上若有侧凹，必将妨碍起模，增加了铸造工艺的复杂性，故力求避免。

961.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.铸件外形设计（应遵循的原则）（4）凸台和筋条结构应便于起模在设计铸件上的凸台和筋条结构时，应考虑使其便于造型时起模，尽力避免使用活块或外型芯。

971.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.铸件外形设计（应遵循的原则）（5）铸件应有合适的结构斜度对于铸件上垂直于分型面的非加工表面，设计时应给出一定的结构斜度，这样不但便于起模，而且也因起模时不需要对模样进行较大的松动，因而提高了铸件的尺寸精度。

981.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求2.铸件内腔设计（应遵循的原则）铸件的内腔通常由型芯形成，设计时应考虑到方便型芯的制造以及型芯的定位、安放和排气等；并应尽可能地不用或少用型芯，以节约芯盒和型芯制造的工时及材料消耗。991.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求2.铸件内腔设计（应遵循的原则）（1）尽量不用或少用型芯型芯不仅增加材料消耗且工艺复杂，成本提高；芯子工作条件恶劣，极易产生各种铸造缺陷。

1001.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求2.铸件内腔设计（应遵循的原则）（1）尽量不用或少用型芯1011.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求2.铸件内腔设计（应遵循的原则）（2）便于型芯的固定、排气和清理

型芯在铸型中的支撑必须牢固，否则浇注时型芯会被金属液冲击而产生偏芯缺陷，严重时可能造成废品。型芯的固定主要依靠芯头。1021.4铸件结构设计1.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求与合金的铸造性能有关的铸造缺陷，如浇不足、缩孔、缩松、铸造应力、变形和裂纹等与铸件结构有相当的关系，往往在采用更合理的铸件结构后，便可以消除这些缺陷。因此，应使铸件结构有利于合金液的充型，并能减轻或避免因合金收缩带来铸件缺陷。具体注意以下几个方面：

1031.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.铸件的壁厚设计2.铸件壁的连接形式3.铸件加强筋的设计4.铸件结构应有利于减小应力和防止变形5.铸件结构应有利于防止缩孔和缩松6.铸件结构应尽量避免过大水平面1041.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.铸件的壁厚设计（1）壁厚应合理1051.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.铸件的壁厚设计（2）壁厚应均匀铸件薄厚不均，则在壁厚处易形成金属积累的热节，致使厚壁处易产生缩孔、缩松等缺陷。此外，因各部分冷却速度不同，铸件易形成热应力，有可能使厚壁与薄壁连接处产生裂纹。

1061.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求2.铸件壁的连接形式（1）壁的转角处应有结构圆角铸件的转角处如果是直角连接，则在此处不仅会形成热节，还易产生缩孔和结晶脆弱区，而且因应力集中易于导致结晶脆弱区发生裂纹，

1071.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求2.铸件壁的连接形式（2）应避免壁的交叉锐角连接壁或筋的交叉或锐角连接均使铸件易形成热节而产生热应力和缩孔、缩松，因此，应避免壁的集中交叉。1081.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求2.铸件壁的连接形式（3）厚壁与薄壁间的连接应逐渐过渡

1091.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求2.铸件壁的连接形式（3）厚壁与薄壁间的连接应逐渐过渡

1101.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求3.铸件加强筋的设计加强筋可以增加铸件的强度和刚度，防止铸件在局部热节处的热裂倾向等。（1）筋的布置应合理1111.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求3.铸件加强筋的设计（2）筋的受力应合理---防裂筋的应用为使防裂筋能达到应有的防裂效果，筋的方向必须与机械应力方向一致。1121.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求3.铸件加强筋的设计（3）筋的尺寸应适当筋的设计不能过高或过薄，否则在筋与铸件本体的连接处易产生裂纹，铸铁件还易形成白口。处于铸件内腔的筋，散热条件较差，应比表面筋设计得薄些。一般外表面上的加强筋厚度为铸件本体厚度的0.8倍，内腔加强筋的厚度为铸件本体厚度的0.6～0.7倍。

1131.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求4.铸件结构应有利于减小应力和防止变形（1）尽量使铸件能自由收缩铸件在浇注后的冷却凝固过程中，若其收缩受阻，铸件内部将产生应力，导致变形、裂纹的产生。因此，铸件结构设计时，应尽量使其能自由收缩，以减少应力，避免裂纹。1141.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求4.铸件结构应有利于减小应力和防止变形（2）采用对称结构对于容易产生变形的铸件，如壁厚均匀的细长铸件、面积较大的平板铸件等，为减少变形，可采用对称式结构以使变形相互抵消或增设防变形筋

1151.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求5.铸件结构应有利于防止缩孔和缩松（1）铸件结构应符合合金的凝固原则当铸件中必须有厚薄部分时，为了不使该处产生缩孔，铸件的结构应具备实现顺序凝固和补缩的条件。1161.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求5.铸件结构应有利于防止缩孔和缩松（2）合理增设补缩通道结构1171.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求6.铸件结构应尽量避免过大水平面在铸件浇注位置上有过大的水平面，不利于金属液的充填，容易产生浇不足等缺陷。同时较大的水平面不利于金属液中气体和熔渣的上浮，易造成气孔、夹渣缺陷。另外，大平面型腔的上表面受高温金属液烘烤的时间较长，极易造成夹砂缺陷。因此，在进行铸件结构设计时，应尽量将水平面设计成倾斜形状。

1181.4铸件结构设计1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求1.5特种铸造1.5.1熔模铸造1.5.2消失模铸造1.5.3金属型铸造1.5.4压力铸造1.5.5离心铸造1191.5特种铸造1.5.1熔模铸造1191.5特种铸造1.5.1熔模铸造熔模铸造又称“失蜡铸造”。通常步骤是：◆在蜡模表面涂上数层耐火材料；◆待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳；◆再经过焙烧；◆然后进行浇注，获得铸件。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称"熔模精密铸造1201.5特种铸造1.5.1熔模铸造1201.5特种铸造1.5.1熔模铸造适合熔模铸造的合金种类：

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。1211.5特种铸造1.5.1熔模铸造1211.5特种铸造1.5.1熔模铸造熔模铸造的特点：1、精度高（IT11-14），表面粗糙度小（Ra25-3.2）；2、铸件形状复杂，铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm，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属材料的消耗，使零件结构更为合理。3、铸件重量为几十克到几十千克。4、生产批量可大可小。5、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，故它适用于生产形状复杂、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。1221.5特种铸造1.5.1熔模铸造1221.5特种铸造1.5.1熔模铸造1231.5特种铸造1.5.1熔模铸造1231.5特种铸造1.5.1熔模铸造1241.5特种铸造1.5.1熔模铸造1241.5特种铸造1.5.1熔模铸造1251.5特种铸造1.5.1熔模铸造1251.5特种铸造1.5.1熔模铸造1261.5特种铸造1.5.1熔模铸造1261.5特种铸造1.5.1熔模铸造1271.5特种铸造1.5.1熔模铸造1271.5特种铸造1.5.1熔模铸造---工艺过程1281.5特种铸造1.5.1熔模铸造1281.5特种铸造1.5.1熔模铸造---结构工艺性（1）熔模铸造铸件的结构工艺与一般的砂型铸造铸件的结构工艺性基本一致。（2）由于蜡模的制造是通过金属型注射成型的，所以与铸件局部结构一致的蜡模的结构应该符合金属注射成型的工艺性要求。主要考虑蜡模的起模－－分型面的选择！！（3）由于没有分型面，整个铸件的蜡模和浇注系统是通过粘接而组装在一起的，这就允许铸件可以有比砂型铸造铸件相比更加复杂的铸件结构。1291.5特种铸造1.5.1熔模铸造1291.5特种铸造1.5.2消失模铸造消失模铸造是20世纪50年代末发展起来的铸造生产史上革命性新技术，被誉为“21世纪的铸造新技术”、“铸造中的绿色工程”。消失模铸造的基本原理:采用与所需铸件形状、尺寸完全相同的泡沫塑料模代替铸模进行造型，模样不取出呈实体铸型，浇入金属液汽化并取代泡沫模样、冷却凝固后获得所需铸件的铸造方法.1301.5特种铸造1.5.2消失模铸造1301.5特种铸造1.5.2消失模铸造消失模铸造包括：实型铸造和负压（真空）实型铸造两种。两者的主要区别：实型铸造采用的是树脂自硬砂；负压（真空）实型铸造采用的是不加任何粘结剂的干砂，同时在负压（真空）紧实基础上进行浇注。负压（真空）实型铸造兼有实型铸造和真空密封造型（简称“V”法造型）的工艺特点，具有操作简单、铸件质量高和易于实现自动化生产等优点，已经被广泛采用。

1311.5特种铸造1.5.2消失模铸造1311.5特种铸造1.5.2消失模铸造消失模铸造工艺过程1321.5特种铸造1.5.2消失模铸造1321.5特种铸造1.5.2消失模铸造1331.5特种铸造1.5.2消失模铸造1331.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造件的结构工艺性与熔模铸造相同1341.5特种铸造1.5.2消失模铸造1341.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造的优点：①生产效率高

无需配砂混砂，缩短了制模周期，模型制作没有芯盒和外型之分；简化了造型工序，省去了诸如分箱、起模、翻转铸型、修型、下芯和合箱等操作，打箱清理也很简单，容易实现一箱浇注多件、一浇口浇注多件特别对单件、形状复杂的铸件，效果更显著。

1351.5特种铸造1.5.2消失模铸造1351.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造的优点：②铸件尺寸精度高

不产生由于分箱、起模、修型、下芯、合箱等操作所引起的铸件尺寸误差；由于铸型紧实度高，也不存在型壁移动引起的铸件尺寸误差。只要模型尺寸准确，埋型合理，就可得到尺寸精度高的铸件，可以实现少、无切削加工。1361.5特种铸造1.5.2消失模铸造1361.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造的优点：③铸件表面质量好使用单一型料，所以由型砂造成的铸件缺陷较少；实体埋型，铸件无飞边毛刺；在真空状态下浇注，可及时抽走泡沫塑料气化模气化的产物。因此，铸铁件表面没有皱皮，铸钢件表面增碳减少。1371.5特种铸造1.5.2消失模铸造1371.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造的优点：④工艺技术容易掌握，生产管理方便简化了模型制作工艺、造型操作和工艺装备，使工艺技术容易掌握和普及。使用单一型料，不用对造型材料进行日常性能检查，不存在造型材料回性和失性问题；也不存在模型的保管和大批砂箱的堆放问题，因而车间的生产管理工作大大简化。1381.5特种铸造1.5.2消失模铸造1381.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造的优点：⑤投资少，容易实现由于生产工序少，各道工序操作简便，使工艺装备的品种和数量大为减少。不用庞大的砂处理设备，用振动工作台代替了各种类型的造型设备，造型材料可以完全回收使用。1391.5特种铸造1.5.2消失模铸造1391.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造的优点：⑥减轻了劳动强度，改善了作业环境不用手工捣砂，没有修型作业，不用人工打箱，从而大大地减轻了劳动强度。而且该法在浇注时产生的废气可通过密闭管道排放到车间外以进行净化处理，这样大大改善生产现场环境。但是，对于尺寸大的模样较易变形，须采取适当的措施。1401.5特种铸造1.5.2消失模铸造1401.5特种铸造1.5.2消失模铸造负压（真空）实型铸造应用广泛，几乎不受铸件结构、尺寸、重量、材料和批量的限制，特别适用于生产形状复杂的铸件。1411.5特种铸造1.5.2消失模铸造1411.5特种铸造1.5.3金属型铸造金属型铸造是将液态金属浇入金属铸型，在重力作用下充型而获得铸件的铸造方法。由于铸型是用金属制成，可以反复使用，故又称硬模铸造，在国外被称为永久型铸造。1421.5特种铸造1.5.3金属型铸造1421.5特种铸造1.5.3金属型铸造（1）金属型的构造按照分型方式的不同可分为：整体式金属型、水平分型式金属型、垂直分型式金属型、复合分型式金属型。

1431.5特种铸造1.5.3金属型铸造1431.5特种铸造1.5.3金属型铸造（2）金属型的铸造工艺1441.5特种铸造1.5.3金属型铸造1441.5特种铸造1.5.3金属型铸造（2）金属型的铸造工艺应注意以下问题：①加强金属型的排气②金属型应保持合理的工作温度③喷刷涂料④合理的浇注温度⑤控制开型时间1451.5特种铸造1.5.3金属型铸造1451.5特种铸造1.5.3金属型铸造（3）金属型铸件的结构工艺性①由于金属型无退让性和溃散性，铸件结构一定要保证能顺利出型，铸件结构斜度应比砂型铸件大些。②铸件壁厚要均匀，以防出现缩松和裂纹。同时，为防止产生浇不足、冷隔等缺陷，铸件的壁厚不能太薄，如铝硅合金铸件的最小壁厚为2～4mm，铝镁合金为3～5mm，铸铁为2.5～4mm。③铸孔的孔径不能过小、过深，以便于金属型芯的安放和抽出。1461.5特种铸造1.5.3金属型铸造1461.5特种铸造1.5.3金属型铸造（4）金属型铸造的特点及应用－－优点：①有较高的尺寸精度（IT12～IT16）和较小的表面粗糙度（Ra12.5～6.3μm），机械加工余量小节约了机加工工时，节省了金属。②由于金属型的导热性好，冷却速度快，铸件的晶粒较细，力学性能好。③可实现“一型多铸”，提高劳动生产率，且节约造型材料，减轻环境污染，改善劳动条件。1471.5特种铸造1.5.3金属型铸造1471.5特种铸造1.5.3金属型铸造（4）金属型铸造的特点及应用－－缺点：金属铸型的制造成本高，不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件。由于冷却速度快，铸铁件表面易产生白口，使切削加工困难。受金属型材料熔点的限制，熔点高的合金不适宜采用金属型铸造。

1481.5特种铸造1.5.3金属型铸造1481.5特种铸造1.5.3金属型铸造（4）金属型铸造的特点及应用：主要用于铜合金、铝合金等非铁金属铸件的大批量生产，如活塞、连杆和汽缸盖等。铸铁件的金属型铸造目前也有所发展，但其尺寸一般限制在300mm以内，质量一般不超过8kg，如拖拉机变速箱中的153球墨铸铁齿轮毛坯等。随着科技发展和需求的增大，现在金属型铸铁件尺寸也可达1000mm左右，重量可达几十公斤。1491.5特种铸造1.5.3金属型铸造1491.5特种铸造1.5.4压力铸造（1）压力铸造的工艺过程1501.5特种铸造1.5.4压力铸造1501.5特种铸造1.5.4压力铸造（2）压铸件的结构工艺性①消除内侧凹，保证压铸件从压型中顺利取出。②可铸出细小的螺纹、孔、齿和文字等，但有一定的限制。③应尽可能采用薄壁并保证壁厚均匀。压铸件适宜的壁厚为：锌合金为l～4mm，铝合金为1.5～5mm，铜合金为2～5mm。1511.5特种铸造1.5.4压力铸造1511.5特种铸造1.5.4压力铸造（2）压铸件的结构工艺性④对于复杂而无法取芯的铸件或局部有特殊性能（如耐磨、导电、导磁和绝缘等）要求的铸件，可采用嵌铸法，把镶嵌件先放在压型内，然后和压铸件铸合在一起。1521.5特种铸造1.5.4压力铸造1521.5特种铸造1.5.4压力铸造（3）压力铸造的特点①高压和高速充型。可以铸出形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件，如铝合金压铸件的最小壁厚可为0.5mm，最小铸出孔直径为0.7mm。②铸件的尺寸精度高（公差精度等级可达IT11－IT13），

表面质量好（表面粗糙度为Ra6.3～3.2μm），一般不需机械加工可直接使用。1531.5特种铸造1.5.4压力铸造1531.5特种铸造1.5.4压力铸造（3）压力铸造的特点③压铸件中可嵌铸其他材料（如钢、铁、铜合金、金刚石等）的零件，以节省贵重材料和机械加工工时。有时嵌铸还可以代替部件的装配过程。④压铸件的强度和表面硬度较高。由于在压力下结晶，加上冷却速度快，铸件表层晶粒细密，其抗拉强度比砂型铸件高25%～40％。⑤生产率高，劳动条件好，可实现半自动化及自动化生产，压力铸造是所有铸造方法中生产效率最高的。1541.5特种铸造1.5.4压力铸造1541.5特种铸造1.5.4压力铸造（3）压力铸造的特点---缺点由于充型速度快，型腔中的气体难以排出，在压铸件皮下易产生气孔，故压铸件不能进行热处理，也不宜在高温下工作，否则气孔中的气体产生热膨胀压力，可能使铸件开裂。金属液凝固快，厚壁处来不及补缩，易产生缩孔和缩松。另外，设备投资大，铸型制造周期长，造价高，不宜小批量生产。1551.5特种铸造1.5.4压力铸造1551.5特种铸造1.5.4压力铸造（3）压力铸造的应用：压力铸造应用广泛，可用于生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件。在压铸件产量中，占比重最大的是铝合金压铸件，约为30％～50％，其次为锌合金压铸件，铜合金和镁合金的压铸件产量很小。应用压铸件最多的是汽车、拖拉机制造业，其次为仪表和电子仪器工业。此外，在农业机械、国防工业、计算机、医疗器械等制造业中，压铸件也用得较多。

1561.5特种铸造1.5.4压力铸造1561.5特种铸造1.5.5离心铸造将金属液浇入高速旋转（通常为25～1500r/min)的铸型中，使液体金属在离心力作用下充填铸型并凝固成形的一种铸造方法。离心铸造的铸型有金属型和砂型两种。目前广泛应用的是金属型离心铸造。1571.5特种铸造1.5.5离心铸造1571.5特种铸造1.5.5离心铸造（1）离心铸造的基本方式1581.5特种铸造1.5.5离心铸造1581.5特种铸造1.5.5离心铸造离心铸造的优点：①离心铸造可不用型芯而铸出中空铸件，工艺简单，生产率高，成本低。②在离心力作用下，提高了金属液的充型能力，金属液自外表面向内表面顺序凝固，因此铸件组织致密，无缩孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能提高。③便于铸造“双金属”铸件，如制造钢套铜衬滑动轴承。④不用浇注系统和冒口，金属利用率较高。1591.5特种铸造1.5.5离心铸造1591.5特种铸造1.5.5离心铸造离心铸造的不足：①利用自由表面形成内孔，表面较粗糙，尺寸误差大；②金属液中的气体和夹杂物因密度小而集中在铸件内表面而使其质量较差，且不适于密度偏析大的合金。③设备投资较大，不适于单件、小批生产。1601.5特种铸造1.5.5离心铸造1601.5特种铸造1.5.5离心铸造离心铸造的应用：主要用于生产空心回转体铸件，如铸铁管、铜套、缸套、活塞环等。此外，在耐热钢管、特殊无缝钢管毛坯、冶金轧辊等生产方面，离心铸造的应用也很有成效。

1611.5特种铸造1.5.5离心铸造1611.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.6.2铸钢件的生产1.6.3有色合金铸件的生产1621.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1621.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点2.可锻铸铁生产特点3.球墨铸铁生产特点4.蠕墨铸铁生产特点1631.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1631.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（1）熔炼熔炼设备：冲天炉，感应电炉熔炼温度：1450－1550℃浇铸温度：1250－1350℃除孕育铸铁外，一般不需要进行炉前处理1641.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1641.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（1）熔炼炉料：冲天炉炉料由金属炉料、燃料（焦炭、天然气）和熔剂（石灰石、萤石）组成。金属炉料包括高炉铸造生铁、回炉铁（废旧铸件、浇冒口等）、废钢和铁合金（硅铁、锰铁等）。近年来已有不少工厂采用工频感应电炉来熔炼灰铸铁，可获得洁净、高温、成分准确的优质铁液。

1651.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1651.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（2）化学成分灰铸铁的化学成分接近共晶点，凝固过程中又有石墨化膨胀补偿收缩，故流动性好，收缩小，铸件的缩孔、缩松、浇不足、热裂、气孔等倾向均小，具有良好的铸造性能。1661.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1661.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（3）铸造工艺一般采用粘土湿砂型铸造，目前，树脂砂的应用越来越多1671.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1671.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（4）热处理灰铸件一般不通过热处理来提高其性能，这是因为灰铸铁组织中粗大石墨片对基体的破坏作用不能通过热处理来改善和消除。生产中仅对要求高的铸件进行时效处理，以消除内应力，防止加工后变形。1681.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1681.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（5）孕育处理在浇注前或浇注过程中向铁液中冲入细粒状孕育剂如硅铁合金等，使铁液内同时生成大量均匀分布的非自发核心，以获得细小均匀的石墨片，并细化基体组织，提高铸铁强度。孕育处理还可以大幅提高铁液的石墨化程度。1691.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1691.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产特点（5）孕育处理孕育铸铁是灰铸件中强度较高的铸铁，如HT250、HT300等。孕育铸铁的生产需要在炉前对铁液进行孕育处理。1701.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1701.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产2.可锻铸铁生产特点(1)铸造出白口铸铁坯料，要求铸铁的碳、硅含量很低，以保证获得完全的白口组织。通常为C=2.4%～2.8%，Si=0.4%～1.4％。如果铸出的坯料中已有片状石墨，则退火后无法获得团絮状石墨的铸铁。一般只采用冲天炉熔炼1711.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1711.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产2.可锻铸铁生产特点（2）石墨化退火

将清理后的坯料置于退火箱中，并加盖用泥密封，再送入退火炉中，缓缓地加热到920～980℃的高温，保温10～20小时，并按规范冷却到室温（对于黑心可锻铸铁还要在700℃以上进行第二阶段保温）。石墨化退火的总周期一般为40～70小时。因此，可锻铸铁的生产过程复杂，而且周期长、能耗大、铸件的成本高。1721.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1721.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产2.可锻铸铁生产特点（3）铸造性能由于可锻铸铁的碳、硅含量低，凝固结晶温度范围大，流动性较差，所以，在浇注薄件时应适当提高浇注温度。又由于其铸态是白口组织，其体积收缩和固态收缩大，铸件易产生应力、变形、裂纹和缩孔、缩松缺陷，所以，生产中通过改善铸型及型芯的退让性，并放置冒口和冷铁等措施来防止。1731.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1731.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产2.可锻铸铁生产特点（3）铸造性能可锻铸铁件的造型主要采用粘土砂型或树脂砂型，如果铸件有空腔，一般采用退让性和溃散性良好的油砂制做型芯。1741.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1741.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（1）铁液的化学成分和温度铁液的化学成分特点主要是一高两低。一高是指高的含碳量（C＝3.8%～4.0%），旨在改善铸造性能和球化效果；二低是低磷、硫和相对较低的硅含量。

1751.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1751.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（1）铁液的化学成分和温度低磷、硫和相对较低的硅含量。因为：硫含量高时消耗的球化剂量增大和严重影响球化效果，从而增大球墨铸铁生产成本；S≤0.07%磷会降低球墨铸铁的塑性、韧性和强度，增加冷脆性，P≤0.1%。由于球化剂和孕育剂中已经含有一定量的硅，为了保证球墨铸铁的化学成分要求，球化处理前铁液中的硅含量要相应降低。1761.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1761.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（1）铁液的化学成分和温度由于经球化和孕育处理后铁液温度要降低50～100℃，为防止浇注温度过低，出炉的铁液温度必须高达1400℃以上。

1771.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1771.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（2）熔炼随着人们对铁液质量的要求不断提高以及环保意识的增强，为了保证铁液温度的稳定，许多铸造车间采用了双联熔炼（即先用冲天炉熔炼，再将铁液倒入感应电炉中进行保温或升温），还有许多车间直接采用感应电炉熔炼以提高球墨铸铁件质量。1781.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1781.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（3）球化处理和孕育处理球化处理和孕育处理与熔炼优质铁液同为生产球墨铸铁件的关键环节。球化剂是稀土镁合金。球化剂的作用是使石墨呈球状析出，球化剂的使用量一般为铁液质量的0.8%～1.2%。1791.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1791.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（3）球化处理和孕育处理孕育剂的作用主要是进一步促进铸铁石墨球化，防止球化元素所造成的白口倾向。同时，通过孕育还可使石墨圆整、细化，改善球墨铸铁的力学性能。常用孕育剂是含硅量为75％的硅铁，加入量为铁液质量的0.4％～1.0％。1801.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1801.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（4）铸型工艺球墨铸铁较灰铸铁容易产生缩孔、缩松、皮下气孔和夹渣等缺陷，因此在工艺上要采取措施。如在热节上安置冒口、冷铁，以便对铸件进行补缩。同时，应增加铸型刚度，防止因铸件外形扩大所造成的缩孔和缩松。此外，还应加强挡渣措施，以防产生夹渣缺陷。1811.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1811.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（5）热处理多数球铁件铸后要进行热处理，以保证应有的力学性能。这是由于一般铸态的球墨铸铁多为珠光体和铁素体的混合基体，有时存在有自由渗碳体，形状复杂件还存有残余应力。常见的热处理是退火和正火。为了提高球墨铸铁的抗拉强度和韧性，还可以对之进行等温淬火，通常对经过等温淬火处理的球墨铸铁称为奥贝球铁。1821.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1821.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产3.球墨铸铁生产特点（5）热处理近十几年来，铸态球墨铸铁技术的发展，通过对铁液进行炉前不同形式孕育处理或选用特制的孕育剂，使普通的球墨铸铁件都省去了热处理工序。只有那些要求安全系数较高的重要零件如汽车刹车蹄等才进行相应的热处理。

1831.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1831.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产4.蠕墨铸铁生产特点蠕墨铸铁的生产与球墨铸铁相似，铁液成分和温度要求亦相似。蠕墨铸铁件的生产过程主要包括：熔炼铁液、蠕化孕育处理和浇注等。但一般不进行热处理，而以铸态使用。

1841.6常用合金铸件的生产1.6.1铸铁件的生产1841.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1.铸钢的熔炼和浇注2.铸钢用型砂3.铸钢件的补缩工艺4.铸钢件的热处理1851.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1851.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1.铸钢的熔炼和浇注熔炼是铸钢生产中一个重要环节.铸钢熔炼的任务是把固体炉料（废钢、生铁）熔化成钢液，并通过一系列物理、化学反应，使钢液化学成分、纯净度和温度达到要求。熔炼铸钢的设备主要有电弧炉、感应电炉和平炉等。铸钢的浇注温度一般为1500～1650℃，主要取决于钢号和铸件结构来确定。1861.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1861.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1.铸钢的熔炼和浇注铸钢的铸造性能差，主要表现在熔点高，钢液易氧化、吸气，流动性差，收缩大。因此铸钢较铸铁铸造困难，易产生浇不足、气孔、缩松、缩孔、裂纹、夹渣和粘砂等缺陷。

1871.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1871.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产2.铸钢用型砂铸钢用型砂要具有高耐火性、良好的透气性和退让性。

为此原砂中SiO2含量不能低于98%。实际生产中，中小型铸钢件一般采用湖南洋湖砂；对于大中型铸钢件则采用人造石英砂。铸型一般采用CO2硬化水玻璃砂型。对于大中型铸钢件，主要采用水玻璃砂型CO2硬化后再进行烘干的工艺以提高铸型强度，减少铸件气孔倾向。为防止粘砂，铸型表面应涂刷一层专用耐火涂料。1881.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1881.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产3.铸钢件的补缩工艺铸钢的收缩较大，体收缩率为10%～14%，线收缩率为1.8%～2.2%。所以，除薄壁铸件和小件外，几乎绝大多数铸钢件都通过安放冒口和冷铁以实现顺序凝固，以获得良好的补缩效果，防止铸件产生缩孔和缩松。

1891.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1891.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产4.铸钢件的热处理热处理是铸钢件的必要工序。钢件铸态晶粒粗大，组织不均匀，且常存在有魏氏组织和残余内应力，使钢件的强度，特别是塑性和韧性降低。所以必须对钢件进行正火或退火，以细化晶粒、消除魏氏组织、提高力学性能和消除内应力。退火适于C≥0.35%或结构特别复杂的铸钢件；正火适于C＜0.35%的铸钢件。1901.6常用合金铸件的生产1.6.2铸钢件的生产1901.6常用合金铸件的生产1.6.3有色合金铸件的生产1.有色合金的熔炼特点2.有色合金铸件的生产工艺特点1911.6常用合金铸件的生产1.6.3有色合金铸件的生产191.6常用合金铸件的生产1.6.3有色合金铸件的生产1.有色合金的熔炼特点实际生产中常见的有色合金主要