1、 鑄造是獲得零件或零件毛坯的重要工藝方法之一鑄造是獲得零件或零件毛坯的重要工藝方法之一 鑄造的優缺點鑄造的優缺點l適用于各種形狀、大小和合金種類的零件或毛坯；適用于各種形狀、大小和合金種類的零件或毛坯；l鑄件與零件形狀十分接近，可大量節省材料和加工費用；鑄件與零件形狀十分接近，可大量節省材料和加工費用；l鑄造原材料來源廣而價格低，鑄造成本較低。鑄造原材料來源廣而價格低，鑄造成本較低。l鑄造生產過程復雜、工序較多，鑄件廢品率較高；鑄造生產過程復雜、工序較多，鑄件廢品率較高；l鑄件的力學性能較差；鑄件的力學性能較差；l鑄造生產環境較差。鑄造生產環境較差。鑄造可分為砂型鑄造和特種鑄造鑄造可分為砂型鑄

2、造和特種鑄造一、造型材料一、造型材料型砂、芯砂和原材料統稱為造型材料2.1 2.1 砂型鑄造的造型工藝砂型鑄造的造型工藝 砂型鑄造的應用砂型鑄造的應用最為廣泛最為廣泛，其，其基本工序基本工序是：是：l模樣和芯盒制作；模樣和芯盒制作；l配制型配制型( (芯芯) )砂、造型造芯、合型砂、造型造芯、合型形成鑄型；形成鑄型；l熔煉合金、澆注；熔煉合金、澆注；l落砂清理和檢驗。落砂清理和檢驗。二、造型方法二、造型方法造型方法可分為手工和機器造型兩大類手工造型手工造型主要用于單件小批生產，機器造型機器造型主要用于大批量生產。各種手工造型方法的特點和適用范圍各種手工造型方法的特點和適用范圍造型方法造型方法主

3、要特點主要特點適用范圍適用范圍整模造型整模造型模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個鑄型內，其造型簡單，鑄件不會產生錯在半個鑄型內，其造型簡單，鑄件不會產生錯型缺陷。型缺陷。適用于適用于最大截面在一端最大截面在一端，且為，且為平面的鑄件。平面的鑄件。分模造型分模造型模樣沿截面最大處分為兩半，型腔位于上、下模樣沿截面最大處分為兩半，型腔位于上、下兩個半型內，造型簡單，節省工時。兩個半型內，造型簡單，節省工時。適用于適用于最大截面在中部最大截面在中部的鑄件。的鑄件。活塊造型活塊造型 鑄件上有妨礙起模的小凸臺、肋板等，制模時鑄件上有妨礙起模的小凸臺、肋

4、板等，制模時將它們做成活動部分。造型起模時，先起出主將它們做成活動部分。造型起模時，先起出主體模樣，然后再從側面取出活塊。其造型費工體模樣，然后再從側面取出活塊。其造型費工時，要求操作技術水平高。時，要求操作技術水平高。主要用于單件、小批生產帶有主要用于單件、小批生產帶有突出部分突出部分并且難以起模的鑄件。并且難以起模的鑄件。挖砂造型挖砂造型模樣雖為整體的，但鑄件的分型面為曲面。為模樣雖為整體的，但鑄件的分型面為曲面。為了起出模型，造型時用手工挖去阻礙起模的型了起出模型，造型時用手工挖去阻礙起模的型砂。其造型費工時、生產率低，要求操作技術砂。其造型費工時、生產率低，要求操作技術水平高。水平高。

5、用于單件、小批生產用于單件、小批生產分型面不分型面不是平面的鑄件是平面的鑄件。假箱造型假箱造型克服上述挖砂成型的挖砂缺點，在造型前預先克服上述挖砂成型的挖砂缺點，在造型前預先作個底胎作個底胎(即假箱即假箱)，然后再在底胎上造下箱。由，然后再在底胎上造下箱。由于底胎并不參加澆注，故稱假箱。此法比挖砂于底胎并不參加澆注，故稱假箱。此法比挖砂造型簡便，且分型面整齊。造型簡便，且分型面整齊。用于成批生產需要挖砂的鑄件。用于成批生產需要挖砂的鑄件。此外還有此外還有三箱造型，脫箱造型三箱造型，脫箱造型( (無箱造型）等無箱造型）等在大量生產鑄件時，都采用機器造型在大量生產鑄件時，都采用機器造型 與手工造型

6、相比，機器造型生產率高、質量穩定、工人與手工造型相比，機器造型生產率高、質量穩定、工人勞動強度低、對工人技術水平要求不高、便于實現自動化。勞動強度低、對工人技術水平要求不高、便于實現自動化。按照緊砂方式不同，機器造型可分為：按照緊砂方式不同，機器造型可分為：震壓造型震壓造型 震壓式造型機以壓縮空氣為動力，使振動活塞帶動工作臺振擊將砂型震實。射壓造型射壓造型 利用壓縮空氣將型砂射入型腔進行初緊實，然后壓實活塞將砂型再緊實。鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型內所處的位置鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型內所處的位置分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面它們的選擇原則主要是

7、：它們的選擇原則主要是：保證鑄件質量和簡化造型工藝保證鑄件質量和簡化造型工藝 1. 1. 澆注位置的選擇原則澆注位置的選擇原則(1) (1) 鑄件的重要加工面應朝下鑄件的重要加工面應朝下 (2) (2) 鑄件的大平面應朝下鑄件的大平面應朝下(3) (3) 鑄件薄壁部分應放在下部鑄件薄壁部分應放在下部2. 2. 分型面的選擇原則分型面的選擇原則(1) (1) 分型面盡量采用平面分型面盡量采用平面(2) (2) 分型面數量盡量減少分型面數量盡量減少(3) (3) 盡量使鑄件全部或大部盡量使鑄件全部或大部分放在同一砂型內分放在同一砂型內2半環形砂芯半環形砂芯加砂芯后變成整箱造型加砂芯后變成整箱造型鑄

8、造工藝的工藝參數包括鑄造工藝的工藝參數包括：加工余量 ；起模斜度；鑄造圓角 ；型芯頭 ；收縮余量 加工余量加工余量一、合金的鑄造性能一、合金的鑄造性能合金的鑄造性能包括：合金的鑄造性能包括：流動性、收縮性、氧化性、吸氣性和偏析流動性、收縮性、氧化性、吸氣性和偏析合金的鑄造性能不好時：容易產生合金的鑄造性能不好時：容易產生澆鑄不足、冷隔、縮孔、縮松、氣孔澆鑄不足、冷隔、縮孔、縮松、氣孔、夾渣和裂紋等夾渣和裂紋等鑄造缺陷鑄造缺陷。 2.2 2.2 常用鑄造合金常用鑄造合金 常用的鑄造合金有：常用的鑄造合金有：鑄鐵、鑄鋼、鑄造鋁合金和鑄造銅合金鑄鐵、鑄鋼、鑄造鋁合金和鑄造銅合金1. 合金的流動性合金

9、的流動性 鑄造時液態金屬鑄造時液態金屬充填鑄型的能力充填鑄型的能力，稱為流動性。，稱為流動性。 流動性好流動性好，容易獲得輪廓清晰的薄而復雜的鑄件，避免產生，容易獲得輪廓清晰的薄而復雜的鑄件，避免產生澆不足和冷隔，減少氣孔、夾渣和縮孔等缺陷。澆不足和冷隔，減少氣孔、夾渣和縮孔等缺陷。影響流動性最主要的因素是影響流動性最主要的因素是化學成分化學成分和和鑄造工藝條件鑄造工藝條件2. 2. 合金的收縮合金的收縮 收縮指在金屬熔液凝固冷卻過程中體積和尺寸減小的現象收縮指在金屬熔液凝固冷卻過程中體積和尺寸減小的現象收縮過程的三個階段：收縮過程的三個階段：液態收縮液態收縮 從澆注溫度到液相線溫度間的收縮；

10、從澆注溫度到液相線溫度間的收縮；凝固收縮凝固收縮 從液相線到固相線溫度間的收縮；從液相線到固相線溫度間的收縮；固態收縮固態收縮 從固相線到室溫溫度間的收縮。從固相線到室溫溫度間的收縮。合金收縮的影響因素：合金收縮的影響因素：l不同合金的收縮率不同不同合金的收縮率不同 碳鋼收縮最大，灰鑄鐵最小。l不同的澆注溫度收縮率不同不同的澆注溫度收縮率不同 合金的澆注溫度越高，液態收縮越大，形成縮孔的傾向越大?？s孔和縮松的形成及防止縮孔和縮松的形成及防止 鑄件在凝固過程中，內部的液態金屬不斷補充各部金鑄件在凝固過程中，內部的液態金屬不斷補充各部金屬的收縮，體積減小，液面下降，在鑄件內部屬的收縮，體積減小，液

11、面下降，在鑄件內部上表面上表面出現出現的空隙稱為的空隙稱為縮孔縮孔。 鑄件在凝固過程中，樹枝狀枝晶很發達，將液體分隔鑄件在凝固過程中，樹枝狀枝晶很發達，將液體分隔成互相不連通的小區域，導致外部金屬液不能進行補縮，成互相不連通的小區域，導致外部金屬液不能進行補縮，使枝晶間和枝晶內產生了使枝晶間和枝晶內產生了細小的縮孔即縮松。細小的縮孔即縮松。防止縮孔的措施：防止縮孔的措施：l 設置冒口，使縮孔集中到冒口中，最后切去冒口部分鑄造內應力、變形和裂紋鑄造內應力、變形和裂紋1. 1.鑄造內應力鑄造內應力鑄造內應力鑄造內應力鑄件在鑄件在進行固態收縮時進行固態收縮時受到阻礙，在鑄件受到阻礙，在鑄件內部產生的

12、應力內部產生的應力根據應力產生的原因不同，分為根據應力產生的原因不同，分為熱應力和收縮應力熱應力和收縮應力l熱應力熱應力是鑄件在冷卻過程中各部分冷卻速度不同導致同一時間收縮量不一致而產生的應力。l收縮應力收縮應力當鑄件在冷卻過程中收縮不均時會產生當鑄件在冷卻過程中收縮不均時會產生變形。變形。二、鑄鐵及其工藝性能二、鑄鐵及其工藝性能鑄鐵鑄鐵是碳的質量分數大于是碳的質量分數大于2.11的鐵碳合金的鐵碳合金鑄鐵可分為白口鑄鐵、麻口鑄鐵和灰鑄鐵鑄鐵可分為白口鑄鐵、麻口鑄鐵和灰鑄鐵l白口鑄鐵白口鑄鐵斷口呈銀白色，性能特征是硬而脆，切削斷口呈銀白色，性能特征是硬而脆，切削加工很困難。加工很困難。l灰鑄鐵灰

13、鑄鐵斷口呈灰色，可切削加工，工業上常用。斷口呈灰色，可切削加工，工業上常用。l麻口鑄鐵麻口鑄鐵介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間，應用極少。介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間，應用極少。根據灰鑄鐵中石墨形態的不同，把灰鑄鐵分為：根據灰鑄鐵中石墨形態的不同，把灰鑄鐵分為：普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵1. 普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵(習慣上簡稱灰鑄鐵習慣上簡稱灰鑄鐵)灰鑄鐵的特性：灰鑄鐵的特性：l抗拉強度較低，塑性、韌性很差，屬脆性材料；抗拉強度較低，塑性、韌性很差，屬脆性材料；l具有良好的減振性和耐磨性；具有良好的減振性和耐磨性；l具有良好的鑄造性能；具有良好的鑄造性能； 常用常用灰鑄鐵：

14、灰鑄鐵：普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵 HT100，HT150，HT200孕育鑄鐵孕育鑄鐵 HT200，HT250 ，HT3002. 2. 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵的特性：可鍛鑄鐵的特性：l具有一定塑性和韌性；具有一定塑性和韌性；l鑄造性能較灰鑄鐵差。鑄造性能較灰鑄鐵差。3. 3. 球磨鑄鐵球磨鑄鐵球磨鑄鐵的特性：球磨鑄鐵的特性：l力學性能與鑄鋼相近，特別是屈服強度高力學性能與鑄鋼相近，特別是屈服強度高 ；l塑性、韌性高于其他鑄鐵，耐磨性高于鋼材；塑性、韌性高于其他鑄鐵，耐磨性高于鋼材；l具有良好的鑄造性能。具有良好的鑄造性能。牌牌 號號抗拉強度抗拉強度 屈服強度屈服強度 伸長率伸長率 (%)(%)硬度

15、硬度HBSHBS基體組基體組織織應用舉例應用舉例QT400-18QT400-18QT400-15QT400-15QT450-10QT450-10400400400400450450250250250250310310181815151010130180130180130180130180160210160210鐵鐵素素體體 汽車和拖拉機底盤汽車和拖拉機底盤零件、輪轂、電動機零件、輪轂、電動機殼、閘瓦、聯軸器、殼、閘瓦、聯軸器、泵、閥體、法蘭等。泵、閥體、法蘭等。QT500-7QT500-7QT600-3QT600-35005006006003203203703707 73 3170230170

16、230190270190270鐵素體鐵素體珠光體珠光體電動機架、傳動軸、電動機架、傳動軸、直齒輪、鏈輪、罩殼、直齒輪、鏈輪、罩殼、托架、連桿、搖臂、托架、連桿、搖臂、曲柄、離合器片等。曲柄、離合器片等。QT700-2QT700-2QT800-2QT800-27007008008004204204804802 22 2225305225305245335245335珠珠光光體體 汽車、拖拉機傳動汽車、拖拉機傳動齒輪、曲軸、凸輪軸、齒輪、曲軸、凸輪軸、缸體、缸套、轉向節缸體、缸套、轉向節等。等。QT900-2QT900-29009006006002 2280360280360貝氏體貝氏體三、三、鑄

17、鋼、鑄造非鐵合金及其工藝性能鑄鋼、鑄造非鐵合金及其工藝性能1. 鑄鋼及其工藝性能鑄鋼及其工藝性能 鑄鋼具有很好的綜合力學性能，特別是在承受鑄鋼具有很好的綜合力學性能，特別是在承受沖擊載荷時安全可靠。沖擊載荷時安全可靠。 常用來制造要求強度高、塑性和韌性好、形狀復常用來制造要求強度高、塑性和韌性好、形狀復雜的機器零件。雜的機器零件。l可焊性比鑄鐵好；可焊性比鑄鐵好；鑄造碳鋼件的主要化學成分、力學性能及用途鑄造碳鋼件的主要化學成分、力學性能及用途牌號牌號主要化學成分主要化學成分質量分數質量分數(%)(%)力力 學學 性性 能能用途舉例用途舉例 工程用工程用鑄造碳鑄造碳 鋼鋼C CSiSiMnMnP

18、 PS S S S b b (%)(%) (%)(%)A AKVKV/J/JMPaMPaZG200-400ZG200-4000.20.20.50.50.80.80.040.04200200400400252540403030 有良好的塑性、韌性有良好的塑性、韌性和焊接性能，用于受力和焊接性能，用于受力不大的機械零件，如機不大的機械零件，如機座、變速箱殼等。座、變速箱殼等。ZG230-450ZG230-4500.30.30.50.50.90.90.040.04230230450450222232322525 有一定的強度，用于有一定的強度，用于受力不太大的機械零件，受力不太大的機械零件，如砧座、

19、外殼、軸承蓋、如砧座、外殼、軸承蓋、閥體等。閥體等。ZG270-500ZG270-5000.40.40.50.50.90.90.040.04270270500500181825252222 有較高的強度，用于有較高的強度，用于機架、連桿、箱體、缸機架、連桿、箱體、缸體、軸承座等。體、軸承座等。ZG310-570ZG310-5700.50.50.60.60.90.90.040.04310310570570151521211515 有高的強度，用于齒有高的強度，用于齒輪、棘輪等，裂紋敏感輪、棘輪等，裂紋敏感性較大。性較大。ZG340-640ZG340-6400.60.60.60.60.90.90.

20、040.043403406406401010181810102. 2. 鑄造銅合金及其工藝性能鑄造銅合金及其工藝性能 鑄造銅合金具有良好的導電性、導熱性、耐磨性和耐腐蝕性，主要制作鑄造銅合金具有良好的導電性、導熱性、耐磨性和耐腐蝕性，主要制作耐腐蝕及耐磨零件。耐腐蝕及耐磨零件。 鑄造銅合金可分為鑄造銅合金可分為鑄造黃銅和鑄造青銅鑄造黃銅和鑄造青銅兩大類兩大類 合金名稱合金牌號主要化學成分(%)鑄造方法力 學 性 能應用舉例應用舉例b/MPa0.2MPa S(%)10-110-1錫青銅錫青銅ZCuSn10P1Sn:9.011.5P:0.51.0余為CuSJ22031013017032 用于耐磨零

21、件，如連用于耐磨零件，如連桿襯套、軸瓦、齒輪、桿襯套、軸瓦、齒輪、蝸輪等。蝸輪等。10-1010-10鉛青銅鉛青銅ZCuPb10Sn10Pb: 8.011.0P: 0.51.0余為CuSJ1802208014075 軋輥、車輛用軸承、軋輥、車輛用軸承、內燃機雙金屬軸瓦、活內燃機雙金屬軸瓦、活塞銷套、摩擦片等。塞銷套、摩擦片等。3838黃銅黃銅ZCuZn38Cu: 60.063.0余為ZnSJ2952953030 一般結構件和耐蝕零一般結構件和耐蝕零件，如法蘭、閥座、支件，如法蘭、閥座、支架、手柄、螺母等。架、手柄、螺母等。3.3.鑄造鋁合金及其工藝性能鑄造鋁合金及其工藝性能 鑄造鋁合金具有良好

22、的導電性、導熱性和耐腐蝕性，而且鑄造鋁合金具有良好的導電性、導熱性和耐腐蝕性，而且密度小、熔點低，在工業生產中應用比較廣泛。密度小、熔點低，在工業生產中應用比較廣泛。 鑄造鋁合金分為鑄造鋁合金分為: : 鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金 幾種鋁合全的牌號、成分、性能和用途見表幾種鋁合全的牌號、成分、性能和用途見表2-82.3 2.3 鑄件結構工藝性鑄件結構工藝性 鑄件結構工藝性是指所設計的鑄件結構鑄件結構工藝性是指所設計的鑄件結構:l能保證零件使用性能的要求能保證零件使用性能的要求;l能適應鑄造工藝和合金鑄造性能的要求。能適應鑄造工藝和合金鑄造性能的

23、要求。一、鑄造工藝對鑄件結構的要求一、鑄造工藝對鑄件結構的要求鑄件結構設計是否合理，對鑄件質量、鑄造成本和鑄件結構設計是否合理，對鑄件質量、鑄造成本和生產率有很大的影響。生產率有很大的影響。從以下從以下3個方面考慮：個方面考慮：外形、外形、1. 鑄件外形的設計鑄件外形的設計(1) 分型面盡量減少并盡可能為平面分型面盡量減少并盡可能為平面分型面容易使鑄件產生錯型，影響鑄件外形和尺寸精度分型面容易使鑄件產生錯型，影響鑄件外形和尺寸精度盡量避免兩個以上的分型面；盡量避免兩個以上的分型面；對于機器造型，只允許一個分型面。對于機器造型，只允許一個分型面。 設計鑄件側壁上的凸臺、凹槽時，要考慮到起模方便，

24、盡設計鑄件側壁上的凸臺、凹槽時，要考慮到起模方便，盡量避免使用活塊和型芯。量避免使用活塊和型芯。 2.2.鑄件內腔的設計鑄件內腔的設計 盡量避免不必要的型芯盡量避免不必要的型芯懸臂砂芯懸臂砂芯一體砂芯一體砂芯有支撐砂芯有支撐砂芯懸臂砂芯懸臂砂芯二、合金鑄造性能對鑄件結構的要求二、合金鑄造性能對鑄件結構的要求鑄件結構的設計應考慮到合金的鑄造性能的要求，鑄件結構的設計應考慮到合金的鑄造性能的要求，避免產生避免產生縮孔、縮松、澆注不足、變形和裂紋縮孔、縮松、澆注不足、變形和裂紋等鑄造缺陷。等鑄造缺陷。l合理設計鑄件壁厚合理設計鑄件壁厚從以下從以下5個方面考慮：個方面考慮：2.4 特種鑄造特種鑄造常用

25、的特種鑄造方法有：常用的特種鑄造方法有：熔模鑄造熔模鑄造- -用低熔點摸料制成與用低熔點摸料制成與鑄件相同的蠟模鑄件相同的蠟模金屬型鑄造金屬型鑄造- -金屬鑄型金屬鑄型代替砂型代替砂型壓力鑄造壓力鑄造- -將液態或半液態金屬高速壓入鑄型，并在將液態或半液態金屬高速壓入鑄型，并在高壓高壓下凝固下凝固低壓鑄造低壓鑄造- -加加低壓低壓使鑄件使鑄件凝固凝固離心鑄造離心鑄造- -用鑄件自身的用鑄件自身的離心力離心力加壓加壓砂型鑄造主要缺點：砂型鑄造主要缺點：生產率低；鑄件精度低；表面生產率低；鑄件精度低；表面粗糙；內部缺陷較多；質量差；力學性能不高等。粗糙；內部缺陷較多；質量差；力學性能不高等。特種鑄造特種鑄造: : 砂型鑄造砂型鑄造以外的以外的其他鑄造方法其他鑄造方法 可克服或減少砂型鑄造的缺陷可克服或減少砂型鑄造的缺陷后后3種都屬于種都屬于壓力鑄造壓力鑄造復復 習習 思思 考考 題題2-1 2-1 砂型鑄造的型砂由哪些物質組成？型砂的基本性能要求有哪些？砂型鑄造的型砂由哪些物質組成？型砂的基本性能要求有哪些？2-2 2-2 手工造型和機器造型的各種造型方法各有什么特點？手工造型和機器造型的各種造型方法各有什么特點？2-3 2-3 鑄件澆注位置