鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件引言第一節合金的鑄造性能第二節常用鑄造合金第三節砂型鑄造第四節特種鑄造第五節零件結構的鑄造工藝性鑄造22020/12/8鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件引言第一節1引言第一節合金的鑄造性能第二節常用鑄造合金第三節砂型鑄造第四節特種鑄造第五節零件結構的鑄造工藝性

鑄造2020/12/82引言第一節合金的鑄造性能第二節常用鑄造合金第三節砂引言1、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法，稱為鑄造。

圖9-1砂型鑄造2020/12/83引言1、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，2、鑄造優缺點優點：

1）可以生產出形狀復雜，特別是具有復雜內腔的零件毛坯，如各種箱體、床身、機架等。

2）鑄造生產的適應性廣，工藝靈活性大。工業上常用的金屬材料均可用來進行鑄造，鑄件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由0.5mm到1m左右。

3）鑄造用原材料大都來源廣泛，價格低廉，并可直接利用廢機件，故鑄件成本較低。缺點：

1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內部易產生縮孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學性能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。

2）鑄件質量不夠穩定。2020/12/842、鑄造優缺點優點：缺點：

2020/12/84我司造型線簡介：我司目前使用的是保定維爾的垂直分型無箱射壓造型機，型號為ZZ416B，模板尺寸650×535×（120-330）mm，即水平方向為650mm，豎直方向為535mm，砂型厚度120-330mm，名義造型效率為300型/小時，實際因熔煉、混砂、實際造型使用以及澆注時間等方面的制約，一般能達到250型/小時。

該造型機是一種比較先進的造型工藝設備。它具有生產率高、生產出的鑄件尺寸精確（錯型精度能達到±0.15）、用砂節省（因采用砂型雙面造型）、自動化程度高等許多優點,特別適用于無芯或少芯的中小鑄件生產。

垂直分型無箱射壓造型是高壓、高速自動造型線的一種，這種造型完全不同于傳統的機械造型方法，它應用“射砂”和“擠壓”聯合緊實砂型的原理，并采用雙面型腔“垂直分型”工藝，取消了砂箱裝備（無箱）。

造型線由油壓、氣壓、機械、電氣進行控制，實現了自動化操作，具有生產率高、自動化程度大，特別適用于大批量生產的中小件的灰鑄鐵、合金鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等。

2020/12/85我司造型線簡介：2020/12/85與其它類型的造型機相比的優點有：1、采用較高的比壓，鑄件的尺寸精度和表面光潔度較高2、全線自動化程度高，操作人員只需控制按鈕及檢查生產情況，勞動強度低。3、生產過程沒有震擊，噪音低。4、生產率高，一般能達到250型/小時左右。5、經濟性好，沒有砂箱。缺點或者說適用范圍有：1、從尺寸大小看，不適宜做大型鑄件。迪砂雖然不斷地擴大可造型尺寸范圍，但最大也就850*1200*675。

2、砂芯太復雜的鑄件操作不便，如汽缸體等，不如水平造型下芯方便。

3、砂芯較大的鑄件不宜采用，如變速箱殼體。

4、拔模太深，即使在中間分型也不能應用，給春蘭做的偏心軸基本已到極限。

5、需要放置冷鐵的砂型也不宜采用。2020/12/86與其它類型的造型機相比的優點有：2020/12/86

該造型線采用澆注后自動輸送砂型、震動落砂、舊砂采用自動控制比例噴淋增濕、自動篩沙、沸騰冷卻、電腦控制混砂等。

另有震壓造型機兩臺，工作臺尺寸為470×550mm，對應的工作砂箱最大尺寸為450×500mm，造型效率為30-50型/小時，實際因工人數量程度等因素，目前為10-15型/小時，就本人觀察信達利的熟練工操作，一般在30多型/小時。我們目前使用的砂箱尺寸有320×270mm及400×300mm，砂箱高度100mm，主要用于中小件樣品試制和小批量供貨時使用。熔煉簡介：

采用四臺750Kw1噸中頻電爐，熔煉節拍約1爐/小時,實際使用可同時使用三臺電爐，另一臺備用。2020/12/87該造型線采用澆注后自動輸送砂型、震動落砂、舊砂采用自動控制傾倒鐵水2020/12/88

球化、一次孕育2020/12/89球化、一大包轉小澆包，二次孕育2020/12/810大包轉小澆包，二次孕育澆注2020/12/811

ZZ416B造型機2020/12/812ZZ41澆注、輸送、落砂線2020/12/813澆注、輸送、落砂線202中頻電爐2020/12/814中頻電砂處理、混砂2020/12/815砂處理真空布袋式除塵設備2020/12/816真空布袋式除塵設生鐵、廢鋼、回爐料2020/12/817生鐵、廢鋼、回爐料202（一）合金的流動性

1.流動性流動性是指熔融金屬的流動能力。

合金流動性的好壞，通常以“螺旋形流動性試樣”的長度來衡量，將金屬液體澆入螺旋形試樣鑄型中，在相同的澆注條件下，合金的流動性愈好，所澆出的試樣愈長。2.流動性的影響因素

1）合金的種類

不同種類的合金，具有不同的螺旋線長度，即具有不同的流動性。其中灰鑄鐵的流動性最好，硅黃銅、鋁硅合金次之，而鑄鋼的流動性最差。一、流動性和充型能力第一節合金的鑄造性能2020/12/818（一）合金的流動性

1.流動性流動性是指熔融金屬的流動能2）化學成分和結晶特征純金屬和共晶成分的合金，凝固是由鑄件壁表面向中心逐漸推進，凝固后的表面比較光滑，對未凝固液體的流動阻力較小，所以流動性好，見圖9-3a。在一定凝固溫度范圍內結晶的亞共晶合金，凝固時鑄件內存在一個較寬的既有液體又有樹枝狀晶體的兩相區。凝固溫度范圍越寬，則枝狀晶越發達，對金屬流動的阻力越大，金屬的流動性就越差，見圖9-3b。

圖9-3不同結晶特征的合金的流動性2020/12/8192）化學成分和結晶特征純金屬和共晶成分的合金，凝固是由鑄件鐵碳合金的流動性與相圖的關系見圖9-4。圖中表明，純鐵和共晶鑄鐵的流動性最好，亞共晶鑄鐵和碳素鋼隨凝固溫度范圍的增加，其流動性變差。

圖9-4鐵碳合金的流動性與相圖的關系2020/12/820鐵碳合金的流動性與相圖的關系見圖9-4。圖中表明，純鐵和共晶（二）合金的充型能力

1.充型能力

考慮鑄型及工藝因素影響的熔融金屬流動性叫合金的充型能力。合金的流動性是金屬本身的屬性，不隨外界條件的改變而變化，而合金的充型能力不僅和金屬的流動性相關，而且也受外界因素的影響。2.充型能力的影響因素

1）鑄型填充條件

a）鑄型的蓄熱能力即鑄型從金屬液中吸收和儲存熱量的能力。鑄型的熱導率和質量熱容越大，對液態合金的激冷作用越強，合金的充型能力就越差。

b）鑄型溫度

提高鑄型溫度，可以降低鑄型和金屬液之間的溫差，進而減緩了冷卻速度，可提高合金液的充型能力。

c）鑄型中的氣體鑄型中氣體越多，合金的充型能力就越差。2020/12/821（二）合金的充型能力

1.充型能力

考慮鑄型及工藝因素影（一）鑄件的凝固方式及影響因素

1.鑄件的凝固方式

（1）逐層凝固方式

合金在凝固過程中其斷面上固相和液相由一條界線清楚地分開，這種凝固方式稱為逐層凝固。常見合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業純銅、工業純鋁、共晶鋁硅合金及某些黃銅都屬于逐層凝固的合金。

（2）糊狀凝固方式

合金在凝固過程中先呈糊狀而后凝固，這種凝固方式稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。二合金的凝固與收縮2020/12/822（一）鑄件的凝固方式及影響因素

1.鑄件的凝固方式

（1）（3）中間凝固方式

大多數合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。

圖9-5鑄件的凝固方式2020/12/823（3）中間凝固方式

大多數合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固2.凝固方式的影響因素

（1）合金凝固溫度范圍的影響

合金的液相線和固相交叉在一起，或間距很小，則金屬趨于逐層凝固；如兩條相線之間的距離很大，則趨于糊狀凝固；如兩條相線間距離較小，則趨于中間凝固方式。

（2）鑄件溫度梯度的影響

增大溫度梯度，可以使合金的凝固方式向逐層凝固轉化；反之，鑄件的凝固方式向糊狀凝固轉化。2020/12/8242.凝固方式的影響因素

（1）合金凝固溫度范圍的影響

合（二）鑄造合金的收縮

鑄造合金從液態冷卻到室溫的過程中，其體積和尺寸縮減的現象稱為收縮。它主要包括以下三個階段：

1.液態收縮金屬在液態時由于溫度降低而發生的體積收縮。

2.凝固收縮熔融金屬在凝固階段的體積收縮。液態收縮和凝固收縮是鑄件產生縮孔和縮松的基本原因。

3.固態收縮金屬在固態時由于溫度降低而發生的體積收縮。固態收縮對鑄件的形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應力、變形和裂紋等缺陷產生的基本原因。（三）影響合金收縮的因素

1.化學成分不同成分的合金其收縮率一般也不相同。在常用鑄造合金中鑄剛的收縮最大，灰鑄鐵最小。

2.澆注溫度合金澆注溫度越高，過熱度越大，液體收縮越大。

3.鑄件結構與鑄型條件鑄件冷卻收縮時，因其形狀、尺寸的不同，各部分的冷卻速度不同，導致收縮不一致，且互相阻礙，又加之鑄型和型芯對鑄件收縮的阻力，故鑄件的實際收縮率總是小于其自由收縮率。這種阻力越大，鑄件的實際收縮率就越小。2020/12/825（二）鑄造合金的收縮

鑄造合金從液態冷卻到室溫的過程中，其（四）收縮對鑄件質量的影響

1.縮孔和縮松

（1）縮孔的形成

縮孔總是出現在鑄件上部或最后凝固的部位，其外形特征是：內表面粗糙，形狀不規則，多近于倒圓錐形。通?？s孔隱藏于鑄件的內部，有時經切削加工才能暴露出來?？s孔形成的主要原因是液態收縮和凝固收縮。縮孔形成過程見圖9-6。2020/12/826（四）收縮對鑄件質量的影響

1.縮孔和縮松

（1）縮孔的

圖9-6縮孔形成過程示意圖2020/12/827圖（2）縮松的形成

宏觀縮松多分布在鑄件最后凝固的部位，顯微縮松則是存在于在晶粒之間的微小孔洞，形成縮松的主要原因也是液態收縮和凝固收縮所致。縮松形成過程見圖9-7。

圖9-7縮松形成過程示意圖2020/12/828（2）縮松的形成

宏觀縮松多分布在鑄件最后凝固的部位，顯微（3）縮孔、縮松的防止措施

a）采用定向凝固的原則所謂定向凝固，是使鑄件按規定方向從一部分到另一部分逐漸凝固的過程。冒口和冷鐵的合理使用，可造成鑄件的定向凝固，有效地消除縮孔、縮松。定向凝固原則見圖9-8。

圖9-8定向凝固原則2020/12/829（3）縮孔、縮松的防止措施

a）采用定向凝固的原則所謂定向b）合理確定鑄件的澆注位置、內澆道位置及澆注工藝澆注位置的選擇應服從定向凝固原則；內澆道應開設在鑄件的厚壁處或靠近冒口；要合理選擇澆注溫度和澆注速度，在不增加其它缺陷的前提下，應盡量降低澆注溫度和澆注速度。2020/12/830b）合理確定鑄件的澆注位置、內澆道位置及澆注工藝澆注位置的2.鑄造應力、變形和裂紋

在鑄件的凝固以及以后的冷卻過程中，隨溫度的不斷降低，收縮不斷發生，如果這種收縮受到阻礙，就會在鑄件內產生應力，引起變形或開裂，這種缺陷的產生，將嚴重影響鑄件的質量。（1）鑄造應力的產生

鑄造應力按其產生的原因可分為三種：

a）熱應力鑄件在凝固和冷卻過程中，不同部位由于不均衡的收縮而引起的應力。

b）固態相變應力鑄件由于固態相變，各部分體積發生不均衡變化而引起的應力。

c）收縮應力鑄件在固態收縮時，因受到鑄型、型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產生的應力。

鑄件鑄出后存在于鑄件不同部位的內應力稱為殘留應力。2020/12/8312.鑄造應力、變形和裂紋

在鑄件的凝固以及以后的冷卻過程（2）鑄造應力的防止和消除措施

a）采用同時凝固的原則

同時凝固是指通過設置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施，使鑄件溫差盡量變小，基本實現鑄件各部分在同一時間凝固。如圖9-9所示。

b）提高鑄型溫度

c）改善鑄型和型芯的退讓性

d）進行去應力退火

圖9-9同時凝固原則2020/12/832（2）鑄造應力的防止和消除措施

a）采用同時凝固的原則同時（3）鑄件的變形和防止

鑄件的變形包括鑄件凝固后所發生的變形以及隨后的切削加工變形。防止鑄件變形有以下幾種方法：

a)采用反變形法可在模樣上做出與鑄件變形量相等而方向相反的預變形量來抵消鑄件的變形，此種方法稱為反變形法。

b)進行去應力退火鑄件機加工之前應先進行去應力退火，以穩定鑄件尺寸，降低切削加工變形程度。

c)設置工藝肋

為了防止鑄件的鑄態變形，可在容易變形的部位設置工藝肋。2020/12/833（3）鑄件的變形和防止

鑄件的變形包括鑄件凝固后所發生的變形（4）鑄件的裂紋及防止

a)鑄件裂紋的分類及其形貌

鑄件一般有熱裂和冷裂兩種開裂方式。當固態合金的線收縮受到阻礙，產生的應力若超過該溫度下合金的強度，即產生熱裂；而冷裂是鑄件處于彈性狀態時，鑄造應力超過合金的強度極限而產生的。熱裂裂紋一般沿晶界產生和發展，其外形曲折短小，裂紋縫內表面呈氧化色；冷裂裂紋常常是穿晶斷裂，裂紋細小，外形呈連續直線狀或圓滑曲線狀，裂紋縫內干凈，有時呈輕微氧化色。

b）鑄件裂紋的防止

為有效地防止鑄件裂紋的發生，應盡可能采取措施減小鑄造應力；同時金屬在熔煉過程中，應嚴格控制有可能擴大金屬凝固溫度范圍元素的加入量及鋼鐵中的硫、磷含量。2020/12/834（4）鑄件的裂紋及防止

a)鑄件裂紋的分類及其形貌

鑄件一1.偏析鑄件中出現化學成分不均勻的現象稱為偏析。鑄件的偏析可分為晶內偏析、區域偏析和體積質量偏析三類。(1)晶內偏析（又稱枝晶偏析）是指晶粒內各部分化學成分不均勻的現象，這種偏析出現在具有一定凝固溫度范圍的合金鑄件中。為防止和減少晶內偏析的產生，在生產中常采取緩慢冷卻或孕育處理的方法。(2)區域偏析是指鑄件截面的整體上化學成分和組織的不均勻。避免區域偏析的發生，主要應該采取預防措施，如控制澆注溫度不要太高，采取快速冷卻使偏析來不及發生，或采取工藝措施造成鑄件斷面較低的溫度梯度，使表層和中心部分接近同時凝固。(3)比重偏析鑄件上、下部分化學成分不均勻的現象稱為比重偏析。為防止比重偏析，在澆注時應充分攪拌金屬液或加速合金液的冷卻，使液相和固相來不及分離，凝固即告結束。

三、鑄造合金的偏析和吸氣性2020/12/8351.偏析三、鑄造合金的偏析和吸氣性20202.鑄件中的氣孔和合金的吸氣

（1）侵入性氣孔侵入性氣孔是由于鑄型表面聚集的氣體侵入金屬液中而形成的孔洞。多位于鑄件的上表面附近，尺寸較大，呈橢圓形或梨形，孔壁光滑，表面有光澤或有輕微氧化色。

（2）析出性氣孔析出性氣孔是溶解在金屬液中的氣體，在凝固時由金屬液中析出而未能逸出鑄件所產生的氣孔。其特征是尺寸細小，多而分散，形狀多為圓形、橢圓形或針狀，往往分布于整個鑄件斷面內。

（3）反應性氣孔澆入鑄型中的金屬液與鑄型材料、型芯撐、冷鐵或溶渣之間，因化學反應產生氣體而形成的氣孔，統稱反應性氣孔。這種氣孔經常出現在鑄件表面層下1mm-2mm處，孔內表面光滑，孔徑1mm-3mm。2020/12/8362.鑄件中的氣孔和合金的吸氣

（1）侵入性氣孔侵入性氣孔鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，碳的質量分數超過了在共晶溫度時能保留在奧氏體固溶體中的量。（一）鑄鐵的分類1.根據碳在鑄鐵中的存在形式分類（1）白口鑄鐵指碳主要以游離碳化鐵形式出現的鑄鐵，斷口呈銀白色。（2）灰鑄鐵指碳主要以片狀石墨形式出現的鑄鐵，斷口呈灰色。它是工業中應用最廣的鑄鐵。（3）麻口鑄鐵指碳部分以游離碳化鐵形式出現，部分以石墨形式出現，斷口灰白相間。第二節常用鑄造合金

一、鑄鐵2020/12/837鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，2.根據鑄鐵中石墨形態分類（1）普通灰鑄鐵石墨呈片狀，見圖9-10；圖9-10灰口鑄鐵

鐵素體灰鑄鐵鐵素體-珠光體灰鑄鐵

珠光體灰鑄鐵2020/12/8382.根據鑄鐵中石墨形態分類圖9-10灰口鑄鐵鐵素（2）蠕墨鑄鐵石墨呈蠕蟲狀，見圖9-11；

圖9-11蠕墨鑄鐵2020/12/839（2）蠕墨鑄鐵石墨呈蠕蟲狀，見圖9-11；（3）可鍛鑄鐵鑄坯為全白口，無析出的石墨，經熱處理長時間回火析出石墨，石墨呈團絮狀，見圖9-12；

圖9-12可鍛鑄鐵2020/12/840（3）可鍛鑄鐵鑄坯為全白口，無析出的石墨，經熱處理長時間回（4）球墨鑄鐵石墨呈球狀，見圖9-13。

圖9-13球墨鑄鐵2020/12/841（4）球墨鑄鐵石墨呈球狀，見圖9-13。3.根據鑄鐵的化學成分分類（1）普通鑄鐵（2）合金鑄鐵（二）灰鑄鐵1.灰鑄鐵的顯微組織及其性能（1）灰鑄鐵的顯微組織灰鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與片狀石墨組成。

灰口鑄鐵的組織：鐵素體+片狀石墨鐵素體．珠光體+片狀石墨珠光體+片狀石墨2020/12/8423.根據鑄鐵的化學成分分類（1）普通鑄鐵（2）合金鑄（2）灰鑄鐵的性能a)力學性能由于石墨的存在，一方面使得基體承載的有效面積減少，另一方面在基體中容易造成應力集中現象，最終導致灰鑄鐵的抗拉強度和彈性模量均比鋼低得多，斷裂強度通常為120～250Mpa；塑性和沖擊韌性近于0，屬于脆性材料。b)工藝性能灰鑄鐵屬于脆性材料，不能進行沖壓；同時，其焊接性能也很差。但灰鑄鐵的切削加工性能較好。c)減振性灰鑄鐵具有良好的減振性，其減震能力約為鋼的5～10倍。工業上常用它來制造機床床身、機座等。d)耐磨性好e)缺口敏感性低2020/12/843（2）灰鑄鐵的性能2020/12/8432.灰鑄鐵的孕育處理孕育是以少量材料加入熔融金屬，促進成核，以改善其組織和性能的方法。加入的材料稱為孕育劑。常用的孕育劑是FeSi75，熔點為1300℃，經孕育處理后的鑄鐵稱孕育鑄鐵。孕育鑄鐵的強度、硬度比普通灰鑄鐵有顯著提高。孕育鑄鐵適用于對強度、硬度和耐磨性要求較高的重要鑄件，尤其是厚大鑄件，如床身、凸輪、凸輪軸、氣缸體和氣缸套等?；诣T鐵的孕育處理見圖9－14。

圖9-14灰口鑄鐵的孕育處理2020/12/8442.灰鑄鐵的孕育處理（三）可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是白口鑄鐵通過石墨化或氧化脫碳可鍛化處理，改變其金相組織或成分而獲得的有較高韌性的鑄鐵?？慑戣T鐵實際上并非可以鍛造，這個名子只表示它具有一定的塑性和韌性。1.可鍛鑄鐵件的微觀組織及其性能特點（1）可鍛鑄鐵的顯微組織可鍛鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與團絮狀石墨組成。（2）可鍛鑄鐵的性能可鍛鑄鐵的強度一般為300～400Mpa，最高可達700Mpa，同時，可鍛鑄鐵具有一定的塑性和較高的沖擊韌度。2020/12/845（三）可鍛鑄鐵2020/12/845可鍛鑄鐵的鑄造性能可鍛鑄鐵的碳、硅質量分數低，熔點比灰鑄鐵高，凝固溫度范圍大，故鐵液的流動性差，必須適當提高鐵液的出爐溫度，以防產生冷隔、澆不到等缺陷。同時，可鍛鑄鐵的凝固過程沒有石墨化膨脹階段，體積收縮和線收縮較大，易形成縮孔和裂紋等缺陷。在設計鑄件時除應考慮合理的結構形狀外，在鑄造工藝上應采用定向凝固的原則設置冒口和冷鐵，適當提高型砂的耐火度，退讓性和透氣，為擋住熔渣，在澆注系統中應安放過濾網。2020/12/846可鍛鑄鐵的鑄造性能2020/12/846（四）球墨鑄鐵球墨鑄鐵是鐵液經過球化處理后使石墨大部分或全部呈球狀，有時少量為團絮狀的鑄鐵。1.球墨鑄鐵的組織與性能（1）球墨鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與球狀石墨組成。（2）球墨鑄鐵的性能球墨鑄鐵不僅強度遠遠高于灰鑄鐵，優于可鍛等鐵，甚至可與鋼媲美，尤其屈強比（一般大于0.7）明顯高于碳鋼（僅0.6左右），疲勞強度與中碳鋼接近，而且其耐磨性遠高于45鋼表面淬火。球墨鑄鐵還具有優良的熱處理性能，球墨鑄鐵的鑄造性能、減振性、切削加工性及缺口敏感性較灰鑄鐵差，但仍優于鑄鋼。其塑性和韌性雖低于鋼，但仍能滿足一般零件的要求。2020/12/847（四）球墨鑄鐵2020/12/847球墨鑄鐵的鑄造工藝特點球墨鑄鐵的鑄造性能介于灰鑄鐵與鑄鋼之間。其流動性與灰鑄鐵相近，可生產壁厚3mm~4mm鑄件。球墨鑄鐵的結晶特點是在凝固收縮前有較大的膨脹，在鑄造工藝上應采用定向凝固原則，用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強度，并增設冒口以加強補縮。球墨鑄鐵凝固時有較大的內應力、變形和冷裂傾向，故對重要的球墨鑄鐵件要退火以消除應力。（五）蠕墨鑄鐵指大部分石墨為蠕蟲狀石墨的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的力學性能介于基體相同的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。2020/12/848球墨鑄鐵的鑄造工藝特點（五）蠕墨鑄鐵2020/12/84（一）鑄鋼的種類與性能鑄鋼按化學成分的不同，可分為以下兩大類：1.碳素鑄鋼指以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。根據碳質量分數的高低可分為低碳、中碳和高碳鑄鋼。鑄鋼的強度與球墨鑄鐵相近，但鑄鋼的沖擊韌度和疲勞強度都高得多，另外，鑄鋼的焊接性能遠比鑄鐵優良。2.鑄造合金鋼對于具有較高力學性能或某些特殊性能要求的零件或工具，可采用合金鑄鋼（即鑄造合金鋼）。合金鑄鋼按其合金質量分數可分為低合金鑄鋼和高合金鑄鋼。二鑄鋼2020/12/849（一）鑄鋼的種類與性能二鑄鋼20（二）鑄鋼的鑄造工藝特點1.鋼液的流動性差其鑄件壁厚不能小于8mm，且澆注系統應力求簡單、截面尺寸要比鑄鐵大、鑄型常用干型。此外，鑄鋼件晶粒粗大，熱裂、氣孔和粘砂等傾向大，故應根據具體情況確定合適的澆注溫度。一般小件、薄壁及形狀復雜的鑄件，其澆注溫度比鋼的熔點高150℃左右；大件、厚壁鑄件的澆注溫度比鋼的熔點高100℃左右。2.鑄鋼的體積收縮率和線性縮率大鑄鋼的體積收縮率為10%-14%，線收縮率為1.8%-2.5%。3.易吸氣氧化和粘砂2020/12/850（二）鑄鋼的鑄造工藝特點2020/12/850（三）鑄鋼件的熱處理為了細化組織，消除內應力，改善偏析，提高鑄件的力學性能，必須對鑄鋼件進行正火或退火處理。正火的力學性能較退火高，且生產率高、成本低、應盡量采用正火代替退火。但正火較退火的內應力大，因此形狀復雜、易產生裂紋、硬化的鑄鋼件，則需退火。對于小型中碳鋼鑄件，則常用調質處理，以提高其綜合力學性能。2020/12/851（三）鑄鋼件的熱處理2020/12/851（一）鋁合金鑄造1.鑄造鋁合金的種類按化學成分的不同，鑄造鋁合金可分為鑄造鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。2.鋁合金的鑄造工藝特點（1）鑄造鋁合金熔點低、流動性好、對型砂耐火度要求不高，可用細砂造型，以減小鑄件表面粗糙度值，還可澆注薄壁復雜鑄件。（2）為防止鋁液在澆注過程中的氧化和吸氣，通常采用開放式澆注系統及應用，蛇形直澆道和縫隙內澆道等。（3）應能造成合理的溫度分布，使鑄型進行定向凝固，并在最后凝固部分設置冒口進行補縮，以消除縮孔和縮松。三有色金屬鑄造2020/12/852（一）鋁合金鑄造三有色金屬鑄造2020/12/852（二）銅合金鑄件的生產1.銅合金種類鑄造銅合金按其成分不同可分為黃銅和青銅。2.銅合金的鑄造工藝特點（1）鑄造黃銅熔點低、結晶溫度窄（30℃-70℃），流動性好、對型砂耐火度要求不高，可用細砂造型，以減小鑄件表面粗糙度值、減小加工余量，并可澆注薄壁鑄件。但其收縮率大、容易產生集中縮孔，鑄造時應配置較大的冒口。（2）錫青銅在液態下易氧化，在開設澆道時，應盡力使金屬液流動平穩、防止飛濺，故常用開放式及底注式澆注系統。錫青銅的凝固溫度寬（150℃-200℃），凝固收縮和線收縮率小，雖不易產生大的集中縮孔，但常出現枝晶偏析與縮松，降低鑄件的致密度。這種縮松便于儲存潤滑油，適宜制造滑動軸承。壁厚不大的錫青銅鑄件常采用同時凝固原則，錫青銅適合采用金屬型鑄造，利用快速冷卻與補縮，鑄件結晶細小致密。2020/12/853（二）銅合金鑄件的生產2020/12/853（3）鋁青銅的凝固溫度范圍小，有利于提高流動性和鑄件組織致密度，是青銅的代用材料，廣泛應用于制造重要的齒輪、軸套、蝸桿和閥體等鑄件。但鋁青銅的收縮較大，易產生集中縮孔，為此需安置冒口、定向凝固。又因液態鋁青銅易氧化吸氣，故宜采用開放式及底注式澆注系統，且澆注時不能斷流。此外，澆注系統中還應安放過濾網以除去浮渣。（4）鉛青銅澆注時，因鉛體積質量大會下沉，故需控制澆注溫度，且澆注前應充分攪拌，并加快鑄件冷卻以減小偏析。2020/12/854（3）鋁青銅的凝固溫度范圍小，有利于提高流動性和鑄件組織致密用型砂緊實成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型鑄造是應用最廣泛的一種鑄造方法，其主要工序包括：制造模樣，制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗等。

一、造型方法的選擇

二、鑄造工藝設計第三節砂型鑄造2020/12/855用型砂緊實成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型鑄造是應用最廣泛的用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。造型是砂型鑄造的最基本工序，通常分為手工造型和機器造型兩大類。

（一）手工造型

手工造型是全部用手工或手動工具完成的造型工序。手工造型操作靈活、適應性廣、工藝裝備簡單、成本低，但其鑄件質量差、生產率低、勞動強度大、技術水平要求高，所以手工造型主要用于單件小批生產，特別是重型和形狀復雜的鑄件。1.手工造型方法分類

根據砂型的不同特征，手工造型方法可分為：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型、組芯造型；根據模樣的不同特征，手工造型方法可分為：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。各種手工造型方法的示意圖如圖1-15所示。2.各種手工造型方法的主要特征及其適用范圍一、造型方法的選擇2020/12/856用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。造型是砂兩箱造型是造型的最基本方法，鑄型由成對的上型和下型構成，操作簡單。適用于各種生產批量和各種大小的鑄件。

a)兩箱造型2020/12/857兩箱造型是造型的最基本方法，鑄型由成對的上型和下型構成，操作三箱造型的鑄型由上、中、下三型構成。中型高度需與鑄件兩個分型面的間距相適應。三箱造型操作費工。主要適用于具有兩個分型面的單件、小批生產的鑄件。

b)三箱造型2020/12/858三箱造型的鑄型由上、中、下三型構成。中型高度需與鑄件兩個分型脫箱造型主要采用活動砂箱來造型，在鑄型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。一個砂箱可制出許多鑄型。金屬澆注時為防止錯型，需用型砂將鑄型周圍填緊，也可在鑄型上套箱。常用于生產小鑄件，因砂箱無箱帶，故砂箱一般小于400mm。地抗造型是利用車間地面砂床作為鑄型的下箱。大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭，埋上出氣管，以便澆注時引氣。地坑造型僅用或不用上箱即可造型，因而減少了造砂箱的費用和時間，但造型費工、生產率低，要求工人技術水平高。適用于砂箱不足，或生產要求不高的中、大型鑄件，如砂箱、壓鐵、爐柵、芯骨等。2020/12/859脫箱造型主要采用活動砂箱來造型，在鑄型合型后，將砂箱脫出，重

c)地坑造型2020/12/860c)地坑造型2020/12/86組芯造型是用若干塊砂芯組合成鑄型，而無需砂箱。它可提高鑄件的精度，但成本高。適用于大批量生產形狀復雜的鑄件。

d)組芯造型2020/12/861組芯造型是用若干塊砂芯組合成鑄型，而無需砂箱。它可提高鑄件的整模造型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個鑄型內，其造型簡單，鑄件不會產生錯型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件。

e)整模造型2020/12/862整模造型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個鑄型挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲面。為便于起模，造型時用手工挖去阻礙起模的型砂、其造型費工、生產率低，工人技術水平要求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產鑄件。

f)挖砂造型2020/12/863挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲面。為便于起模，造型假箱造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點，在造型前預先做個底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡單，且分型面整齊。適用于成批生產中需要挖砂的鑄件。

j)假箱造型2020/12/864假箱造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點，在造型前預先做個底胎（即分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個砂箱內，造型簡單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。

g)分模造型2020/12/865分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個砂箱活塊造型是在制模時將鑄件上的妨礙起模的小凸臺，肋條等這些部分作成活動的（即活塊）。起模時，先起出主體模樣，然后再從側面取出活塊。其造型費時，工人技術水平要求高。主要用于單件、小批生產帶有突出部分、難以起模的鑄件。

h)活塊造型2020/12/866活塊造型是在制模時將鑄件上的妨礙起模的小凸臺，肋條等這些部分刮板造型是用刮板代替實體模樣造型，它可降低模樣成本，節約木材，縮短生產周期。但生產率低，工人技術水平要求高。用于有等載面或回轉體的大、中型鑄件的單件、小批生產、如帶輪、鑄管、彎頭等。

i)刮板造型2020/12/867刮板造型是用刮板代替實體模樣造型，它可降低模樣成本，節約木材（二）機器造型

機器造型是指用機器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。機器造型鑄件尺寸精確、表面質量好、加工余量小，但需要專用設備，投資較大，適合大批量生產。

1.機器造型方法分類

常用的機器造型方法有：壓實緊實、高壓緊實、震擊緊實、震壓緊實、微震緊實、拋砂緊實、射壓緊實、射砂緊實。

2.各種機器造型方法的主要特征及其適用范圍2020/12/868（二）機器造型

機器造型是指用機器全部完成或至少完成緊砂操作壓實緊實方法單純借助壓力緊實砂型，機器結構簡單、噪聲小，生產率高，消耗動力少，型砂的緊實度沿砂箱高度方向分布不均勻，上下緊實度相差很大。主要適用于成批生產高度小于200mm薄而小的鑄件。a)壓實緊實2020/12/869壓實緊實方法單純借助壓力緊實砂型，機器結構簡單、噪聲小，生產高壓緊實主要是用較高壓實比壓（一般在0.7MPa-1.5MPa）壓實砂型。砂型緊實度高，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度Ra值小，廢品率低，生產率高、噪聲低、灰塵小、易于機械化、自動化、但機器結構復雜、制造成本高。主要適用于需大量生產的中、小型鑄件，如汽車、機械車輛、縫紉機等產品較為單一的制造業。

b)高壓緊實2020/12/870高壓緊實主要是用較高壓實比壓（一般在0.7MPa-1.5MP震擊緊實主要依靠震擊力堅實砂型。該方法機器結構簡單，制造成本低，但噪聲大、生產率低、要求廠房基礎好。砂型堅實度沿砂箱高度方向愈往下愈大。主要適用于需成批生產的中，小型鑄件。

c)震擊緊實2020/12/871震擊緊實主要依靠震擊力堅實砂型。該方法機器結構簡單，制造成本震壓緊實是經過多次震擊后再壓實砂型。該方法生產率高，能量消耗少，機械磨損少，砂型堅實度較均勻，但噪聲大。廣泛用于成批生產中、小型鑄件。

c)震壓緊實2020/12/872震壓緊實是經過多次震擊后再壓實砂型。該方法生產率高，能量消耗微震緊實是在加壓堅實型砂的同時，砂箱和模板作高頻率、小振幅震動。此方法生產率較高、緊實度均勻、噪聲小。廣泛用于成批生產中、小型鑄件。

e)微震緊實2020/12/873微震緊實是在加壓堅實型砂的同時，砂箱和模板作高頻率、小振幅震拋砂緊實是利用離心力拋出型砂，使型砂在慣性力下完成填砂和堅實。該方法生產率高，能量消耗少、噪聲低、型砂堅實度均勻、適用性廣。主要適用于單件、小批、成批、大量生產中、大型鑄件或大型芯。

f)拋砂緊實2020/12/874拋砂緊實是利用離心力拋出型砂，使型砂在慣性力下完成填砂和堅實射壓緊實是使壓縮空氣驟然膨脹，將型砂射人砂箱進行填砂和堅實，再進行壓實。該方法生產率高，堅實度均勻，砂型型腔尺寸精確、表面光滑、工人勞動強度低、易于自動化、但造型機調整維修復雜。主要適用于大批、大量生產的形狀簡單的中、小型鑄件。

g)射壓緊實射砂緊實是用壓縮空氣將型（芯）砂高速射入砂箱或芯盒而進行緊實。因其將填砂、緊實兩個工序同時完成，故生產率高，但用于造型，其堅實度不高、需進行輔助壓實。廣泛用于制芯、并開始用于造型。2020/12/875射壓緊實是使壓縮空氣驟然膨脹，將型砂射人砂箱進行填砂和堅實，鑄造工藝圖是表示鑄型分型面、澆冒口系統、澆注位置、型芯結構尺寸、控制凝固措施（冷鐵、保溫襯板）等的圖樣。圖中應表示出：鑄件的澆注位置、分型面、型芯的數量、形狀、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、澆口、冒口、冷鐵的尺寸和位置。

1.鑄造方案的確定

（1）澆注位置的選擇

澆注位置的選擇應考慮以下原則：

a）體積收縮大的合金及壁厚差較大的鑄件，應按定向凝固的原則，將壁厚較大的部位和鑄件的熱節部置于上部或側部，以便設置冒口進行補縮。二、鑄造工藝設計2020/12/876鑄造工藝圖是表示鑄型分型面、澆冒口系統、澆注位置、型芯結構尺b）重要加工面、耐磨表面等質量要求較高部位應置于下面或側面。見圖9－1。圖9-1汽缸澆注時的位置2020/12/877b）重要加工面、耐磨表面等質量要求較高部位應置于下面或側面。c）具有大面積的薄壁鑄件，應將薄壁部分放在鑄型的下部，同時要盡量使薄壁部分處于垂直位置或傾斜位置。見圖9－2。圖9－2箱蓋澆注時的位置2020/12/878c）具有大面積的薄壁鑄件，應將薄壁部分放在鑄型的下部，同時要d）具有大平面的鑄件，應將鑄件的大平面朝下。見圖9－3。

圖9－3平板澆注時的位置e）盡量減少型芯的數目，最好使型芯位于下型以便下芯和檢查，同時應保證型芯在鑄型中安放牢靠、排氣通暢。2020/12/879d）具有大平面的鑄件，應將鑄件的大平面朝下。見圖9－3。（2）分型面的選擇

分型面為鑄型組元間的接合面，選擇分型面應考慮以下原則：a）分型面應盡量采用平面分型，避免曲面分型，并應盡量選在最大截面上，以簡化模具制造和造型工藝。見圖9－4。a)不正確b)正確圖9－4分型面應選在最大截面處2020/12/880（2）分型面的選擇

分型面為鑄型組元間的接合面，選擇分型面b）盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。見圖9－5。a)不合理b)合理圖9－5分型面的位置應能減少錯型、飛翅2020/12/881b）盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等c）應使鑄件的加工面和加工基準面處于同一砂箱中。見圖9－6。a)不合理b)合理

圖9－6螺栓塞頭的分型面2020/12/882c）應使鑄件的加工面和加工基準面處于同一砂箱中。見圖9－6。d）若鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準面放在分型面的同一側時，則應使加工基準面與大部分加工面處于分型面的同一側。e）盡量減少分型面的數目，最好只有一個分型面。見圖9－7。a)不合理b)合理

圖9－7分型面數目的確定2020/12/883d）若鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準面放在分型面的同一f）鑄件的非加工表面上，盡量避免有披縫。見圖9－8。a)不正確b)正確

圖9-8分型面的位置應能避免披縫g）分型面的選擇應盡量與鑄型澆注時位置一致。2020/12/884f）鑄件的非加工表面上，盡量避免有披縫。見圖9－8。a)鑄造工藝參數的選擇

（1）

加工余量指為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄件工藝設計時預先增加而在機械加工時切去的金屬層厚度。零件上需要加工的表面，應需有適當的加工余量。鑄件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復雜程度、生產批量、加工面與基準面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等。灰鑄鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點低，鑄件表面較光潔、平整，故其加工余量小，鑄鋼件因澆注溫度高、表面粗糙、變形大、其加工余量應比鑄鐵件大；非鐵合金鑄件表面光潔、且材料昂貴、加工余量應比鑄鐵件?。昏T件的尺寸愈大或加工面與基準面的距離愈大，鐵件的尺寸誤差也愈大，故余量也應隨之加大；2020/12/885鑄造工藝參數的選擇

（1）加工余量指為保證鑄件加工面尺寸大量生產時，因采用機器造型，鑄件精度高，故余量可減??；反之，手工造型誤差大，余量應加大；此外，澆注時朝上的表面，因產生缺陷的機率大，其加工余量應比底面和側面大。加工余量的具體數值應根據加工余量國家標準和鑄件尺寸公差標準配套使用選取。

（2）起模斜度（拔模斜度）為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度稱為起模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的沒有結構斜度的壁均應設起模斜度。起模斜度的大小，應根據模壁測量面高度、模樣材料及造型方法確定。2020/12/886大量生產時，因采用機器造型，鑄件精度高，故余量可減小；反之，3）最小鑄出孔及槽零件上的孔、槽、臺階等應從鑄件質量及經濟方面考慮。較大的孔、槽等應鑄出來，以便節約金屬和機構加工工時，同時還避免鑄件局部過厚所造成的熱節，提高鑄件的質量，較小的孔槽，則不宜鑄出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且無法實行機加工的孔如彎曲孔，則一定要鑄出。（4）收縮余量指為了補償件收縮，模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數值。

（5）工藝補正量由于工藝上的原因，在鑄件相應部位非加工面上增加的金屬厚度稱為工藝補正量。工藝補正量可粗略地按下述經驗公式來確定，e≤0.002L，式中e為工藝補正量（mm）；L為加工面到加工基準面間的距離（mm）2020/12/8873）最小鑄出孔及槽零件上的孔、槽、臺階等應從鑄件質量及經濟（6）分型負數指為抵消鑄件在分型部位的增厚，在模樣上相應減去的尺寸。砂型的分型面一般不可能很平整，因此干型或表面烘干型合型后，上下型不能密合，金屬液就有可能從分型面處溢出，即“跑火”。為了防止跑火，就要在下型的分型面上鋪設泥條、油泥條或石棉繩等，使上、下型接觸面密封，這樣就使上箱抬高，增加了鑄件的高度或鑄件頂面的厚度。制做模樣時，為了使模樣符合零件圖上尺寸的要求，在模樣上相應減去這個抬高的尺寸，即為分型負數。

（7）芯頭指模樣上的突出部分，在型內形成芯座并放置芯頭?；蛑感托镜耐馍觳糠郑恍纬设T件輪廓，只是落入芯座內，用以定位和支承型芯。2020/12/888（6）分型負數指為抵消鑄件在分型部位的增厚，在模樣上相應減一、熔模鑄造二、金屬型鑄造三、壓力鑄造第四節特種鑄造2020/12/889一、熔模鑄造第四節特種鑄造2020/12/889熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂掛若干層耐火涂料制成型殼，經硬化后再將模樣熔化，排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。鑄型經高溫焙燒后即可進行澆注。(一)熔模鑄造的工藝過程

熔模鑄造的工藝過程包括：蠟模制造、結殼、脫蠟、焙燒和澆注等，其流程圖及鑄造過程示意圖如下：一、熔模鑄造2020/12/890熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂掛若干層耐火涂料

圖9-1熔模鑄造流程圖2020/12/891圖9-1熔模鑄造流程圖202

圖9-2熔模鑄造過程示意圖2020/12/892圖9-2熔模鑄造過程示意圖2020/1（二）熔模鑄造的主要特點及適用范圍

1）鑄件的精度和表面質量較高，尺寸公差等級可達IT14-IT11，表面粗糙度Ra值可達12.5mm-1.6mm。

2）適用于各種合金鑄件。

3）可制造形狀較復雜的鑄件，鑄出孔的最小直徑為0.5mm，最小壁厚可達0.3mm。

4）工藝過程較復雜，生產同期長，制造費用和消耗的材料費用較高，多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不超過25kg。2020/12/893（二）熔模鑄造的主要特點及適用范圍

1）鑄件的精度和表面質量

金屬型鑄造又稱硬模鑄造，是將液體金屬澆入金屬鑄型，在重力作用下充填鑄型，以獲得鑄件的鑄方法。

（一）金屬型

為保證使用壽命，制造金屬型的材料具備如下的性能：高的耐熱性和導熱性，反復受熱不變形，不破壞；一定的強度、韌性及耐磨性；好的切削加工性能。金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。

（二）金屬型鑄造的工藝特點

1.金屬型預熱金屬型預熱溫度主要通過試驗來確定，一般不低于150℃。

2.刷涂料金屬型表面應噴刷一層耐火涂料（厚度為0.3mm－0.4mm），以保護型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。二、金屬型鑄造2020/12/894金屬型鑄造又稱硬模鑄造，是將液體金屬澆入金屬鑄型，3.澆注由于金屬型的導熱能力強，因此澆注溫度應比砂型鑄造高20℃－30℃。鋁合金為680℃－740℃，鑄鐵為1300℃－1370℃，錫青銅為1100℃－1150℃，對薄壁小件取上限，對厚壁大件取下限。

4.開型時間對于金屬型鑄造，要根據不同的鑄件選用合適的開型時間，具體數值需通過試驗來確定。（三）金屬型鑄造的特點和應用范圍

1）金屬型鑄件冷卻快，組織致密，力學性能高。

2）鑄件的精度和表面質量較高

3）澆冒口尺寸較小，液體金屬耗量減少，一般可節約15%－30%。

4）不用砂或少用砂。

金屬型鑄造的主要缺點是金屬型無透氣和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。2020/12/8953.澆注由于金屬型的導熱能力強，因此澆注溫度應比壓力鑄造（簡稱壓鑄）的實質是在高壓作用下，使液態或半液態金屬以較高的速度充填金屬型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。常用壓射壓力為5－1500MPa，充填速度約5－5m/s，充填時間很短，約0.01－02s。壓鑄過程主要由壓鑄機來實現。壓鑄機分熱壓室式和冷壓室式兩類。熱壓室式壓鑄機工作原理見圖9－3。

圖9-3熱壓室式壓鑄機工作原理三、壓力鑄造2020/12/896壓力鑄造（簡稱壓鑄）的實質是在高壓作用下，使液態或半液態金屬冷壓室式壓鑄特點是壓室和熔化合金的坩堝連成一體，壓室浸在液體金屬中，多用于低熔點合金。冷壓室式壓鑄機分立式和臥式兩種類型，臥式冷壓室式壓鑄機工作原理見圖1－28與圖9-4。圖9-4冷壓室式壓鑄機工作原理2020/12/897冷壓室式壓鑄特點是壓室和熔化合金的坩堝連成一體，壓室浸在液體圖9-5冷壓室式壓鑄機推桿頂出機構工作原理2020/12/898圖9-5冷壓室式壓鑄機推桿頂出機構工作原理2020/12/（二）壓鑄的特點和應用

1.壓鑄優點：

1）鑄件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。

2）鑄件強度和表面硬度都較高。

3）生產效率很高，生產過程易于機械化和自動化。

2.壓鑄缺點：

1）壓鑄時，高速液流會包住大量空氣，凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔，故壓鑄件不宜進行較多余量的切削加工，以免氣孔外露。

2）壓鑄黑色金屬時，壓鑄型壽命很低，困難較大。

3）設備投資大，生產準備周期長。2020/12/899（二）壓鑄的特點和應用

1.壓鑄優點：

1）鑄件的尺寸精度一、鑄件結構的合理性

鑄件結構的鑄造工藝性包括：鑄件結構的合理性；鑄件結構的工藝性；鑄件結構對鑄造方法的適應性。二、鑄件結構的工藝性三、鑄造方法對鑄件結構的特殊要求第五節零件結構的鑄造工藝性2020/12/8100一、鑄件結構的合理性

鑄件結構的鑄造工藝性包括：鑄件結構的合一、鑄件結構的合理性（一）鑄件應有合理的壁厚

每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍，鑄件壁厚過大或過小都會對鑄件產生不良影響。若選定合金的適宜壁厚不能滿足零件力學性能的要求，則應改選高強度的材料或選擇合理的截面形狀以及增設加強肋等措施，見圖9－6。

圖9-6鑄件的壁厚應合理2020/12/8101一、鑄件結構的合理性（一）鑄件應有合理的壁厚

每一種鑄造合金（二）鑄件壁厚應力求均勻

所謂壁厚均勻，是指鑄件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚，見圖9－7。鑄件的內壁厚度應略小于外壁厚度。圖9-7鑄件的壁厚應均勻2020/12/8102（二）鑄件壁厚應力求均勻

所謂壁厚均勻，是指鑄件的各部分具有（三）鑄件壁的聯接形式要合理

1.鑄件如果因為結構需要不能做冷壓室式壓鑄到壁厚均勻，則不同壁厚的聯接應采用逐漸過渡的形式，見圖9－8。

圖9-8鑄件壁厚的過渡形式2020/12/8103（三）鑄件壁的聯接形式要合理

1.鑄件如果因為結構需要不能2.對于鑄件結構中有兩個或三個甚至更多個壁相連的情況，可采用交錯接頭或環形接頭的形式，見圖9－9。

圖9-9鑄件壁聯結應盡量避免金屬積聚2020/12/81042.對于鑄件結構中有兩個或三個甚至更多個壁相連的情況，可采（四）盡量避免過大的水平面

過大的平面不利于金屬液的填充，容易產生澆不到等缺陷，在進行鑄件的結構設計時，應盡量將水平面設計成傾斜形狀，見圖9－10。

圖9-10避免大水平壁的結構2020/12/8105（四）盡量避免過大的水平面

過大的平面不利于金屬液的填充，容（五）鑄件結構應避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形

鑄件在結構設計時，應盡量使其能自由收縮，以減小應力，避免裂紋。如圖9－11所示的彎曲輪輻和奇數輪輻的設計，可使鑄件能較好地自由收縮。

圖9-11輪輻的設計2020/12/8106（五）鑄件結構應避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形

鑄件在結構二、鑄件結構的工藝性（一）鑄件的外形設計1.應使鑄件具有最少的分型面

減少鑄件分型面的數量，不僅可以減少砂箱的用量，降低造型工時，而且可以減少錯箱、偏芯等缺陷，從而提高鑄件的精度。圖9－12所示端蓋結構，由于圖9－12a存在法蘭凸緣，不能采用簡單的兩箱造型。若改成圖9－12b所示的結構，取消上部的凸緣，使鑄件僅有一個分型面，則將大大簡化造型操作。

圖9-12端蓋的設計2020/12/8107二、鑄件結構的工藝性（一）鑄件的外形設計2.應盡量使分型面平直

平直的分型面可避免操作費時的挖砂造型或假箱造型；同時，鑄件的毛邊少，便于清理。如圖9－13a所示的杠桿零件，在造型時只能采用不平分型面，若改成圖9－13b所示的形狀，鑄型的分型面則為一簡單的平面。

圖9-13杠桿鑄件結構2020/12/81082.應盡量使分型面平直

平直的分型面可避免操作費時的挖砂造3.避免外部側凹

鑄件在起模方向上若有側凹，見圖9－14a，就必須再造型時增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成圖9－14b所示結構，則可省去外壁型芯，顯然后一種結構是合理的。

圖9-14鑄件兩種結構比較2020/12/81093.避免外部側凹

鑄件在起模方向上若有側凹，見圖9－14a4.改進妨礙起模的凸臺、凸緣和肋條的結構

設計鑄件上的凸臺、凸緣和肋條結構時，應考慮便于造型起模，盡量避免使用活塊或外壁型芯。如圖9－15a、9－15所示。

圖9-15鑄件整體凸臺結構設計2020/12/81104.改進妨礙起模的凸臺、凸緣和肋條的結構

設計鑄件上的凸臺5.鑄件要有結構斜度

鑄件上垂直于分型面的不加工表面應設計出一定的斜度，稱為結構斜度。結構斜度便于起模，并可延長模具的使用壽命。見圖9－16。鑄件結構斜度的大小和許多因素有關，如鑄件的高度、造型的方法等，高度越低，斜度應越大。凸臺的結構斜度可達30°-50°。

圖9-16鑄件結構斜度2020/12/81115.鑄件要有結構斜度

鑄件上垂直于分型面的不加工表面應設計（二）鑄件內腔的設計1.應使鑄件盡可能不用或少用型芯

圖9－17是懸臂支架的兩種設計方案，圖9－17a采用方形中空截面，為形成其內腔，必須采用型芯；若改為圖9－17b所示工字形開式截面，則可避免型芯的使用，這樣在簡化造型的同時，也可保證鑄件的質量，故后者的設計是合理的。

圖9-17懸臂支架2020/12/8112（二）鑄件內腔的設計圖9-172.鑄件的內腔設計應使型芯安放穩固、排氣容易、清砂方便。

型芯的固定主要依靠芯頭來保證，如圖9－18所示軸承支架鑄件，若采用圖9－18a的結構，則需要兩個型芯，而且其中大的型芯呈懸臂狀態，裝配時必須采用芯撐作輔助支撐，若改成圖9－18b所示的形狀，采用一個整體型芯來形成鑄件的空腔，則既可增加型芯的穩固性，又改善了型芯排氣和清理條件，顯然后者的設計是合理的。

圖9-18軸承架鑄件2020/12/81132.鑄件的內腔設計應使型芯安放穩固、排氣容易、清砂方便。

對于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使用功能的前提下，可設計出適當大小和數量的工藝孔，用以增加芯頭的數量，穩固型芯。如圖9－19b所示。

圖9-19增設工藝孔結構2020/12/8114對于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使用功能的前提下3.鑄件結構設計中應避免封閉空腔。

圖9－20a所示鑄件為封閉空腔結構，其型芯安放困難、排氣不暢、難于清砂，若改成圖9－20b所示的結構，上述問題將迎刃而解，故后者是合理的設計。

圖9-20鑄件結構避免封閉內腔2020/12/81153.鑄件結構設計中應避免封閉空腔。

圖9－20a所示鑄件為三、鑄造方法對鑄件結構的特殊要求（一）熔模鑄件

1.便于蠟模的制造

2.鑄件上的孔、槽不宜過小或過深過小或過深的孔、槽，不利于制殼時涂料和砂粒順利地充填熔模上相應的孔洞，形成合適的型腔；同時，過深的孔、槽也給鑄件的清砂工作帶來困難。通常，孔徑應大于2mm(薄件＞0.5mm)。通孔時，孔深／孔徑＜4-6，不通孔時，孔深／孔徑＜2。槽寬應大于2mm，槽深不超過槽寬的2-6倍。

3.減少熱節，壁厚力求均勻熔模鑄造一般不單獨設置冒口，而是利用加粗的直澆道作為冒口直接補縮鑄件。與此工藝相適應，應盡量采用薄壁結構，并使壁厚分布符合定向凝固原則。

4.避免大平板結構由于熔模型殼的高溫強度較低，容易變形，所以設計鑄件結構時，應盡量避免大的平面。2020/12/8116三、鑄造方法對鑄件結構的特殊要求（一）熔模鑄件

1.便于蠟（二）金屬型鑄件

1.鑄件的外形和內腔應力求簡單，盡可能加大鑄件的結構斜度，避免采用直徑過小或過深的孔，以便于抽出型芯和保證鑄件順利取出。

2.鑄件的壁厚要均勻，以防出現縮松和裂紋缺陷；同時要注意壁厚不能太薄，盡量避免大的水平壁，以防止澆不到、冷隔等缺陷，如鋁硅合金鑄件的最小壁厚為2mm~4mm，鋁鎂合金的最小壁厚為3mm－5mm。

（三）壓鑄件

1.壓鑄件應盡量消除側凹和深腔。

2.盡量采用壁厚均勻的薄壁結構。壓鑄件適宜的壁厚一般為：鋅合金1mm-3mm，鋁合金1.5mm-5mm，銅合金2mm-5mm。

3.壓鑄可以采用鑲嵌件，應充分發揮鑲嵌件的優越性，以便制出復雜件、改善壓鑄件局部性能和簡化裝配工藝。為使嵌件在鑄件中的聯接可靠，應將嵌件鑲入鑄件部分制出凹槽、凸臺或滾花等。2020/12/8117（二）金屬型鑄件

1.鑄件的外形和內腔應力求簡單，盡可能加謝謝觀賞謝謝觀賞118鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件引言第一節合金的鑄造性能第二節常用鑄造合金第三節砂型鑄造第四節特種鑄造第五節零件結構的鑄造工藝性鑄造22020/12/8鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件鑄造基本常識課件引言第一節119引言第一節合金的鑄造性能第二節常用鑄造合金第三節砂型鑄造第四節特種鑄造第五節零件結構的鑄造工藝性

鑄造2020/12/8120引言第一節合金的鑄造性能第二節常用鑄造合金第三節砂引言1、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法，稱為鑄造。

圖9-1砂型鑄造2020/12/8121引言1、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，2、鑄造優缺點優點：

1）可以生產出形狀復雜，特別是具有復雜內腔的零件毛坯，如各種箱體、床身、機架等。

2）鑄造生產的適應性廣，工藝靈活性大。工業上常用的金屬材料均可用來進行鑄造，鑄件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由0.5mm到1m左右。

3）鑄造用原材料大都來源廣泛，價格低廉，并可直接利用廢機件，故鑄件成本較低。缺點：

1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內部易產生縮孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學性能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。

2）鑄件質量不夠穩定。2020/12/81222、鑄造優缺點優點：缺點：

2020/12/84我司造型線簡介：我司目前使用的是保定維爾的垂直分型無箱射壓造型機，型號為ZZ416B，模板尺寸650×535×（120-330）mm，即水平方向為650mm，豎直方向為535mm，砂型厚度120-330mm，名義造型效率為300型/小時，實際因熔煉、混砂、實際造型使用以及澆注時間等方面的制約，一般能達到250型/小時。

該造型機是一種比較先進的造型工藝設備。它具有生產率高、生產出的鑄件尺寸精確（錯型精度能達到±0.15）、用砂節?。ㄒ虿捎蒙靶碗p面造型）、自動化程度高等許多優點,特別適用于無芯或少芯的中小鑄件生產。

垂直分型無箱射壓造型是高壓、高速自動造型線的一種，這種造型完全不同于傳統的機械造型方法，它應用“射砂”和“擠壓”聯合緊實砂型的原理，并采用雙面型腔“垂直分型”工藝，取消了砂箱裝備（無箱）。

造型線由油壓、氣壓、機械、電氣進行控制，實現了自動化操作，具有生產率高、自動化程度大，特別適用于大批量生產的中小件的灰鑄鐵、合金鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等。

2020/12/8123我司造型線簡介：2020/12/85與其它類型的造型機相比的優點有：1、采用較高的比壓，鑄件的尺寸精度和表面光潔度較高2、全線自動化程度高，操作人員只需控制按鈕及檢查生產情況，勞動強度低。3、生產過程沒有震擊，噪音低。4、生產率高，一般能達到250型/小時左右。5、經濟性好，沒有砂箱。缺點或者說適用范圍有：1、從尺寸大小看，不適宜做大型鑄件。迪砂雖然不斷地擴大可造型尺寸范圍，但最大也就850*1200*675。

2、砂芯太復雜的鑄件操作不便，如汽缸體等，不如水平造型下芯方便。

3、砂芯較大的鑄件不宜采用，如變速箱殼體。

4、拔模太深，即使在中間分型也不能應用，給春蘭做的偏心軸基本已到極限。

5、需要放置冷鐵的砂型也不宜采用。2020/12/8124與其它類型的造型機相比的優點有：2020/12/86

該造型線采用澆注后自動輸送砂型、震動落砂、舊砂采用自動控制比例噴淋增濕、自動篩沙、沸騰冷卻、電腦控制混砂等。

另有震壓造型機兩臺，工作臺尺寸為470×550mm，對應的工作砂箱最大尺寸為450×500mm，造型效率為30-50型/小時，實際因工人數量程度等因素，目前為10-15型/小時，就本人觀察信達利的熟練工操作，一般在30多型/小時。我們目前使用的砂箱尺寸有320×270mm及400×300mm，砂箱高度100mm，主要用于中小件樣品試制和小批量供貨時使用。熔煉簡介：

采用四臺750Kw1噸中頻電爐，熔煉節拍約1爐/小時,實際使用可同時使用三臺電爐，另一臺備用。2020/12/8125該造型線采用澆注后自動輸送砂型、震動落砂、舊砂采用自動控制傾倒鐵水2020/12/8126

球化、一次孕育2020/12/8127球化、一大包轉小澆包，二次孕育2020/12/8128大包轉小澆包，二次孕育澆注2020/12/8129

ZZ416B造型機2020/12/8130ZZ41澆注、輸送、落砂線2020/12/8131澆注、輸送、落砂線202中頻電爐2020/12/8132中頻電砂處理、混砂2020/12/8133砂處理真空布袋式除塵設備2020/12/8134真空布袋式除塵設生鐵、廢鋼、回爐料2020/12/8135生鐵、廢鋼、回爐料202（一）合金的流動性