?ABBGroup26September2024|Slide1鑄造基礎知識培訓李靜劉波?ABBGroup26September2024|Slide2?ABBGroup26September2024|Slide2Content?ABBGroup26September2024|Slide4?ABBGroup26September2024|Slide4基本概念---鑄造分類按材料分類：鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金鑄鐵分類：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、特種性能鑄鐵（抗磨、冷硬、耐熱、耐蝕鑄鐵）按造型方法分類：砂型鑄造和特種鑄造①普通砂型鑄造，包括濕砂型、無機化學粘結劑砂型和有機化學粘結

劑砂型②特種鑄造，按造型材料又可分為：A:以天然礦產砂石為主要造型材料的特種鑄造（如熔模鑄造、泥型鑄造、鑄造車間殼型鑄造、負壓鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等）B:以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造（如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等）兩類。

?ABBGroup26September2024|Slide5?ABBGroup26September2024|Slide5基本概念鑄鐵是含碳大于2.1%的鐵碳合金，它是將鑄造生鐵（部分煉鋼生鐵）在爐中重新熔化，并加進鐵合金、廢鋼、回爐鐵調整成分而得到。與生鐵區別是鑄鐵是二次加工，大都加工成鑄鐵件。鑄鐵件具有優良的鑄造性可制成復雜零件，一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好，價格低等特點。

?ABBGroup26September2024|Slide6?ABBGroup26September2024|Slide6基本概念---鑄鐵分類?ABBGroup26September2024|Slide7?ABBGroup26September2024|Slide7基本概念---灰鑄鐵&球墨鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵典型石墨形狀片狀球狀牌號意義HT250（HT100-350）QT450-10（QT400~QT800）性能1、良好的減振性2、良好的切削加工性3、良好的耐磨性能和缺口敏感性4、具有一定的機械性能，尤其是抗壓強度比較高5、優良的鑄造性能6、成本較低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。?ABBGroup26September2024|Slide8?ABBGroup26September2024|Slide8基本概念---原材料?ABBGroup26September2024|Slide9?ABBGroup26September2024|Slide9Content?ABBGroup26September2024|Slide10?ABBGroup26September2024|Slide10生產工藝---鑄造流程圖?ABBGroup26September2024|Slide11?ABBGroup26September2024|Slide11生產工藝---模具什么是鑄造模具？鑄造模具是指為了獲得零件的結構形狀，預先用其他容易成型的材料做成零件的結構形狀，然后再在砂型中放入模具，于是砂型中就形成了一個和零件結構尺寸一樣的空腔，再在該空腔中澆注流動性液體，該液體冷卻凝固之后就能形成和模具形狀結構完全一樣的零件了。?ABBGroup26September2024|Slide12?ABBGroup26September2024|Slide12生產工藝---模具分類常見鑄造模具按材料分類：木材：單件/小批量生產塑料：小批量生產鋁合金：批量生產鑄鐵：大批量生產鋼材：特殊使用按鑄造工藝分類：

普通砂型模具

精密砂型模具

消失模

真空鑄造模具

失蠟模?ABBGroup26September2024|Slide13?ABBGroup26September2024|Slide13生產工藝---模具制作【分型面】是鑄型組元間的接合面。為便于起模，一般分型面選擇在鑄件的最大截面處。分型面的選定應保證起模方便、簡化鑄造工藝、保證鑄件的質量。確定分型面應遵循如下原則。（1）分型面應選擇在模樣最大截面處，以便于起模。（2）盡量減少分型面。（3）盡量使分型面平直。（4）盡量使鑄件的全部或大部分位于同一砂箱中。（5）盡量使型芯位于下箱，并注意減低砂箱的高度。?ABBGroup26September2024|Slide14?ABBGroup26September2024|Slide14生產工藝---分型設計?ABBGroup26September2024|Slide15?ABBGroup26September2024|Slide15生產工藝---常見參數設計1，起模斜度一般木模的斜度α=0.3°~3°，a=0.6~3.0mm；金屬模的斜度α=0.2°~2°，a=0.4~2.4mm。模樣越高，斜度越小。?ABBGroup26September2024|Slide16?ABBGroup26September2024|Slide16生產工藝---常見參數設計2，收縮率為補償鑄件在冷卻過程中產生的收縮，使冷卻后的鑄件符合圖樣的要求，需要放大模樣的尺寸，放大量取決于鑄件的尺寸和該合金的線收縮率。一般中小型灰鑄鐵件的線收縮率約取

1%；非鐵金屬的鑄造收縮率約取1.5%；鑄鋼的鑄造收縮率約取2%。3，鑄造圓角模樣壁與壁的連接和轉角處要做成圓弧過渡，稱為鑄造圓角。鑄造圓角可減少或避免砂型尖角損壞，防止產生粘砂、縮孔、裂紋。但鑄件分型面的轉角處不能有圓角。鑄造內圓角的大小可按相鄰兩壁平均壁厚的

1/3~1/5選取，外圓角的半徑取內圓角的一半4，機械加工余量和公差鑄件的尺寸公差CT，其精度等級從高到低有1、2、3．．16共16個等級；加工余量等級MA，從精到粗可分為A、B、C．．J共9個級別。?ABBGroup26September2024|Slide17?ABBGroup26September2024|Slide17生產工藝---澆注系統設計【澆注系統】是為填充型腔和冒口而開設于鑄型中的一系列通道。

（1）澆注系統的組成與作用

通常有澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道和冒口等組成。（2）合理地設計澆注系統，可使金屬液平穩地充滿鑄型型腔；控制金屬液的流動方向和速度；調節鑄件上各部分的溫度，控制冷卻凝固順序；阻擋夾雜物進入鑄型型腔。冒口起補縮、排氣和集渣作用。

（3）澆注系統的類型

金屬液導入型腔的位置，澆注系統可分為底注式、頂注式、中注式、階梯式等?ABBGroup26September2024|Slide18?ABBGroup26September2024|Slide18生產工藝---澆注系統設計（2）澆注系統的類型

金屬液導入型腔的位置，澆注系統可分為底注式、頂注式、雨淋式、階梯式等?ABBGroup26September2024|Slide19?ABBGroup26September2024|Slide19生產工藝---鑄造流程圖?ABBGroup26September2024|Slide20?ABBGroup26September2024|Slide20生產工藝---造型&合箱什么叫造型？什么叫合箱？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。將砂型、砂芯組合在一起的過程叫合箱。?ABBGroup26September2024|Slide21?ABBGroup26September2024|Slide21生產工藝---造型&合箱鑄型一般由上型、下型、型芯、型腔和澆注系統組成，如右圖所示。鑄型組元間的接合面稱為分型面。鑄型中造型材料所包圍的空腔部分，即形成鑄件本體的空腔稱為型腔。液態金屬通過澆注系統流入并充滿型腔，產生的氣體從出氣口等處排出砂型。1-分型面2-上型3-出氣孔4-澆注系統5-型腔6-下型7-型芯8-芯頭芯座?ABBGroup26September2024|Slide22?ABBGroup26September2024|Slide22生產工藝---造型&合箱?ABBGroup26September2024|Slide23?ABBGroup26September2024|Slide23生產工藝---砂型分類濕型1無機化學粘結劑砂型3有機化學粘結劑砂型2基本特點：砂型無需烘干，不存在硬化過程。起主要優點是生產靈活性大，生產率高，生產周期短，便于組織流水生產，易于實現生產過程的機械化和自動化；材料成本低；節省了烘干設備、燃料、電力及車間生產面積；延長了砂箱使用壽命等。但容易產生鑄造缺陷。粘土砂（潮膜砂）水玻璃精密鑄造呋喃樹脂自硬砂覆膜砂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。

?ABBGroup26September2024|Slide24?ABBGroup26September2024|Slide24生產工藝---造型方法手工造型根據砂型不同：兩箱造型三箱造型脫箱造型地坑造型組芯造型根據模樣不同：整模造型分模造型挖砂造型假箱造型活塊造型刮板造型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機器造型?ABBGroup26September2024|Slide25?ABBGroup26September2024|Slide25生產工藝---造型方法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。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。?ABBGroup26September2024|Slide26樹脂自硬砂制備系統砂再生裝置：振動落砂破碎再生機混砂機：雙臂連續式樹脂砂混砂機除塵系統：旋風、袋式、顆粒層、沖激式除塵器生產工藝---造型設備?ABBGroup26September2024|Slide27?ABBGroup26September2024|Slide27生產工藝---涂料

作用：1.改善鑄件表面質量2.減少砂型鑄造時不用涂料易產生的許多缺陷傾向3.改善鑄件局部的表面性能和表層內在質量A性能：1.好的懸浮性2.有一定的觸變性3.好的覆蓋能力4.具有適當的滲透性

5.具有良好的粘結強度和耐激熱性6.好的抗粘砂性7.低的發氣性8.好的貯存性9.各種原材料資源豐富，成本低廉，并能滿足勞動衛生方面的要求B組成：1.耐火粉料2.載體液體3.懸浮劑4.粘結劑5.其他添加劑：表面活性劑，消泡劑，防腐劑，防潮劑，減水劑，防滲劑CD涂敷方法：?ABBGroup26September2024|Slide28?ABBGroup26September2024|Slide28生產工藝---造型?ABBGroup26September2024|Slide29?ABBGroup26September2024|Slide29生產工藝---合箱?ABBGroup26September2024|Slide30?ABBGroup26September2024|Slide30生產工藝---鑄造流程圖?ABBGroup26September2024|Slide31?ABBGroup26September2024|Slide31生產工藝---沖天爐1-除塵器；2-煙囪；3-進風；4-送風系統；5-過橋；6-前爐；7-出渣口；8-出鐵口；9-出鐵槽；10-支柱；11-爐底板；12-通風；13-加料口?ABBGroup26September2024|Slide32?ABBGroup26September2024|Slide32生產工藝---電爐?ABBGroup26September2024|Slide33?ABBGroup26September2024|Slide33生產工藝---熔煉爐?ABBGroup26September2024|Slide34?ABBGroup26September2024|Slide34生產工藝---熔煉爐?ABBGroup26September2024|Slide35?ABBGroup26September2024|Slide35生產工藝---澆注澆口杯直澆道橫澆道內澆道組成接納、引入金屬，減輕金屬液對鑄型的沖擊。引入金屬，提供壓力頭以克服流動阻力充滿型腔引入金屬、阻撇熔渣引入金屬、控制金屬液的充型速度和流動方向→調控溫度場和凝固順序，在某種情況下還有一定的補縮作用。澆注系統是引導金屬液流入型腔的一系列通道的總稱。作用：確保液態金屬能夠平穩而合理地充滿型腔?ABBGroup26September2024|Slide36?ABBGroup26September2024|Slide36生產工藝---熔煉控制方法?ABBGroup26September2024|Slide37?ABBGroup26September2024|Slide37生產工藝---鑄造流程圖?ABBGroup26September2024|Slide38?ABBGroup26September2024|Slide38生產工藝---后道處理落砂：將澆注成形后的鑄件從型砂和砂箱中分離出來的工序，它分為出箱和清砂兩個過程。有手工落砂和機械落砂兩種方法。清砂是清除型砂和芯砂的過程，有振動、拋丸清砂和水力、電液壓清砂。清理：從鑄件上清除表面粘砂、型砂、多余金屬（包括澆冒口、飛翅和氧化皮）等過程的總稱叫做鑄件的清理。?ABBGroup26September2024|Slide39?ABBGroup26September2024|Slide39Content?ABBGroup26September2024|Slide40?ABBGroup26September2024|Slide40常見鑄造缺陷國家標準GB/T5611-1998《鑄造術語》根據鑄件缺陷的外貌特征將其分為八大類：①多肉類缺陷②孔洞類缺陷③裂紋、冷隔類缺陷④表面類缺陷⑤殘缺類缺陷⑥形狀及重量差錯類缺陷⑦夾雜類缺陷⑧性能、成分及組織不合格類缺陷。多肉類缺陷主要有飛翅（飛邊、披峰）、毛刺、抬型（抬箱）等。–飛翅與毛刺區別：飛翅主要產生的分型面等活動塊結合處，通常垂直于鑄件表面。又稱飛邊或披峰。毛刺指鑄件表面形狀不規則刺狀突起。常出現在型、芯開裂處。–飛翅與毛刺的形成原因：飛翅形成主要是壓射前機器的鎖模力調整不佳導致分型面等活動塊的配合不嚴；模具及滑塊損壞，閉鎖組件失效。毛刺形成主要是緊實度不均勻、澆注溫度過高等致使開裂產生。–飛翅與毛刺的防止方法：飛翅是檢查合模力或增壓情況，調整壓射增壓機構，使壓射增壓峰值降低；檢查模具滑塊損壞程度并修整。毛刺的防止方法是澆注溫度不宜過高，加大起模斜度等。–飛翅與毛刺的補救措施：輕微的用滾筒或噴丸清理，較厚的用鏟、磨、沖切等方法去除。–抬型與飛翅區別：抬型是鑄件在分型面部位高度增大，并伴有厚大飛翅；單純飛翅厚度較薄，鑄件分型面部位高度不增加。?ABBGroup26September2024|Slide41?ABBGroup26September2024|Slide41常見鑄造缺陷孔洞類缺陷主要有：氣孔、針孔、縮孔、縮松和疏松。–針孔屬于氣孔的一種。氣孔主要是指出現在鑄件內部或表層，截面呈圓形、橢圓形、腰圓形、梨形或針頭狀，孤立存在或成群分布的孔洞。–縮松屬于縮孔的一種，指細小的分散縮孔。–縮孔與氣孔及縮松、疏松的區別：縮孔形狀不規則，表面粗糙，產生在鑄件熱節和最后凝固部位，常伴有粗大樹枝晶；氣孔形狀規則，表面光滑，分布在鑄件表面或遍布整個鑄件或某個局部，斷口不呈海綿狀；縮松與疏松斷口呈海綿狀，常產生在鑄件厚大部位，不遍布整個鑄件，縮松與疏松無嚴格分界，只是程度差別。–縮孔、縮松、疏松產生的原因：凝固時間過長；澆注溫度不當，過高易產生縮孔，過低易產生縮松和疏松；凝固溫度間隔過寬，易產生縮松和疏松；合金雜質過多；澆注系統設置不當；鑄件結構不合理，壁厚變化突然；內澆道問題；合金雜質過多；模溫問題。–縮孔、縮松、疏松的防止方法：改進鑄型工藝設計；改進鑄件結構設計；加強合金精煉；降低澆注溫度和澆注速度，延長澆注時間。–縮孔、縮松、疏松的補救措施：焊補；浸滲；重要零件可進行熱等靜壓處理。?ABBGroup26September2024|Slide42?ABBGroup26September2024|Slide42常見鑄造缺陷裂紋、冷隔類缺陷主要有：冷裂、熱裂、白點（發裂）、冷隔等。–冷裂、熱裂及白點的定義：冷裂指鑄件凝固后冷卻到彈性狀態時，因鑄件局部的鑄造應力大于合金的極限強度而引起的裂紋。熱裂是鑄件在凝固末期或終凝后不久，鑄件尚處于強度和塑性很低狀態下，因鑄件固態收縮受阻而引起的裂紋。白點是淬透性高的合金鋼鑄件在快速冷卻時，因析出氫及產生較高的組織應力和熱應力而引起的微細裂紋。–冷裂、熱裂及白點（發裂）的區別：冷裂為穿晶裂紋，呈平直折線，常貫穿整個鑄件截面；熱裂為沿晶裂紋，呈較寬，粗細不均的不規則曲線，多發生在鑄件壁厚突變和最后凝固部位；白點僅發生在超級合金及高淬透性鋼中，裂紋微細，呈毛發狀沿晶斷裂，無方向性。在斷口特征方面，冷裂一般有金屬光澤；熱裂氧化嚴重，無金屬光澤；白點為銀白色圓斑或橢圓斑，呈冰糖花樣。–冷裂、熱裂及白點的防止方法：改進鑄件結構設計，壁厚力求均勻，平滑過渡，鑄件內腔圓角夠大，工藝設計合理，盡量減少鑄件收縮阻力；適當降低澆注溫度；提高模溫；縮短開模及抽芯時間；嚴格控制有害雜質，鋅合金降低鉛、錫、鎘、鐵的含量，鋁合金降低鋅、銅、鐵的含量。–冷裂、熱裂及白點的補救措施：冷裂允許焊補的鑄件，焊后應進行消除應力處理；熱裂鑄件一般應報廢，若允許焊補則應在徹底挖除缺陷區的金屬后進行焊補，焊后應進行消除應力處理；白點致裂鑄件應報廢。–冷隔定義：冷隔是鑄件上穿透或不穿透的縫隙，邊緣呈圓角狀，由充型金屬流股匯合時熔合不良造成。?ABBGroup26September2024|Slide43?ABBGroup26September2024|Slide43常見鑄造缺陷表面缺陷主要有拉模、流痕、皺皮、縮陷、填充不良、氣泡等。–拉模原因：型芯、型壁的鑄造斜度太小或出現倒斜度；型芯、型壁有壓傷痕；合金粘附模具；鑄件頂出偏斜，或型芯軸線偏斜；型壁表面粗糙；涂料常涂噴不到；鋁合金中含鐵量低于0.6%。–拉模的改善措施：修正模具，保證制造斜度；打光型芯、型壁的壓痕；修正模具結構（如頂出偏斜等）；合理設計澆注系統避免金屬流對沖型芯型壁，適當降低填充速度；打光型壁表面粗糙處；涂料用量薄而均勻；適當增加含鐵量至0.6-0.8%。–流痕特征：鑄件表面呈現與金屬液流動方向相一致的，用物感覺得出的局部下陷光滑紋路。–流痕產生原因：兩股金屬流不同步充滿型腔而留下的痕跡；模溫低；填充速度太高；涂料用量過多。–流痕改善措施：調整內澆口截面積或位置；調整模溫，增大溢流槽；調整填充整度以改變金屬液填充型腔的流態；涂料使用薄面噴勻。–皺皮特征：鑄件表面不規則的粗粒狀或皺褶狀疤痕，一般帶有較深的網狀溝槽。–縮陷指鑄件厚斷面或斷面交接處上平面塌陷。縮陷下面常伴有縮孔和縮松。–縮陷產生原因：鑄件結構設計不合理，有局部厚實部位，產生熱節；合金收縮率大；內澆口截面積太小；比壓低；模具溫度太高。–縮陷防止方法：修改鑄件設計，避免斷面厚度突然變化，或在厚薄斷面交接處加大圓角；選擇收縮率小的合金；正確設置澆注系統，加大內澆口的截面積；增大壓射力；調整模具熱平衡條件，采用溫控裝置及冷卻等。–填充不良的改善措施：改善合金的流動性（采用正確的熔煉工藝，排除氣體及非金屬夾雜物；適當提高澆注溫度和模具溫度；提高壓射速度；補充氮氣，提高有效壓力；采用定量澆注；改進鑄件結構，適當調整壁厚）；改善澆注系統（正確選擇澆口位置和導流方式；增大內澆口截面積和提高壓射速度）；改善排氣條件（增設溢