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1、铸工实训,所谓铸造，就是将金属熔炼成符合一定要求的液体浇进铸型里，经冷却凝固、清理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造是金属成形的一种最主要方法，铸造是现代装备制造工业的基础工艺之一，是毛坯和零件的主要供应来源。以下几个例子是我国古代劳动人民在铸造领域的辉煌成就：,我国铸造技术的发展,我国铸造技术已有6000千年的历史，2500年以前（公元前513年）就铸出了270KG的铸铁刑鼎，我国商朝制造的铜钺具有铁刃，据考证那时的铁刃是用陨铁锻造而成，然后镶铸上铜背。自周朝末年开始有了铸铁，秦、汉以后我国农田耕作大都使用了铁制农具。如耕地的犁、锄、镰、锛、锹等。到了宋朝已使用铸造铁炮和铸造
2、地雷。从商朝起就已创造了灿烂的青铜文化，所谓“钟鸣鼎食”，成了当时贵族权势和地位的标志。1978年湖北省随县出土的曾侯乙墓青铜器重达10吨，其中64件的一套编钟，分八组，包括附件在内用铜达5吨。钟面铸有变体龙纹和花卉纹饰，有的细如发丝，钟上共铸错金铭文2800多字，标记音名、音律。每钟发两音，一为正鼓音，一为右鼓音。整套编钟音域宽达五个半八度，可演奏各类乐曲，音律准确和谐，音色优美动听。铸造工艺水平极高。 现存于北京大钟寺内的明永乐大钟，铸于明永乐18年（公元1418-1422年），全高6.75米，钟口外径3.3米，钟唇厚0.185米，重46.5吨。据考证钟体铸型为泥范，芯分七段。先铸成钟钮，
3、然后在使钟钮与钟体铸接成一体。化学成分分析结果为w（CU）=80.54%，w （Sn） =16.4%。钟体内外铸满经文，共约227000余字，声音优雅悦耳， 距钟15-20km都能听见。是世界上罕见的铸造古钟。,“魔镜”,青铜剑,武当山金顶,曾侯乙编钟,曾侯乙尊盘,永乐大钟,铸造特点 1.可生产形状非常复杂的零件：铸造方法几乎不受零件大小、厚薄和形状复杂程度的限制，最适合生产形状复杂，特别是内腔复杂的零件。如箱体、阀体、叶轮、发动机气缸体、螺旋桨等。 2.铸件尺寸、质量和生产批量及合金种类不受限制：可以生产铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、锌合金、镁合金及钛合金等。对脆性合金的成型，铸造是唯一可行、
4、不可替代的加工方法。 3.成本低廉、综合经济性能好 ：铸件在一般机器中约占40-80%，铸件成本占总成本25-30%。原因是材料来源广泛、动力消耗低、废旧金属利用及可实现机械化。,铸造分类：通常分为砂型铸造和特种铸造,砂型铸造一般工艺过程： 根据零件图制作模样和芯盒混砂造型、造芯烘干熔炼浇注落砂清理检验,砂型铸造工艺过程示意图,造型材料的构成及要求： 一、砂型铸造主要使用的材料： 1.原砂：以石英砂应用最广，主要成分是SiO2，密度2.65g/cm3,熔点17130 C，颗粒直径为0.02-3.35mm的矿物质；分沉积砂、砂岩砂和人造硅砂。沉积砂是天然颗粒状砂子，是岩石变质风化而成，又分为风积
5、砂、河砂、海砂和湖砂。硅砂岩压固破碎是砂岩砂；石英岩破碎是人造硅砂，破碎困难但纯度高、耐火度高。常用内蒙大林砂、江西湖口砂。 2.黏结剂：用来黏结砂粒的材料。常用的有黏土、水玻璃、树脂、油脂及水泥等。,附加物：用来改善型（芯）砂的某些性能而加入的材料。如煤粉、重油、锯木屑、焦炭粉等。 二、型芯砂应具备的性能 1.强度：是指型（芯）砂抵抗外力破坏的能力。强度不足易使铸型发生掉砂、塌箱、冲砂、砂眼和夹砂等，强度过高会影响型（芯）砂的透气性和退让行。 2.透气性：是指型砂砂粒间空隙通过气体的能力。透气性差铸件内部易产生气孔、呛火、浇不到等缺陷。透气性太高会使型砂疏松，铸件会出现表面粗糙和机械粘砂等缺
6、陷。,3.耐火性：是指型（芯）砂抵抗高温热作用的能力。耐火性差，铸件表面易产生黏砂。 4.退让性：是指型（芯）砂随着铸件冷凝可被压缩的能力。退让性差，铸件易产生内应力、变形和裂纹等缺陷。 5.可塑性：是指型（芯）砂在外力作用下能形成一定的形状，外力去除后仍能保持已有形状的能力。可塑性好，易造型，且砂型形状准确、轮廓清晰。,三、型芯砂的配制 小型铸铁件的型砂比例： 新砂2-20%，旧砂98-80%， 黏土8-10%， 水4-8%， 煤粉2-5%。,造型方法： 一、手工造型方法： 1、整模造型：用一个整体模型造型的过程，分型面为平面且型腔全部位于下砂箱内。 2、分模造型：将模型的最大截面处分成两半
7、，用销钉和销钉孔定位的模型。带销钉的一半为上半模，带销钉孔的一半为下半模。用下半模造好下型后，放入上半模造上型，其分模面就是分型面。 3、挖砂造型：若铸件的最大截面处为曲面，与不便于将模型分开时，则采用挖砂造型。,4、活块造型：将模型侧面妨碍起模的凸起部分做成活动的模块，称作活块，并用销钉孔或燕尾槽与本体相连的模型。造型时，先取出主体，然后将活块从侧面取出。 5、刮板造型：利用与铸件截面形状相适应的特制刮板刮出砂型型腔的造型方法。特点是节约了模样材料和加工时间。适用于生产回转体或等截面大中型铸件。,整模造型示意图,分模造型,挖砂造型,活块造型,刮板造型,二、手工制芯： 型芯是砂型的一部分，用来
8、形成铸件的内腔或组成铸件的外形，孔洞及铸件外形的凹凸部分。在芯盒中制作，由芯砂、芯骨等组成。 芯盒分类：整体式、对开式、组合式、刮板式。 芯骨的固定形式：垂直式、水平式、悬挂式。 型芯的排气：扎通气孔、埋草绳蜡线、放焦炭、烘干、埋排气管等。,造芯工艺 （1） 放芯骨：提高芯子强度。 小型芯用钢丝制成芯骨、大中型芯用铸铁制成芯骨。 （2） 开通气道：提高透气性。在型芯中用通气针扎出气孔，或在型芯中放入焦炭、埋蜡线等。 （3） 型芯表面刷涂料：以提高耐火性、防止粘砂保证铸件内表面质量。铸铁型芯刷石墨涂料，铸钢刷石英粉涂料，有色金属型芯刷滑石粉涂料。,造型工艺,1 、分型面；上砂型与下砂型的接触面，
9、在铸造工艺图上用箭头表示，并写上“上”，“下”字样 分型面选取原则： 尽量选取在铸件的最大截面处，便于起模和造型 应简单平直，数量尽可能少，便于简化造型，减少错箱 铸件全部或大部位于同一砂箱，减少型芯、活块数量，利于型芯的定位排气,2、浇注系统： 外浇口：承接金属液并起缓冲和集渣作用。 有漏斗形或者盆式，使金属液平稳流入直浇道。 直浇道：利用高度使液体产生静压力和流速，保证液态金属充满型腔。直横相交处做成大的球窝，返回后流入。 横浇道：分配金属液，起到挡渣、缓冲作用。梯形截面 内浇道：控制金属液流入型腔的方向和流速，调节铸件各部的冷却速度。截面多为扁梯形或矩形。,浇注系统示意图,底铸式示意图,
10、铸型 铸型是用型砂、金属材料或其他耐火材料制成的，主要由上型（上箱）、下型（下箱）、浇注系统、型腔、型芯、冒口和通气孔组成。用型砂制成的铸型称为砂型。 冒口 是供补缩铸件用的铸型空腔，内存液态金属。分明冒口和暗冒口。还具有观察、排气和集渣的作用。,铸型装配示意图,手工造型基本步骤：1. 将模型擦拭干净 2. 放在砂箱内造下型 3. 翻转下型180将模型最大 截面处分型面修好 4. 放上箱撒分型砂，放浇口 棒，造上型5. 扎通气孔拔浇口棒，修好 浇口处浇口，画定位线,垂直向上搬开上型清理分 型面 开横内浇道，修好铸型，清理好型内 砂粒 在模样周边与砂型接触的地方刷适量 的水，把起模针放在模型的重
11、心处， 用榔头四周敲击起模针使下部松动模 型，先慢后快垂直取走模型。,下好芯子 合箱 （起模时刷水的作用是提高型砂 的强度和可塑性）,熔化及浇注 铸铁件生产的熔炼设备主要是冲天炉和、电炉、坩埚等。熔炼时，要严格按照要求加入各种合金的配比、熔炼温度、合金搅拌和除渣等。,落砂清理及检验工序 将凝固的铸件从砂型中取出，清理表面粘砂，铸件内部的芯砂，去除浇冒口及毛刺，检查外部尺寸及质量。,铸造生产过程视频,常见的铸造缺陷及产生的原因 1.铸造气孔：型砂含水量过多；透气性 差；砂芯烘干不良或排气道堵塞；浇注温度过低或浇注速度过快。 2.砂眼：型（芯）砂强度不够或紧实度不够；合型时局部损坏；型腔内散砂未吹
12、净；浇注系统不合理冲坏砂型。 3.渣眼：浇注时挡渣不良；浇注系统挡渣不良；浇注温度过低；渣未上浮。,4.缩孔：铸件结构不合理，浇注系统或冒口位置不对或冒口过小；浇注温度太高和金属的化学成分不合格收缩过大。 5.粘砂：型砂耐火度不够；浇注温度过高；未刷涂料或涂料太薄。 6.冷隔：浇注温度太低；浇注速度太慢或浇注过程中有断流；浇注系统位置开设不当；铸件结构不合理、壁太薄。 7.裂纹：铸件结构不合理；壁厚相差太大；砂型和砂芯的退让性差；浇注位置不当或落砂太早；舂砂太紧；合金成分不对、收缩大。 8.偏箱：合箱时，未对准记号。,9.夹砂：铸件结构不合理；型砂粘土含水过多；浇注速度太慢、型砂受高温烘烤开裂
13、翘起，铁水渗入开裂砂层。 10.变形：铸件结构不合理，壁厚差过大；金属冷却时温度不均匀；打箱过早。,气孔,砂眼,渣眼,缩孔,粘砂,冷隔,裂纹,特种铸造及铸造生产新技术 金属型铸造:将液态金属浇注到金属铸型而获得铸件 的方法。 熔模铸造:用易熔材料（蜡料）制成模样，在其 表面涂挂耐火材料，形成硬壳，熔化模 样经高温焙烧后浇注而获得铸件的方法。 压力铸造:在高压下将液态金属以较高的速度充填 金属型腔 ，并在一定压力下凝固 而获 得铸件的方法。 离心铸造:将液态金属浇入绕水平、倾斜或立轴高 速旋转的铸型中，在离心力的作用下充 型、凝固而获得铸件的方法。,金属型铸造示意图,熔模铸造示意图,压力铸造示意图,离心铸造示意图,铸造新技术,1、计算机模拟仿真；人工智能和各种专家系统在 铸造领域应用。 2、铸造新技术：陶瓷铸造、实型铸造、磁性铸造、定向凝固、半固态铸造、快速凝固、悬浮铸造等等 陶瓷铸造：陶瓷型铸造是在砂型和熔模铸造的基础上发展起来的一种新工艺，使用型腔内表面胶结一层陶瓷层来获得铸件的方法。 实型铸造：用泡沫塑料制造的模样留在砂型内，浇注液态金属时，模样气化消失的一种失模制造方法。 磁性制造：用泡沫塑料制造模型，用铁丸代替型砂在磁性机上造型，通电后产生磁场，将铁丸吸固后可获得铸件的方法，凝固后断电磁场消失。,谢谢 !马炳洲2017年3月于华清,
