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1、第2章 铸造,教学基本要求 1.了解铸造生产的工艺过程及其特点，了解铸造材料的应用特点。 2.着重掌握各种基本造型方法，并进行独立操作，了解常见特种铸造工艺及其应用场合。 3.初步了解铸造合金的熔化、浇注及其注意事项。 4.了解铸造生产的发展趋势性。,1 概 述,铸造是指熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。 用铸造方法获得的金属毛坯或零件称为铸件. 铸造被广泛采用，具有如下优点： 1. 适应性广 材料能熔便可铸，尺寸形状复杂件,2. 成本低廉 性能改善形状精,加工量少成本低。 3.铸件材质内在质量得到提高 现代铸造方法生产出来的铸件
2、质量已接近锻件 铸件质量不稳定,废品率较高; 铸造劳动强度大,条件差,环境污染严重。铸造按生产方式不同,可分为： 砂型铸造和特种铸造 砂型铸造的铸件占总产量的80%以上,其生产过程如图。,2 造型方法的选择,一、造型用砂 又称：型(芯)砂 1. 型(芯)砂组成 型砂及芯砂是制造铸型和型芯的造型材料,它主要由原砂、粘结剂、附加物和水混制而成 型(芯)砂按粘结剂的种类可分为： 粘土砂,粘土砂是以粘土为粘结剂配制成的型砂。 由原砂(应用最广的是硅砂,主 成分SiO2 ) 、粘土、水及附加物按一定比例配制而成。 粘土砂可用于制造铸铁件、铸钢件及非铁合金的铸型和不重要的型芯。 粘土砂结构见示意图。 砂型
3、用砂还有：水玻璃、 砂油砂、合脂砂和树脂砂等。,2.型(芯)砂性能 为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和裂纹等缺陷 ,型砂应具备下列性能。 型砂强度 指型砂试样抵抗外力破坏的能力。 透气性 表示紧实砂样孔隙度的指标。 型砂耐火性 型砂耐火性指型砂承受高温作用的能力。,耐火性差，铸件易产生粘砂。 退让性 退让性指型砂不阻碍铸件收缩的高温性能。 退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。 还有:紧实度、成形性、起模性及溃散性等. 二、铸造工艺图、模样和芯盒 铸造工艺图在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。,其中有：浇注位置、铸型分型面、芯(非“蕊”也)子的数量、形状、尺寸及固定方法、
4、加工余量、浇注系统、起模斜度、冒口和冷铁的尺寸和布置等。 三、手工造型 1.砂箱及造型工具 如图所示。 2.常见手工造型方法 整模造型 特点是：模样是整体的,铸型的型腔一般只,在下箱。 整模造型因操作简便,无砂箱错位现象,适用于外形轮廓上有一个平面可作分型面的简单铸件,如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩等。 常见的手工造型方法还有：分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型和三箱造型等。 四、机器造型和造芯 手工造型中的摏箱、起模两工序不仅效率低,劳动条件差,而且铸件尺寸不准确等不足。,机器造型能较好的改变上述缺点。 用机器代替手工进行造型(芯),称机器造型(芯). 造型过程包括：填砂、紧实、起
5、模、下芯、合箱以及铸型、砂箱的运输等工艺环节。 大部分造型机主要是实现型砂的紧实和起模工序的机械化，至于合箱、铸型和砂箱的运输则由辅助机械来完成。 不同的紧砂方法和起模方式的组合,组成了不同的造型机。,造型机的种类很多，按紧砂方法不同可分: 震压式造型机、震实式造型机、压实式造型机、 射压式造型机及气冲式造型机等。 1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、压实机构、起模机构和控制系统组成。 所有机器都带有起模结构,起模比较平稳。 这种造型机的特点是：机构简单、操作方便、投资较小，适用于各种材质小件的造型。,2.射压式造型机 射压式造型机有两种机型,一种是垂直分型无箱造型机,另一种是水平分型
6、脱箱造型机。 其共同的特点是：不用砂箱，节省工装费用，占地面积较小。 3.抛砂造型 4.射芯机 5.机器造型的工艺特点,(1)基本形式模板两箱 (2)运用环芯顶替三箱,5 合金的熔炼与浇注,一、合金的熔炼 合金熔炼的目的是最经济地获得温度和化学成分合格的金属液。 1.铸铁的熔炼 铸铁可用反射炉、电炉或冲天炉熔炼,目前以冲天炉应用多。 冲天炉熔化铁水质量不及电炉,但冲天炉结构简单,成本低,操作方便,熔化的效率较高,燃料获,取方便。 相对于冲天炉的耗能及修炉、停工等费用,总体比较,还是电炉效益好、环保,只是电炉的一次性投资高。 2.铸钢的熔炼 铸钢分碳钢和合金钢两大类,铸钢的强度和韧度均较高,常用
7、来制造较重要的铸件。 铸钢铸造性能比铸铁差,熔点高,流动性差,收缩大,高温易氧化与吸气,最好采用电炉熔化。,生产中常用三相电弧炉来熔炼铸钢。 电弧炉的温度容易控制,熔炼速度快,质量好，操作方便。 3.铸造有色合金的熔炼 铸造有色合金包括铜、铝、镁及锌合金等。 它们大多熔点低、易吸气和易氧化,故多用坩埚炉熔炼。 二、浇注系统与冒口 1.浇注系统,浇注系统由外浇道、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成 。 2.冒口 冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。也指该空腔中充填的金属。 它能根据需要补充型腔中金属液的收缩,使缩孔转移到冒口中去,最后铸件清理时去除冒口可避免在铸件形成缩孔。 冒口还有集渣
8、、排气和观察作用。,6 特种铸造,一、熔模铸造 又称失蜡铸造 用易熔材料如蜡料制成模样,在模样上包覆若干层耐火涂料,制成型壳,熔出模样后经高温焙烧即可浇注的铸造方法. 特点与应用： 1.铸件的精度高，表面粗糙度低（IT1210、Ra12.51.6m）,2.可铸出形状复杂的薄壁铸件,如铸件上的凹槽(宽3mm),小孔( 2.5mm)均可直接铸出。 3.铸件合金种类不受限制,钢、铸铁和有色合金均可。 4.生产工序复杂,生产周期长。 5.原材料价格贵,铸件成本高。 6.铸件不能太大、太长，否则蜡模易变形。 熔模铸造是一种少无切削的先进精密铸造工艺。 它最适合25kg以下的高熔点、难以切削成形的合金铸件的大批量生产。广泛应用于航天,二、压力铸造 简称压铸：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。 压铸的压力(压射比压)可达3070MPa(300700大气压),充型速度可达5100m/s,充型时间为0.050.2s,最短时间只有千分之几秒。 高压、高速是压铸的两大特点 特种铸造还有金属型铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、低压铸造、挤压铸造、真空吸铸等,
