铸造教学课件

辽宁工业大学工程训练中心

概述

铸造生产是机械制造工业中制做机械零件或者零件毛坯的重要方法。铸造是指制造铸型、熔炼金属，并将熔融金属液浇注到具有与零件形状相似的铸型型腔内，待其冷却凝固后，获得一定形状和性能的金属件（铸件）的方法。大多数铸件毛坯需要再经过切削加工制成机械零件。在一定工艺条件下，铸造也可以生产少削精密零件毛坯或无切削的零件。铸造成形实质上是利用熔融金属的流动性能实现成形的。当然，铸造作为一种方法也可以推广到其它材料上的成形。例如，塑料件的成形等。

北京明朝永乐青铜大钟重达46.5t，钟高6.75m，钟唇厚22cm，外径3.3m，钟体内遍铸经文22.7万字，击钟时尾音长达2min以上，传距20km。永乐青铜大钟外形和内腔如此复杂、重量如此巨大、质量要求如此之高，若不采用铸造方法和具有精湛的铸造技术，是难以用其他任何方法制造的。

铸造生产方法

1．砂型铸造砂型铸造是用型砂紧实成型的铸造方法。型砂来源广泛，价格低廉，砂型铸造方法适应性强，因而是目前生产中用得最多、最基本的铸造方法。

2．特种铸造特种铸造与砂型铸造不同的其它铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、消失模铸造、低压铸造和离心铸造等。它们之中还可再分为若干种铸造方法。

三箱造型的特点是只能手工造型。因此，造型时工艺操作比较麻烦，只适应于单件小批生产。由于三箱造型的中箱高度与中箱模样的高度相等，故中箱的通用性较差。并且由于机器造型不能采用三箱造型，在大批生产时，往往采用外型芯环，从而使槽轮铸件的三箱造型变为两箱造型。

动画：变三箱造型为两箱造型

应尽量使加工基准面与大部分加工面在同一砂箱内以确保铸件的加工精度。

动画：分型面选择原则5

浇注系统的类型

浇注系统的类型很多，根据合金种类和具体铸件情况不同，按照内浇道在铸件上开设位置的不同，可将浇注系统分为顶注式、底注式、中间注入式和分段注入式等。顶注式浇注系统

优点是易于充满型腔，型腔中金属的温度自下而上递增，因而补缩作用好、简单易做、节省金属。但对铸型冲击较大，有可能造成冲砂、飞溅和加剧金属的氧化。所以这类浇注系统多用于重量小，高度低和形状简单的

动画：顶注式浇注系统铸件。

型芯的形式

型芯的作用

型芯是砂型的一部分，在制造中空铸件或有妨碍起模的凸台铸件时，往往要采用型芯。

型芯的制作

缩孔的防止方法可以考虑采用冒口补充热节圆处的金属液体，和采用冷铁激冷远离冒口处的金属，在生产上一般称为定向凝固补缩原则。即远离冒口处的金属先凝固，靠近冒口处的金属后凝固，冒口处的金属最后凝固，形成一条畅通的补缩通道，如下图所示。

动画：定向凝固

特种铸造

所谓特种铸造，是指有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺。

特种铸造一般能至少实现以下一种性能：•提高铸件的尺寸精度和表面质量•提高铸件的物理及力学性能•提高金属的利用率(工艺出品率)•减少原砂消耗量

•适宜高熔点、低流动性、易氧化合金铸造

•改善劳动条件，便于实现机械化和自动化

铸造方法手工砂型机器砂型金属型低压公差等级(CT)GB6414-8611～138～106～96～9熔模5～7随着大工业的到来，

机器造型和特种铸造的需求日益上升，金属型开始进入使用。砂型─── 一次型泥型─── 半永久型金属型── 永久型

动画：整体式金属型铸造

压铸模

压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备，压铸生产过程能否顺利进行，铸件质量有无保证，在很大程度上取决于模具结构的合理性和技术上的先进性。

压铸模主要由动模和定模两大部分组成，其总体结构如下图所示。

型壳熔模铸造工艺如下视频所示。用易熔材料(蜡或

塑料等)制成精确的可熔性模型,并进行蜡模组合，涂以若干层耐火涂料，经干燥硬化成整体型壳，加热型壳熔失模型，经高温焙烧而成耐火型壳，在型壳中浇注铸件。

壳型铸造

铸造生产中，砂型（芯）直接承受液体金属作用的只是表面一层厚度仅为数毫米的砂壳，其余的砂只起支撑这一层砂壳的作用。若只用一层簿壳来制造铸件，将减少砂处理工部的大量工作，并能减少环境污染。

1940年，Johannes Croning发明用热法制造壳型，称为“C法”或“壳法”(shell process)，或叫壳型造型(shell molding)，目前该法不仅可用于造型，更主要的是用于制壳芯。

壳型铸造（翻斗法）该法用酚醛树脂作黏结剂，配制的型（芯）砂叫覆膜砂，像干砂一样松散。其制壳的方法有两种：翻斗法和吹砂法。翻斗法常用于制造壳型，吹砂法用于制造壳芯。

动画：壳型铸造（翻斗法）

磁性铸造

磁性铸造是德国在研究消失

模铸造的基础上发明的铸造方法，其实质是采用铁丸代替型砂及型芯砂，用磁场作用力代替铸造黏结剂，用泡沫塑料气化模代替普通模样的一种新的铸造方法。其质量状况与实型铸造相同，同时比实型铸造更减少了铸造材料的消耗。经常用于自动化生产线上，可铸材料和大小范围广，常用于汽车零件等精度要求高的中小型铸件生产。

动画：磁型铸造

差压铸造的工作原理差压铸造装置如动画所示，其工作原理是：浇注前密封室内有一定的压力（或真空度），然后借往密封室A中加压或由密封室B减压，使A、B室之间形成压力差，进进行升液、充型和结晶。

动画：差压铸造

常用铸造方法的比较

常用铸造方法与砂型铸造方法的比较

铸造种类比较项目适用合金的范围

适用铸件的大小及重量范围适用铸件的最小壁厚范围(mm)表面粗糙度(um)

尺寸公差(mm)金属利用率铸件内部质量生产率(在适当机械化、自动化后)应用举例

砂型铸造不限制不限制灰铸件3，铸钢件5，有色合金3粗糙CT11～1370结晶粗可达240箱/h

熔模铸造以碳钢和合金钢为主一般<25kg通常0.7，孔Φ1.5～2.06.3～1.66.3～1.6CT490结晶粗中等

陶瓷型铸造以高熔点合金为主大中型件，最大达数吨通常>1，孔>Φ212.5 ～6.3 CT690结晶粗低

金属型铸造以有色金为主中小件，铸钢可达数吨铝合金2～3,铸铁>4铸钢>512.5～1.6CT670结晶细中等

低压铸造以有色金为主中小件最重可达数百千克通常壁厚2～5最小壁厚0.73.2～0.8CT680结晶细中等

CT495结晶细高

70～90结晶细高

压力铸造用于有色合金一般中小型铸件

铜合金<2其它0.5～1孔Φ0.7

离心铸造多用于黑色金属,铜合金中小件最小内孔为ΦΦ7

各类铸件

刀具、机械叶片、测量仪表、电风设备等

各类模具

发动机、汽车、飞机、拖拉机、电器零件等发动机、电器零件；叶轮；壳体；箱体等

汽车、电器仪表、照相器材、国防工业零件等

各种套、环、筒、辊、叶轮等