制造⼯艺详解——铸造
铸造是⼈类掌握⽐较早的⼀种⾦属热加⼯⼯艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进⼊青铜铸件的全盛期，⼯艺上已达到相当⾼的⽔平。 ⼀、铸造的定义和分类
铸造的定义：是将液体⾦属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有⼀定形状、尺⼨和性能⾦属零件⽑坯的成型⽅法。
常见的铸造⽅法有砂型铸造和精密铸造，详细的分类⽅法如下表所⽰。
砂型铸造：砂型铸造——在砂型中⽣产铸件的铸造⽅法。钢、铁和⼤多数有⾊合⾦铸件都可⽤砂型铸造⽅法获得。由于砂型铸造所⽤的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件⽣产、成批⽣产和⼤量⽣产均能适应，长期以来，⼀直是铸造⽣产中的基本⼯艺。 精密铸造：精密铸造是⽤精密的造型⽅法获得精确铸件⼯艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加⼯或很少加⼯就直接使⽤，是⼀种近净形成形的先进⼯艺。
铸造⽅法分类
⼆、常⽤的铸造⽅法及其优缺点
1. 普通砂型铸造
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常⽤的铸造砂是硅质砂，硅砂的⾼温性能不能满⾜使⽤要求时则使⽤锆英砂、铬铁矿砂、刚⽟砂等特种砂。应⽤最⼴的型砂粘结剂是粘⼟，也可采⽤各种⼲性油或半⼲性油、⽔溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
砂型铸造中所⽤的外砂型按型砂所⽤的粘结剂及其建⽴强度的⽅式不同分
为粘⼟湿砂型、粘⼟⼲砂型和化学硬化砂型3种。
砂型铸造⽤的是最流⾏和最简单类型的铸件已延⽤⼏个世纪.砂型铸造是⽤来制造⼤型部件，如灰铸铁，球墨铸铁，不锈钢和其它类型钢材等⼯序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画，模具，制芯，造型，熔化及浇注，清洁等。 ⼯艺参数的选择
加⼯余量：所谓加⼯余量，就是铸件上需要切削加⼯的表⾯，应预先留出⼀定的加⼯余量，其⼤⼩取决于铸造合⾦的种类、造型⽅法、铸件⼤⼩及加⼯⾯在铸型中的位置等诸多因素。
起模斜度：为了使模样便于从铸型中取出，垂直于分型⾯的⽴壁上所加的斜度称为起模斜度。
铸造圆⾓：为了防⽌铸件在壁的连接和拐⾓处产⽣应⼒和裂纹，防⽌铸型的尖⾓损坏和产⽣砂眼，在设计铸件时，铸件壁的连接和拐⾓部分应设计成圆⾓。
型芯头：为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排⽓，模样和型芯都要设计出型芯头。
收缩余量：由于铸件在浇注后的冷却收缩，制作模样时要加上这部分收缩尺
⼨。
优点：
粘⼟的资源丰富、价格便宜。使⽤过的粘⼟湿砂经适当的砂处理后，绝⼤部分均可回收再⽤；
制造铸型的周期短、⼯效⾼；
混好的型砂可使⽤的时间长；
适应性很⼴。⼩件、⼤件，简单件、复杂件，单件、⼤批量都可采⽤；
缺点及局限性：
因为每个砂质铸型只能浇注⼀次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的⽣产效率较低；
铸型的刚度不⾼，铸件的尺⼨精度较差；
铸件易于产⽣冲砂、夹砂、⽓孔等缺陷。
2. 熔模铸造
楼宇对讲门禁系统
⽤蜡料做模样时，熔模铸造⼜称"失蜡铸造"。熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样，在模样表⾯包覆若⼲层耐⽕材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从⽽获得⽆分型⾯的铸型，经⾼温焙烧后即可填砂浇注的铸造⽅案。由于模样⼴泛采⽤蜡质材料来制造，故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。
可⽤熔模铸造法⽣产的合⾦种类有碳素钢、合⾦钢、耐热合⾦、不锈钢、精密合⾦、永磁合⾦、轴承合⾦、铜合⾦、铝合⾦、钛合⾦和球墨铸铁等。
熔模铸造⼯艺过程
优点：
尺⼨精度较⾼。⼀般可达CT4-6（砂型铸造为CT10~13，压铸为CT5~7）；
可以提⾼⾦属材料的利⽤率。熔模铸造能显著减少产品的成形表⾯和配合表⾯的加⼯量，节省加⼯台时和刃具材料的消耗；能最⼤限度地提⾼⽑坯与零件之间的相似程度，为零件的结构设计带来很⼤⽅便。铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状⼗分复杂的铸件，也能
铸造壁厚为0.5mm、重量⼩⾄1g的铸件，还可以铸造组合的、整体的铸
件；
不受合⾦材料的限制。熔模铸造法可以铸造碳钢、合⾦钢、球墨铸铁、铜合⾦和铝合⾦铸件，还可以铸造⾼温合⾦、镁合⾦、钛合⾦以及贵⾦属等
材料的铸件。对于难以锻造、焊接和切削加⼯的合⾦材料，特别适宜于⽤
精铸⽅法铸造；
⽣产灵活性⾼、适应性强熔模铸造既适⽤于⼤批量⽣产，也适⽤⼩批量⽣产甚⾄单件⽣产。
缺点及局限性：
铸件尺⼨不能太⼤⼯艺过程复杂铸件冷却速度慢。熔模铸造在所有⽑坯成形⽅法中，⼯艺最复杂，铸件成本也很⾼，但是如果产品选择得当，零件设计合理，⾼昂的铸造成本由于减少切削加⼯、装配和节约⾦属材料等⽅⾯⽽得到补偿，则熔模铸造具有良好的经济性。
3. 压铸
压铸⼯艺原理是利⽤⾼压将⾦属液⾼速压⼊⼀精密⾦属模具型腔内，⾦属液在压⼒作⽤下冷却凝固⽽形成铸件。 压⼒铸造 a) 合型浇注 b) 压射 c) 开型顶件
冷、热室压铸是压铸⼯艺的两种基本⽅式。冷室压铸中⾦属液由⼿⼯或⾃动浇注装置浇⼊压室内，然
后压射冲头前进，将⾦属液压⼊型腔。在热室压铸⼯艺中，压室垂直于坩埚内，⾦属液通过压室上的进料⼝⾃动流⼊压室。压射冲头向下运动，推动⾦属液通过鹅颈管进⼊型腔。⾦属液凝固后，压铸模具打开，取出铸件，完成⼀个压铸循环。
压铸⼯艺流程图
优点：
产品质量好。铸件尺⼨精度⾼，⼀般相当于6~7级，甚⾄可达4级；表⾯光洁度好，⼀般相当于5~8级；强度和硬度较⾼，强度⼀般⽐砂型铸造提⾼25~30%，但延伸率降低约70%；尺⼨稳定，互换性好；可压铸薄壁复
杂的铸件；
⽣产效率⾼。机器⽣产率⾼，例如国产JⅢ3型卧式冷空压铸机平均⼋⼩时可压铸600～700次，⼩型热室压铸机平均每⼋⼩时可压铸3000~7000
次；压铸型寿命长，⼀付压铸型，压铸钟合⾦，寿命可达⼏⼗万次，甚⾄
上百万次；易实现机械化和⾃动化；
经济效果优良。由于压铸件尺⼨精确，表泛光洁等优点。⼀般不再进⾏机械加⼯⽽直接使⽤，或加⼯量很⼩，所以既提⾼了⾦属利⽤率，⼜减少了⼤量的加⼯设备和⼯时；铸件价格便易；可以采⽤组合压铸以其他⾦属或⾮⾦属材料。既节省装配⼯时⼜节省⾦属。
缺点及局限性：
压铸时由于液态⾦属充填型腔速度⾼，流态不稳定，故采⽤⼀般压铸法，铸件易产⽣⽓孔，不能进⾏热处理；
对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；
⾼熔点合⾦（如铜，⿊⾊⾦属），压铸型寿命较低；
不宜⼩批量⽣产，其主要原因是压铸型制造成本⾼，压铸机⽣产效率⾼，⼩批量⽣产不经济。
工位管理系统
4. ⾦属型铸造
⼜称硬模铸造，它是将液体⾦属浇⼊⾦属铸型，以获得铸件的⼀种铸造⽅法。铸型是⽤⾦属制成，可以反复使⽤多次（⼏百次到⼏千次），⼜叫永久型铸造。
⾦属型的结构
⼀般的，⾦属型⽤铸铁和铸钢制成。铸件的内腔既可⽤⾦属芯、也可⽤砂芯。⾦属型的结构有多种，如⽔平分型、重直分型及复合分型。其中垂直分型便于开设内浇⼝和取出铸件；⽔平分型多⽤来⽣产薄壁轮状铸件；复合分型的上半型是由垂直分型的两半型采⽤铰链连结⽽成，下半型为固定不动的⽔平底板，主要应⽤于较复杂铸件的铸造。
⾦属型铸造型的⼯艺特点：⾦属型的导热速度快和⽆退让性，使铸件易产⽣浇不⾜、冷隔、裂纹及⽩⼝等缺陷。此外，⾦属型反复经受灼热⾦属液的冲刷，会降低使⽤寿命，为此应采⽤以下辅助⼯艺措施。
预热⾦属型：浇注前预热⾦属型，可减缓铸型的冷却能⼒，有利于⾦属液的充型及铸铁的⽯墨化过程。⽣产铸铁件，⾦属型预热⾄250～350℃；⽣产有⾊⾦属件预热⾄100～250℃。
刷涂料：为保护⾦属型和⽅便排⽓，通常在⾦属型表⾯喷刷耐⽕涂料层，以免⾦属型直接受⾦属液冲蚀和热作⽤。因为调整涂料层厚度可以改变铸件各部分的冷却速度，并有利于⾦属型中的⽓体排出。浇注不同的合⾦，应喷刷不同的涂料。如铸造铝合⾦件，应喷刷由氧化锌粉、滑⽯粉和⽔玻璃制成的涂料；对灰铸铁件则应采⽤由⽯墨粉、滑⽯粉、耐⽕粘⼟粉及桃胶和⽔组成的涂料。
ip网络电话系统浇注：⾦属型的导热性强，因此采⽤⾦属铸型时，合⾦的浇注温度应⽐采⽤砂型⾼出20～30℃。⼀般的，铝合⾦为680℃～740℃；铸铁为1300℃～1370℃；锡青铜为1100～1150℃。薄壁件取上限，厚壁件取下限。铸铁件的壁厚不⼩于15mm，以防⽩⼝组织。
开型：开型愈晚，铸件在⾦属型内收缩量愈⼤，取出采⽤困难，⽽且铸件易产⽣⼤的内应⼒和裂纹。通常铸铁件的出型温度700～950℃，开型时间为浇注后10～60秒。
优点：
与砂型铸造相⽐，⾦属型铸造有如下优点：
复⽤性好，可“⼀型多铸”，节省了造型材料和造型⼯时。
由于⾦属型对铸件的冷却能⼒强，使铸件的组织致密、机械性能⾼。
铸件的尺⼨精度⾼，公差等级为IT12～IT14；表⾯粗糙度较低，Ra为6.3m。
⾦属型铸造不⽤砂或⽤砂少，改善了劳动条件。
缺点及局限性：
⾦属型的制造成本⾼、周期长、⼯艺要求严格，不适⽤于单件⼩批量铸件的⽣产，主要适⽤于有⾊合⾦铸件的⼤批量⽣产，如飞机、汽车、内燃机、摩托车等⽤的铝活塞、汽缸体、汽缸盖、油泵壳体及铜合⾦的轴⽡、轴套等。对⿊⾊合⾦铸件，也只限
于形状较简单的中、⼩铸件。
5. 低压铸造
低压铸造是指使液体⾦属在较低压⼒(0.02～0.06MPa)作⽤下充填铸型，并在压⼒下结晶以形成铸件的⽅法。
低压铸造⼯艺原理图：1—保温室 2—坩埚 3—升液管 4—贮⽓罐 5—铸型
低压铸造的⼯作原理下图所⽰。把熔炼好的⾦属液倒⼊保温坩埚，装上密封盖，升液导管使⾦属液与铸型相通，锁紧铸型，缓慢地向坩埚炉内通⼊⼲燥的压缩空⽓，⾦属液受⽓体压⼒的作⽤，由下⽽上沿着升液管和浇注系统充满型腔，并在压⼒下结晶，铸件成型后撤去坩埚内的压⼒，升液管内的⾦属液降回到坩埚内⾦属液⾯。开启铸型，取出铸件。
低压铸造⽰意图
优点：
浇注时⾦属液的上升速度和结晶压⼒可以调节，故可适⽤于各种不同铸型(如⾦属型、砂型等)，铸造各种合⾦及各种⼤⼩的铸件；
采⽤底注式充型，⾦属液充型平稳，⽆飞溅现象，可避免卷⼊⽓体及对型壁和型芯的冲刷，铸件的⽓孔、夹渣等缺陷少，提⾼了铸件的合格率；
铸件在压⼒下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰、表⾯光洁，⼒学性能较⾼，对于⼤薄壁件的铸造尤为有利；
省去补缩冒⼝，⾦属利⽤率提⾼到90%～98%；
劳动强度低，劳动条件好，设备简易，易实现机械化和⾃动化。
缺点及局限性：
升液管寿命短，且在保温过程中⾦属液易氧化和产⽣夹渣。主要⽤来铸造⼀些质量要求⾼的铝合⾦和镁合⾦铸件，如⽓缸体、缸盖、曲轴箱和⾼速内燃机的铝活塞等薄壁件。
6. 离⼼铸造
离⼼铸造是将⾦属液浇⼊旋转的铸型中，在离⼼⼒作⽤下填充铸型⽽凝固成形的⼀种铸造⽅法。
离⼼铸造的分类
根据铸型旋转轴线在空间的位置，常见的离⼼铸造可分为两种：
卧式离⼼铸造：铸型的旋转轴线处于⽔平状态或与⽔平线夹⾓很⼩（<4°）时的离⼼铸造。
⽴式离⼼铸造：铸型的旋转轴线处于垂直状态时的离⼼铸造称为⽴式离⼼铸造。
铸型旋转轴与⽔平线和垂直线都夹有较⼤⾓度的离⼼铸造称为倾斜轴离⼼hmm事件
铸造，但应⽤很少。
a)⽴式离⼼铸造 b)⽴式离⼼浇注成形铸件 c)卧式离⼼铸造
1，16—浇包 2，14—铸型 3，13—液体⾦属 4—带轮和带 5—旋转轴 6—铸件 7—电动机 8—浇注系统 9—型腔 10—型芯 11—上型 12—下型 15—浇注槽 17—端盖
优点：
⽤离⼼铸造⽣产空⼼旋转体铸件时，可省去型芯、浇注系统和冒⼝；
由于旋转时液体⾦属在所产⽣的离⼼⼒作⽤下，密度⼤的⾦属被推往外壁，⽽密度⼩的⽓体、熔渣向⾃由表⾯移动，形成⾃外向内的定向凝固，因此补缩条件好，铸件组织致密，⼒学性能好；
便于浇注“双⾦属”轴套和轴⽡，如在钢套内镶铸⼀薄层铜衬套，可节省价格较贵的铜料；
充型能⼒好；
消除和减少浇注系统和冒⼝⽅⾯的消耗。
缺点及局限性：
铸件内⾃由表⾯粗糙，尺⼨误差⼤，品质差；
不适⽤于密度偏析⼤的合⾦（如铅青铜）及铝、镁等合⾦。
三、铸造缺陷及其控制⽅法
铸件缺陷种类繁多，产⽣缺陷的原因也⼗分复杂。它不仅与铸型⼯艺有关，⽽且还与铸造合⾦的性制、合⾦的熔炼、造型材料的性能等⼀系列因素有关。因此，分析铸件缺陷产⽣的原因时，要从具体情况出发，根据缺陷的特征、位置、采⽤的⼯艺和所⽤型砂等因素，进⾏综合分析，然后采取相应的技术措施，防⽌和消除缺陷。
1. 浇不到
铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道最远部位或铸件上部。残缺的边⾓圆滑光亮不粘砂。蚀刻因子
产⽣原因：
浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注；
横浇道、内浇道截⾯积⼩；
铁⽔成分中碳、硅含量过低；
型砂中⽔分、煤粉含量过多，发⽓量⼤，或含泥量太⾼，透⽓性不良；
上砂型⾼度不够，铁⽔压⼒不⾜。
防⽌⽅法：
提⾼浇注温度、加快浇注速度，防⽌断续浇注；
加⼤横浇道和内浇道的截⾯积；
调整炉后配料，适当提⾼碳、硅含量；
铸型中加强排⽓，减少型砂中的煤粉，有机物加⼊量；
增加上砂箱⾼度。
2. 未浇满
铸件上部残缺，直浇道中铁⽔的⽔平⾯与铸件的铁⽔⽔平⾯相平，边部略呈圆形。
产⽣原因：
浇包中铁⽔量不够；
浇道狭⼩，浇注速度⼜过快，当铁⽔从浇⼝杯外溢时，操作者误认为铸型已经充满，停浇过早。
防⽌⽅法：
正确估计浇包中的铁⽔量；
对浇道狭⼩的铸型，适当放慢浇注速度，保证铸型充满。
3. 损伤
铸件损伤断缺。
产⽣原因：
铸件落砂过于剧烈，或在搬运过程中铸件受到冲撞⽽损坏；
滚筒清理时，铸件装料不当，铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断；bbzs
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议