铸造基础知识

（1）浇注系统的组成与作用 通常有浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和冒口等组成。
（2）合理地设计浇注系统，可使金属液平稳地充满铸型型腔；控制金属液的流动方 向和速度；调节铸件上各部分的温度，控制冷却凝固顺序；阻挡夹杂物进入铸型型腔 。冒口起补缩、排气和集渣作用。
（3）浇注系统的类型 金属液导入型腔的位置，浇注系统可分为底注式、顶注式、中注式、阶梯式等
性能：
施涂方法
特点 最传统也是最可靠的施涂方法。 操作效率低，对工人的操作熟练 程度要求高；铸型形状不限，涂 料消耗低 操作效率很高，初始阶段所需涂 料多，仅适合一定的铸型（芯） ；与刷涂相比，所耗涂料多，涂 料浓度比刷涂低，但无刷痕，可 实现浸涂自动化 操作效率高，无刷痕，可实现流 涂自动化，与刷涂相比，所耗涂 料多，涂料浓度比刷涂低 操作效率高，可实现喷涂自动化 ，与刷涂相比，其浓度稍低，喷 嘴的维护麻烦，涂料飞溅多
生产工艺---造型方法
两箱造型是造型的最基本方法，铸型由成对的上型和下型构成，操 作简单。适用于各种生产批量和各种大小的铸件。
分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两个砂 箱内，造型简单省工。常用于最大截面在中部的铸件。
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生产工艺---模具分类
常见铸造模具按材料分类： 木材：单件/小批量生产 塑料：小批量生产 按铸造工艺分类： 普通砂型模具 精密砂型模具
铝合金：批量生产
铸铁：大批量生产 钢材：特殊使用
消失模
真空铸造模具 失蜡模
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生产工艺---模具制作
生产工艺---模具
铸造模具是指为了获得零件的结构形状，预先用其 他容易成型的材料做成零件的结构形状，然后再在砂型 中放入模具，于是砂型中就形成了一个和零件结构尺寸 一样的空腔，再在该空腔中浇注流动性液体，该液体冷 却凝固之后就能形成和模具形状结构完全一样的零件了 。
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生产工艺---常见参数设计
2， 收缩率 为补偿铸件在冷却过程中产生的收缩，使冷却后的铸件符合图样的要求，需要放大模 样的尺寸，放大量取决于铸件的尺寸和该合金的线收缩率。一般中小型灰铸铁件的线 收缩率约取 1%；非铁金属的铸造收缩率约取1.5%；铸钢的铸造收缩率约取2%。
3， 铸造圆角 模样壁与壁的连接和转角处要做成圆弧过渡，称为铸造圆角。铸造圆角可减少或避免 砂型尖角损坏，防止产生粘砂、缩孔、裂纹。但铸件分型面的转角处不能有圆角。铸 造内圆角的大小可按相邻两壁平均壁厚的 1/3~1/5选取，外圆角的半径取内圆角的一半
4，机械加工余量和公差 铸件的尺寸公差CT，其精度等级从高到低有1、2、3．．16共16个等级；加工余量等 级MA，从精到粗可分为A、B、C ． ． J共9个级别。
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生产工艺---浇注系统设计
【浇注系统】是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。
1、良好的减振性 2、良好的切削加工性 3、良好的耐磨性能和缺口敏感性 4、具有一定的机械性能，尤其是 抗压强度比较高 5、优良的铸造性能 6、成本较低
QT450-10（QT400~QT800）
球墨铸铁不仅强度远远高于灰铸铁，优 于可锻等铁，甚至可与钢媲美，尤其屈 强比（一般大于0.7）明显高于碳钢 （仅0.6左右），疲劳强度与中碳钢接 近，而且其耐磨性远高于45钢表面淬火。 球墨铸铁还具有优良的热处理性能，球 墨铸铁的铸造性能、减振性、切削加工 性及缺口敏感性较灰铸铁差，但仍优于 铸钢。其塑性和韧性虽低于钢，但仍能 满足一般零件的要求。
②特种铸造，按造型材料又可分为：
A:以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸 造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等） B:以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连 续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
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白口铸铁 麻口铸铁
按化学成分 分
普通铸铁 合金铸铁 普通灰铸铁
孕育铸铁 按生产方法 和组织性能 分
可锻铸铁
球墨铸铁
特殊性能铸铁
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基本概念---灰铸铁&球墨铸铁
灰铸铁 典型石墨形状 片状 球墨铸铁 球状
牌号意义
性能
HT250（HT100-350）
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Content
• 铸造基本概念
1 2 3
• 铸造生产工艺 • 铸造缺陷分类
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生产工艺---铸造流程图
模具 制造
后道处理
造型（芯） 合箱
熔炼浇注
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模具设计
工艺确认 分型设计 参数设计 浇铸系统设计 3D制作
木模生产
木模设计 木模工制做 木模加工 尺寸验收
金属模浇铸
造型 熔炼 浇铸 打磨整修 加工前检验
金属模加工
模具加工 活块加工 模架加工 型板加工 尺寸验收
后期制做
金模工制做 模具组装 试模验收
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手工造型
根据砂型不同： 两箱造型 根据模样不同： 整模造型
机器造型
压实紧实 高压紧实 震击紧实 震压紧实 微震紧实 抛砂紧实 射压紧实 射砂紧实
三箱造型
脱箱造型 地坑造型 组芯造型
分模造型
挖砂造型 假箱造型 活块造型 刮板造型
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生产工艺---造型设备
树 脂 自 硬 砂 制 备 系 统
砂再生装置：振动落砂破碎再生机
除尘系统：旋风、袋式、颗粒层、冲激式除尘器
混砂机：双臂连续式树脂砂混砂机
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生产工艺---涂料
作用： 涂敷方法：
施涂工具或 装置
1.改善铸件表面质量 2.减少砂型铸造时不用涂料易产生的许多缺陷倾向 3.改善铸件局部的表面性能和表层内在质量
基本概念---铸铁分类
分类方法 分类名称 灰铸铁 按断口颜色 分 说明 该铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗 灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能。 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口 呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械 零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁 麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的 麻点状，性能不好，极少应用 是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等 是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种 高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁 这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈 暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中 这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。其强度、塑 性和韧性均比一般灰铸铁好得多，组织也较均匀。主要用于制造力学性能 要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高 的韧性，又称韧性铸铁。它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸 件 简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以 促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他 性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在机械工程上应用广泛 这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸 铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛
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生产工艺---造型& 合箱
砂型分类 造型方法 造型设备 涂料
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生产工艺---砂型分类
1
粘土砂（潮膜砂）
湿型
2
有机化学粘结剂砂型
3
无机化学粘结剂砂型
基本特点：砂型无需烘干，不 存在硬化过程。起主要优点是 呋喃树脂自硬砂 生产灵活性大，生产率高，生 产周期短，便于组织流水生产， 覆膜砂 易于实现生产过程的机械化和 自动化；材料成本低；节省了 烘干设备、燃料、电力及车间 生产面积；延长了砂箱使用寿 水玻璃精密铸造 命等。但容易产生铸造缺陷。
生产工艺---造型& 合箱
铸型一般由上型、下型、型芯、
型腔和浇注系统组成，如右图所 示。 铸型组元间的接合面称为分 型面。铸型中造型材料所包围的
空腔部分，即形成铸件本体的空
腔称为型腔。液态金属通过浇注 系统流入并充满型腔，产生的气
1-分型面
2-上型 3-出气孔
体从出气口等处排出砂型。
4-浇注系统 5-型腔 6-下型 7-型芯 8-芯头芯座
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生产工艺---常见参数设计
1， 起模斜度 一般木模的斜度α=0.3°~3°，a=0.6~3.0mm；金属模的斜度 α=0.2°~2°， a=0.4~2.4mm。模样越高，斜度越小。
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后道 处理
造型 （芯） 合箱
熔炼 浇注
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生产工艺---造型&合箱
用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。
将砂型、砂芯组合在一起的过程叫合箱。
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基本概念
铸铁是含碳大于2.1%的铁碳合金，它是将铸造生
铁（部分炼钢生铁）在炉中重新熔化，并加进铁合金、废 钢、回炉铁调整成分而得到。与生铁区别是铸铁是二次加 工，大都加工成铸铁件。铸铁件具有优良的铸造性可制成 复杂零件，一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和 消震性良好，价格低等特点。
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基本概念---铸造分类
按材料分类：铸铁、铸钢和铸造有色合金
铸铁分类：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、特种性能铸铁 （抗磨、冷硬、耐热、耐蚀铸铁）
按造型方法分类：砂型铸造和特种铸造
①普通砂型铸造，包括湿砂型、无机化学粘结剂砂型和有机化学粘结 剂砂型
CO2硬化法 水玻璃系 自硬法 加热硬化法 水泥系自硬法 磷酸盐系 其他粘结剂系 硅酸盐水泥 矾土水泥 双快水泥 自硬法/加热硬化法 CO2法/VRH-CO2法 粉状硬化剂 硅酸二钙/硅铁粉 液态硬化剂 有机脂/无机脂
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生产工艺---造型方法
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生产工艺---浇注系统设计
（2）浇注系统的类型 金属液导入型腔的位置，浇注系统可分为底注式、顶注式、雨淋式、阶梯式等
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生产工艺---铸造流程图
模具制造
生产工艺---分型设计
【分型面】 是铸型组元间的接合面。为便于起模，一般分型面选择在铸件的最大截面处。分型面 的选定应保证起模方便、简化铸造工艺、保证铸件的质量。确定分型面应遵循如下原 则。 （1）分型面应选择在模样最大截面处，以便于起模。 （2）尽量减少分型面。
（3）尽量使分型面平直。
（4）尽量使铸件的全部或大部分位于同一砂箱中。 （5）尽量使型芯位于下箱，并注意减低砂箱的高度。
铸造基础知识培训
李静 刘波
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Content
模具制造
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• 铸造基本概念
造型（芯），合箱
• 铸造生产工艺
熔炼、浇注
3
• 铸造缺陷分类
后道处理
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基本概念
用液态合金形wk.baidu.com产品的方法，将液态合金注入铸型中 使之冷却、凝固，这种制作金属制品的过程称为铸造生产， 简称铸造，所铸出的金属制品称为铸件。