第九章  铸造

 本章重点：砂型铸造工艺过程、铸造工艺图、铸件结构分析

概述

一、铸造成形实质：铸型、熔化金属、浇注成形、铸件

二、铸造成形的特点及应用：适应性好、成本低、广泛用于一般件

三、铸造的分类：砂型铸造、特种铸造（金属型、压力、熔模、离心等）

第一节 金属的铸造性能

一、金属的流动性

1．流动性的概念：熔融金属的流动能力，它是影响金属充型能力的因素之一。

   充型能力：在[实际铸造条件下合金的流动性。

2．流动性对铸件质量的影响：冷隔、浇不到、气孔、夹杂物）

3．流动性的测量：螺旋线的长度

灰铁 铸钢 硅铝明 硅黄铜铜 锡青铜

~1000mm ~100 700~800 1000 420

4．影响流动性的因素：

成分（亚共晶，过共晶、共晶合金结晶比较）

工艺条件（浇注温度、铸型材料、铸型内腔的形状）

二、金属的收缩性

1．收缩的概念：体收缩（液态收缩、凝固收缩）、线收缩（体收缩）

2．影响收缩的因素：成分（常用材料的收缩见表9-2）

工艺条件（浇注温度、铸件的形状、铸型材料的退让性）

3．收缩性对铸件质量的影响：

体收缩对质量的影响：缩孔、缩松   形成原因及预防（顺序凝固原则）

线收缩对拮的影响：变形、开裂 形成原因及预防（同时凝固原则、铸件结构）

4．常用材料的收缩率

线收缩率：灰铸铁0.9~1.3% ；铸钢2.0~2.4%；铝合金0.9~1.5%；铜合金1.4~2.3%

体收缩率：体收缩率约等于线收缩率的3倍

小结：对常用铸造材料铸造性能的评价

第二节 砂型铸造工艺过程

一、造型材料

型砂：组成及性能要求

原砂+粘结剂+附加物+水+旧砂（粘土砂、树脂砂、合脂砂等）

强度、可塑性、耐火性、透气性、容让性、溃散性等

芯砂：与型砂类似，但性能要求比型砂高

二、模样与芯盒

模样：用于形成铸型的型腔，与铸件的外形相适应，但也有不同之处……

芯盒：用于制造芯子，芯子用于形成铸件的内腔

三、造型方法

造型主要用具：砂箱、型砂、及各种造型工具

1．手工造型

整模造型：模样的最大截面在一端、且为平面

分模造型：模样的最大截面在中间部位

挖砂造型（假箱造型）：模样的一端为曲面或阶梯面  

三箱造型：模样的两端截面大

活块造型：模样上的妨碍起模的凸起部分

2．机器造型

用机器完成填砂、震实、压实、起模等操作

3．造芯

芯是用于形成铸件的内腔或较大尺寸的孔。常用方法为手工造芯

4．浇注系统

组成部分外浇口、直浇道、横浇道、内浇道、冒口

四、熔炼和浇注

熔炼：冲天炉    浇注：温度  

五．落砂，清理．，检验和后处理

第三节 砂型铸造工艺设计简介

要求：读懂铸造工艺图，绘制铸件图

铸造工艺图:表示分型面、浇注位置、工艺参数、芯结构及尺寸。可用规定的符号或文字绘制在零件图上，也可另绘工艺图纸。

生产性质：单件（<10件/年）、小批（10~200件/年）、中批（200~5000件/年）、大批（500~5000件/年）、大量（>5000件/年）

一、浇注位置（铸件各部位质量次序：下——侧——上）

1．重要面朝下（加工面、工作面）  

2．大平面朝下  

3．薄壁朝下  

4．厚面朝上 

二、分型面（总原则：便于起模，简化造型工艺）

1．分型面最少

2．采用平直分型面

3．大部分或全部位于同一砂箱中

4．减少芯或不用芯

三、工艺参数的确定

1．机械加工余量及公差

2．线收缩率（模样上需要加上固态收缩）

3．起模斜度(a)： 增加壁厚法、加减壁厚法、减少壁厚法

4．铸造园角（与铸件的壁厚有关）

内园角：取相邻壁厚平均壁厚的1/3~1/5）

外园角：取内园角半径的1/2

5．芯头：砂芯的外伸部分，用于支撑和固有定芯子   

   芯座：铸型中为放置芯头预留的空腔

   参数：芯头高度或长度、芯座装配斜度、芯头与芯座的间隙

四．绘制铸造工艺图

用规定的符号和数字表示上述工艺设计内容（铸件不铸出部分、分型面、加工余量和公差、斜度、铸造园角、线收缩率、芯头尺寸和间隙）

举例:连接盘的铸造成工艺图9-36 

五、铸件图

连接盘的铸件图9-37

 第四节 零件结构的铸造工艺性

铸件的结构首先应保证使用性能，其次再考虑可行性和经济性

一、铸造性能对结构的要求

1．壁厚应均匀，并规定最小壁厚  防止热节

2．铸件壁间连接：逐渐过渡、避免锐角、铸造园角、接头避免交叉

3．大平面倾斜

3．减少变形，能自由收缩：加强筋、弯曲轮辐

二、铸造工艺对结构的要求

1．分型面少，简单

2．芯应少

3．避免活块

4．结构斜度

第五节 特种铸造

一、金属型铸造

1．金属型结构

2．金属型铸造的特点及应用

二、压力铸造

1．压力铸造方法简介

2．压力铸造的特点及应用

三、熔模铸造

1．熔模铸造工艺过程

2．熔模铸造的特点及应用

四、离心铸造

1．离心铸造过程

2．离心铸造的特点及应用

*五、铸造中新技术介绍

1．铸造新工艺

2．计算机在铸造生产中的应用

3．铸造生产的清洁化和集约化