铸造基础知识教程a

铸造基础知识介绍

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。

铸件和锻件的特点1、铸件是用铸造的方法做出的件，铸造是有模具 或模型,往里面倒液态金属,铸出来的件。 锻件一般是把钢铁加热到奥氏体状态下，然后利 用模具用冲击力,使其成型而成的零件。 2、将工件轻敲，听其撞击声，通常铸件发闷声， 锻件声音较脆。 3、铸件表面总有些铸造痕迹，如表面较粗糙，型 箱接缝处有凸起，局部有砂的痕迹，浇冒口痕迹等。 锻件表面有锻造痕迹，如有锻造氧化皮，表面有 锻锤压过的痕迹。

4、铸件容易产生铸造缺陷：如成型收缩孔、沙眼、 分形面、浇注孔； 锻件可以避免和减轻铸件的缺陷，而且还能保留 有金属的流线性，可显著提高金属材料的力学性能。 5、铸件的优点是生产成型方便，制造成本低，工 艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件 。 锻件工期较长，成本高，只能锻造外形简单工件。

实例：汽车发动机曲轴、机床床身、飞机叶轮、 航天 汽车发动机曲轴、机床床身、飞机叶轮、 汽车发动机曲轴 器内精密复杂件等铸件。 器内精密复杂件等铸件。

铸造过程1)造型和制芯直到装配,得到铸型 )造型和制芯直到装配 得到铸型 2)金属熔炼 得到成分、温度合格的金属 得到成分、 )金属熔炼—得到成分 液 3)浇注， 型腔内冷却凝固 )浇注， 4)清理， 检验。得到不同形状、性能要求 )清理， 检验。得到不同形状、 的铸件。 的铸件。

铸造的方法.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、消失模铸造、离 心铸造等。它们之中还可再分为若干种铸造 方法。

铸造方法的选择铸造主要工艺过程包括：金属熔炼、模型制 造、浇注凝固和脱模清理等。铸造用的主要 材料是铸钢、铸铁、铸造有色合金(铜、铝、 锌、铅等)等。铸造方法常用的是砂型铸造， 其次是特种铸造方法，如

:金属型铸造、熔 模铸造、石膏型铸造......等。

砂型铸造又可以分为粘土砂型、有机粘结剂 砂型、树脂自硬砂型、消失模等等,如下图：

铸造方法选择的原则1.优先采用砂型铸造 . 据统计，我国或是国际上，在全部铸件产量中， 60~70%的铸件是用砂型生产的，而且其中70%左 右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之 其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。 所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件 都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要 求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂 型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几 十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。

一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂 自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以 获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。 当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、 材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差， 所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它 铸造方法，例如熔模(失腊)铸造、压铸、低压铸 造等等。

2.铸造方法应和生产批量相适应 .例如砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用 技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压 式造型机生产线生产率不够高，工人劳动强度大， 噪声大，不适应大量生产的要求，应逐步加以改造。 对于小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无 箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高，占 地面积也少；对于中件可选用各种有箱高压造型机 生产线、气冲造型线，以适应快速、高精度造型生 产线的要求，造芯方法可选用：冷芯盒、热芯盒、 壳芯等高效制芯方法。中等批量的大型铸件可以考 虑应用树脂自硬砂造型和造芯。

单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方 法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不 要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法 水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、 树脂自硬砂型及水泥砂型等；对于单件生产的重型 铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。批量生产 或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法 比较适宜，虽然模具、砂箱等开始投资高，但可从 节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。 低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备 和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产。

3.造型方法应适合工厂条件 . 例如同样是生产大型机床床身等铸件，一般 采用组芯造型法，不制作模样和砂箱，在地 坑中组芯；而另外的工厂

则采用砂箱造型法， 制作模样。不同的企业生产条件(包括设备、 场地、员工素质等)、生产习惯、所积累的 经验各不一样，应该根据这些条件考虑适合 做什么产品和不适合(或不能)做什么产品。

4.要兼顾铸件的精度要求和成本 . 各种铸造方法所获得的铸件精度不同，初投 资和生产率也不一致，最终的经济效益也有 差异。因此，要做到多、快、好、省，就应 当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法 进行初步的成本估算，以确定经济效益高又 能保证铸件要求的铸造方法。

铸造方法

铸件材 质

铸件 重量

表 面 光 洁 度

铸件 复杂 程度

生产成 本

适用范围

工艺特点

砂型铸造

各种材 质

几十 克~ 很大

差

简单

低

最常用的铸造方法 手工造型:单件、小批量 和难以使用造型机的形状 复杂的大型铸件 机械造型：适用于批量 生产的中、小铸件

手工：灵活、易行，但 效率低，劳动强度大， 尺寸精度和表面质量低 机械：尺寸精度和表面 质量高，但投资大

金属型铸 造

有色合 金

几十 克~ 20公 斤 几 克~ 几公 斤

好

复杂 铸件

金属模 的费用 较高 批量生 产时比 完全用 机加工 生产便 宜

小批量或大批量生产的非 铁合金铸件，也用于生产 钢铁铸件。

铸件精度、表面质量高， 组织致密，力学性能好， 生产率高。

熔模铸造

铸钢及 有色合 金

很 好

任何 复杂 程度

各种批量的铸钢及高熔点 尺寸精度高、表面光洁， 合金的小型复杂精密铸件， 但工序繁多，劳动强度 特别适合铸造艺术品、精 大 密机械零件