资源简介

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第四单元
铸造
模块一
铸造基础知识
（l）铸造可以生产复杂形状的铸件。
（2）铸造适应性强。
（3）铸造生产成本相对低廉，设备比较简单。
（4）砂型铸造生产的铸件的力学性能较差，质量不够稳定，铸件中会产生气孔、缩松、偏析、夹渣、组织粗大等缺陷，废品率较高，铸件的力学性能也比相同材料的锻件低。
（5）砂型铸造生产过程中员工劳动强度较大，而且生产过程中产生的废气、粉尘、噪音等对环境容易造成污染，生产条件相对较差。
一、铸造的特点
二、铸造方法的分类
●铸造方法很多，通常分为砂型铸造和特种铸造两大类。
●砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。
●特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造方法。
铸造在机械装备生产中应用广泛，按铸件质量计算，在一般机械设备中铸件占40～90%；在重型机械（如机床、内燃机、水泵等）中铸件约占80%以上；在农业机械中铸件约占40～70%。
三、铸造的应用
四、铸造安全文明操作规程
在见习铸造生产过程中，在车间内会涉及高温、粉尘及各种辅助设备，为了保证操作正确和人身安全，需要见习人员熟悉如下的铸造安全文明操作规程。
模块二
砂型铸造
●造型是指用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程。
●铸型是用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合。
一、造型
1．造型材料
●造型材料是指制造铸型（芯）用的材料，一般是指砂型铸造所用的材料，它主要包括水洗砂（型砂和芯砂）、粘结剂（粘土、膨润土、水玻璃、植物油、树脂等）、各种附加物（煤粉或木屑等）、旧砂和水。
●造型材料应具备一定的强度、可塑性、耐火性、透气性、退让性等性能。
▲强度是指型砂（或芯砂）在造型后能够承受外力作用而不被破坏的能力。
▲可塑性是指为了在铸型中得到清晰的模样轮廓，型砂（或芯砂）所具有的良好塑造能力。
▲耐火性是指型砂（或芯砂）在高温液体金属中注入时，不软化、不易熔融烧结以致粘附在铸件表面上的性能。
▲透气性是指型砂（或芯砂）由于砂粒之间存在空隙，能够通过气体的能力。
▲退让性是指铸件冷却收缩时，型砂（或芯砂）的体积可以被压缩的能力。
2．造型工具
●造型工具是指制造铸型用的工具。
●常用造型工具有：砂箱、底板、砂冲子（舂砂锤）、通气针、起模针、皮老虎、镘刀、秋叶、提钩、半圆等。
3．砂型的各组成部分
●在造型过程中将型砂舂紧在上砂箱和下砂箱中，连同砂箱一起，可分别形成上砂型和下砂型。
●型腔是模样从砂型中取出后形成的空腔，利用型腔在浇注后可形成铸件的外部轮廓。
●分型面是铸型组元间的接合面，即上砂型与下砂型的分界面。
●型芯用于形成铸件的孔或内部轮廓。
●芯头是指模样上的突出部分，是在铸型内形成芯座并放置芯头的部分。
●起模斜度是平行于起模方向在模样或芯盒壁上设置的斜度。
４．手工造型?
●手工造型是全部用手或手动工具完成的造型工序。
●常用手工造型方法有：整体模造型、分开模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型、三箱造型、地坑造型、组芯造型等。
5．机器造型?
●机器造型是指用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序。
●机器造型的实质是用机器代替手工紧砂和起模过程，它是现代化铸造车间的基本造型方法。
▲机器造型常用的紧砂方法有：震实、压实、震压、抛砂、射压等几种方式，其中以震压和射压造型方式应用最广。
▲机器造型常用的起模方法有：顶箱、漏模、翻转三种方式。
二、造芯
●造芯是指制造型芯的过程。
●型芯的主要作用是用来获得铸件的内腔，有时也可作为铸件难以起模部分的局部外形。
●型芯可以采用手工造芯，也可以采用机器造芯。
●手工造芯时主要采用型芯盒造芯。根据芯盒结构不同，手工造芯方法可分为整体式芯盒造芯、可拆式芯盒造芯、对开式芯盒造芯三种。?
三、浇注系统
●浇注系统是指浇注时为了使熔融金属顺利平稳地填充型腔和冒口而在铸型中开设的一系列通道。
●浇注系统一般由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。
●浇注系统按内浇道在铸件上的位置，可设计成顶注式浇注系统、中注式浇注系统、底注式浇注系统、阶梯式浇注系统等。
四、合型（或合箱）
●合型是指将铸型的各个组元（如上砂型、下砂型、型芯、浇口杯等）组合成一个完整铸型的操作过程。
●合型后要保证铸型型腔的几何形状和尺寸准确，保证型芯稳固。
型芯放好后，需要仔细检验型芯是否定位准确，只有准确无误后，方可扣上上砂箱和放置浇口杯。?
五、金属熔炼
●金属熔炼过程是铸造生产的重要环节，对铸件的质量有直接影响。
●常用的熔炼设备有：冲天炉（适于熔炼铸铁）、电炉（适于熔炼铸钢）、坩埚炉（适于熔炼非铁金属）。?
六、浇注
●浇注是将熔融金属从浇包注入铸型的操作过程。
●熔融金属应在合理的温度范围内按规定的速度注入铸型。
七、落砂、清理和检验
●落砂是用手工或机械使铸件和型砂（芯砂）、砂箱分开的操作过程。?
●清理是指落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂（芯砂）、多余金属（包括浇注系统、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总和。
●检验是指铸件清理后，对其进行的质量检验过程。
模块三
特种铸造简介
●特种铸造是适应现代化生产而发展起来的一种高质量、高效率的铸造方法。
●特种铸造括金属型铸造、熔模铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造等。
一、金属型铸造
●金属型铸造是指在重力作用下将溶融金属浇入金属型获得铸件的方法。
●金属型铸造主要用于大批量生产非铁金属铸件，如内燃机活塞、气缸体、气缸盖、油泵体、轴瓦、衬套等铸件。
二、熔模铸造
熔模铸造是指用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧即可浇注的铸造方法。
熔模铸造的铸型是一个整体，无分型面，它是通过熔化模样起模的，它可以铸造出各种复杂形状的小型零件。
●离心铸造是指液态金属在离心力的作用下充型、凝固并获得铸件的铸造方法。
●铸型可在离心铸造机上根据需要可绕垂直轴旋转，也可绕水平轴旋转。?
●离心铸造主要用于生产空心旋转体铸件，如各种管件、缸套、滑动轴承轴套、圆环、活塞环等。
三、离心铸造
四、低压铸造
●低压铸造是将金属液在较低压力下（一般是0.02~0.08MPa）注入铸型，冷却凝固，获得铸件的铸造方法。实际上，低压铸造是一种介于压力铸造和重力铸造的铸造方法。
●低压铸造主要用于制造非铁金属铸件，如气缸体、缸盖、活塞、缸套、铜螺旋桨、球墨铸铁曲轴等铸件。
模块四
铸造新技术与新工艺
目前成熟的铸造新技术和新工艺主要有真空密封铸造、悬浮铸造、半固态铸造、挤压铸造及计算机技术在铸造生产中的应用等。
一、真空密封铸造
真空密封铸造简称真空铸造，又称V法铸造、减压铸造、负压铸造。该方法是利用真空使密封在砂箱和塑料薄膜中的无水、无粘结剂的干石英砂紧实在模样板上成型，形成浇注用的铸型。在保持真空状态下，经过下芯、合箱、浇注、凝固和冷却，最后在失去真空的状态下使型砂自行潰散，最终生产出需要的铸件。
悬浮铸造是指在浇注时向液态金属中添加金属粉末或合金液组元之间发生化学反应产生固相质点，成为凝固结晶时的核心，加快铸件凝固，细化铸件组织，提高铸件质量的一种铸造方法。
悬浮铸造不仅适用金属铸件，而且还适用于金属基复合材料铸件。
二、悬浮铸造
三、半固态铸造
半固态铸造是指将既非全呈液态，又非全固态的固态-液态的金属混合浆料，经压铸机压铸，形成铸件的铸造方法。
半固态铸造主要用于汽车轮毂的生产。
四、挤压铸造
挤压铸造是指用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属液在压力作用下成形和凝固，从而获得铸件的铸造方法，又称为液态模锻。
a）浇入定量金属液 b）上型向下挤压
挤压铸造主要用于生产强度要求高、气密性好、薄壁类的铸件，如各种阀门体、活塞、机架、轮毂、耙片及铸铁锅等铸件。
五、计算机技术在铸造生产中的应用
利用计算机数值模拟技术可以对极为复杂的铸造过程进行定量描述和仿真，模拟出铸件充型、凝固及冷却中的各种物理过程，并依此对铸件的设计结构和质量进行综合评价，做到简化和方便设计过程，提高设计速度，优化设计方案，达到降低设计成本之目的。

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