鑄造課件改(恢復)1

1、一、鑄造生產(chǎn)工藝一、鑄造生產(chǎn)工藝 過程及特點過程及特點二、造型材料二、造型材料三、砂型鑄造三、砂型鑄造五、砂型鑄造工藝五、砂型鑄造工藝 設計及模樣設計及模樣六、鑄件缺陷分析六、鑄件缺陷分析四、特種鑄造四、特種鑄造 鑄造是一種古老的制造方法，在我國可以追溯到鑄造是一種古老的制造方法，在我國可以追溯到60006000年前。年前。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，鑄造技術的發(fā)展也很迅速，特別是隨著工業(yè)技術的發(fā)展，鑄造技術的發(fā)展也很迅速，特別是1919世紀末和世紀末和2020世紀上半葉，出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法，世紀上半葉，出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法， 陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造等，在等，在2020世紀下半葉得世紀下半葉得

2、到完善和實用化。到完善和實用化。如低壓鑄造、如低壓鑄造、連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造、 由于現(xiàn)今對鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化由于現(xiàn)今對鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高，鑄造技術向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自等要求的提高，鑄造技術向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自動化和清潔化的方向發(fā)展，例如我國這幾年在精密鑄造技術、動化和清潔化的方向發(fā)展，例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續(xù)鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬連續(xù)鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發(fā)展迅速。技術等方面發(fā)展迅速。 v 鑄造是歷史上最悠久鑄造是歷史上最悠久的一種工藝，在我國已有的一

3、種工藝，在我國已有60006000多年歷史了。從殷多年歷史了。從殷商時期就有燦爛的青銅器商時期就有燦爛的青銅器鑄造技術。河南安陽出土鑄造技術。河南安陽出土的殷朝祭器司母戊鼎，重的殷朝祭器司母戊鼎，重達達700700多公斤，長、高都多公斤，長、高都超過超過1m1m（見右圖），四（見右圖），四周飾有精美的蟠龍紋及饕周飾有精美的蟠龍紋及饕餮餮( (古代傳說中的一種兇惡古代傳說中的一種兇惡的野獸的野獸) )。鼎王：司母戊方鼎鼎王：司母戊方鼎 北京明朝永樂青銅大北京明朝永樂青銅大鐘，距今已有鐘，距今已有 500 多多年的歷史。重年的歷史。重46.5 t，鐘高鐘高6.75m，鐘唇厚，鐘唇厚22cm，外徑，

4、外徑3.3m，鐘體內(nèi)外遍鑄經(jīng)文鐘體內(nèi)外遍鑄經(jīng)文22.7萬字，擊鐘時尾萬字，擊鐘時尾音長達音長達2min以上，以上，傳距傳距20km。永樂青。永樂青 銅大鐘外形和內(nèi)腔如銅大鐘外形和內(nèi)腔如此復雜、重量如此巨此復雜、重量如此巨大、質(zhì)量要求如此之大、質(zhì)量要求如此之高，說明我們的祖先高，說明我們的祖先早已具備精湛的冶煉早已具備精湛的冶煉和鑄造技術（泥范和鑄造技術（泥范法）。法）。 古代工藝品古代工藝品鑄造銅馬車鑄造銅馬車 半個多世紀半個多世紀以來，孫中山銅以來，孫中山銅像經(jīng)歷了戰(zhàn)火和像經(jīng)歷了戰(zhàn)火和政治動亂，仍然政治動亂，仍然完好無損，生動完好無損，生動傳神?？吹竭@尊傳神?？吹竭@尊銅像，就會喚起銅像，就會

5、喚起人們對孫中山先人們對孫中山先生的緬懷和崇敬。生的緬懷和崇敬。現(xiàn)代偉人塑像現(xiàn)代偉人塑像合肥工業(yè)合肥工業(yè)大學工業(yè)大學工業(yè)培訓中心培訓中心中華人民共和國的締造者 毛澤東（18931976）現(xiàn)代偉人塑像現(xiàn)代偉人塑像現(xiàn)代工藝品現(xiàn)代工藝品紫紫荊荊花花機械零件機械零件破碎機偏心軸套破碎機偏心軸套鑄鑄 件件 精精 密密 鑄鑄 鋼鋼 件件鑄造生產(chǎn)流水線鑄造生產(chǎn)流水線定義：定義：鑄造是鑄造是熔煉熔煉金屬，金屬，制造制造鑄型，鑄型，并將熔融的金屬液并將熔融的金屬液澆入澆入鑄型，冷卻凝鑄型，冷卻凝固后獲得一定形狀固后獲得一定形狀與性能鑄件的成形與性能鑄件的成形方法。采用鑄造方方法。采用鑄造方法獲得的物件稱為法獲得

6、的物件稱為鑄件鑄件 。一、鑄造生產(chǎn)工藝過程及特點一、鑄造生產(chǎn)工藝過程及特點 鑄造生產(chǎn)在機械制造業(yè)中占有十分重要的地位。鑄造生產(chǎn)在機械制造業(yè)中占有十分重要的地位。大部分機器零件的毛坯是通過鑄造方法來獲得的大部分機器零件的毛坯是通過鑄造方法來獲得的（如車床、銑床、刨床和磨床等），是其它加工制（如車床、銑床、刨床和磨床等），是其它加工制造方法無法替代的成形方法。造方法無法替代的成形方法。車床車床銑床銑床刨床刨床磨床磨床（一）（一） 鑄造生產(chǎn)在機械制造工業(yè)中的地位和作用鑄造生產(chǎn)在機械制造工業(yè)中的地位和作用 鑄造按生產(chǎn)方式不同，可分為砂型鑄造和特種鑄造。鑄造按生產(chǎn)方式不同，可分為砂型鑄造和特種鑄造。用砂

7、型鑄造生產(chǎn)鑄件的方法，目前約占鑄件總產(chǎn)量的用砂型鑄造生產(chǎn)鑄件的方法，目前約占鑄件總產(chǎn)量的80% 80% 以上。其生產(chǎn)過程的工藝流程如圖所示：以上。其生產(chǎn)過程的工藝流程如圖所示：（一）砂型鑄造生產(chǎn)過程簡介（一）砂型鑄造生產(chǎn)過程簡介型砂配制型砂配制芯砂配制芯砂配制工裝準備工裝準備金屬熔煉金屬熔煉落砂清理落砂清理造型造型造芯造芯合型合型澆注澆注烘型烘型烘芯烘芯檢驗檢驗（1 1）砂型鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點）砂型鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點1 1、適應性廣，工藝靈活性大（材料、大小、形狀幾、適應性廣，工藝靈活性大（材料、大小、形狀幾 乎不受限制）。乎不受限制）。（二）鑄造生產(chǎn)的特點：（二）鑄造生產(chǎn)的特點：2 2、最適合形狀復

8、雜的箱體、機架、閥體、泵、最適合形狀復雜的箱體、機架、閥體、泵 體、體、 缸體等。缸體等。 箱箱 體體3 3、成本較低（鑄件與最終零件的形狀相似、成本較低（鑄件與最終零件的形狀相似、 尺寸相近）尺寸相近） 鑄鑄 件件零零 件件（2 2）鑄造生產(chǎn)的缺點）鑄造生產(chǎn)的缺點2. 2. 組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等缺組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等缺陷產(chǎn)生，導致鑄件力學性能差，特別是沖擊性能較低。陷產(chǎn)生，導致鑄件力學性能差，特別是沖擊性能較低。 氣孔氣孔縮孔縮孔1. .鑄造工序多，部分工序難以控制，質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率高。鑄造工序多，部分工序難以控制，質(zhì)量不穩(wěn)定，廢

9、品率高。3. 3. 鑄件局部形狀和尺寸產(chǎn)生位置偏移及形狀不鑄件局部形狀和尺寸產(chǎn)生位置偏移及形狀不 完整，導致鑄件無法通過機械加工或直接造完整，導致鑄件無法通過機械加工或直接造 成報廢。成報廢。錯型錯型澆不到澆不到偏芯偏芯4. 4. 鑄件表面粗糙，表面粘附著一層難以清除的鑄件表面粗糙，表面粘附著一層難以清除的 砂粒。鑄件表面有一層突起的金屬片狀物，砂粒。鑄件表面有一層突起的金屬片狀物， 在金屬片和鑄件之間夾有一層型砂。在金屬片和鑄件之間夾有一層型砂。粘砂粘砂金屬片狀物金屬片狀物夾砂夾砂（一）砂型鑄造簡介（一）砂型鑄造簡介 砂型鑄造是最常用的造型方法，砂型鑄砂型鑄造是最常用的造型方法，砂型鑄造按造

10、型方法的不同可分為造按造型方法的不同可分為手工造型手工造型和和機機器造型器造型兩大類。兩大類。 三、砂型鑄造三、砂型鑄造 砂型鑄造生產(chǎn)工藝流程圖：砂型鑄造生產(chǎn)工藝流程圖：型砂配制型砂配制造造 型型砂型烘干砂型烘干金屬熔煉金屬熔煉工裝準備工裝準備合合 型型澆澆 注注落砂清理落砂清理鑄件檢驗鑄件檢驗芯砂配制芯砂配制造造 芯芯砂芯烘干砂芯烘干 從上圖可以看出砂型鑄造生產(chǎn)過程比較復雜，在從上圖可以看出砂型鑄造生產(chǎn)過程比較復雜，在任何一道工序中，如操作不當，最終都會導致鑄件不任何一道工序中，如操作不當，最終都會導致鑄件不合格，甚至于報廢。合格，甚至于報廢。（二）手工造型（二）手工造型1 1、整模造型、整

11、模造型2 2、分模造型、分模造型3 3、挖砂造型、挖砂造型4 4、活塊造型、活塊造型6 6、三箱造型、三箱造型7 7、地坑造型、地坑造型5 5、刮板造型、刮板造型 手工造型是指全部用手工或手動工具完手工造型是指全部用手工或手動工具完成的造型工序。成的造型工序。 手工造型按模樣結構和起模特點可分為：手工造型按模樣結構和起模特點可分為：A A 造型（芯）前的準備工作造型（芯）前的準備工作 （1 1） 造型工裝準備造型工裝準備造型工裝主要包括：模樣（芯盒）、造型平造型工裝主要包括：模樣（芯盒）、造型平板、砂箱、型芯骨、定位銷等。板、砂箱、型芯骨、定位銷等。 分模模樣分模模樣芯盒芯盒 整模模樣整模模樣

12、直澆道棒直澆道棒各種形式的芯骨各種形式的芯骨造型平板造型平板 砂箱砂箱定位銷棒定位銷棒（2 2） 造型工具準備造型工具準備造型工具包括：砂鏟、砂舂、平錘、刮砂板、造型工具包括：砂鏟、砂舂、平錘、刮砂板、通氣針、起模針或起模螺釘和撣筆等。通氣針、起模針或起模螺釘和撣筆等。起模針起模針通氣針通氣針刮砂板刮砂板砂舂砂舂砂鏟砂鏟平錘平錘修型工具包括：墁刀（刮刀）、提鉤（砂鉤）、修型工具包括：墁刀（刮刀）、提鉤（砂鉤）、半圓（竹爿梗）、秋葉（雙頭壓勺）、法蘭梗、半圓（竹爿梗）、秋葉（雙頭壓勺）、法蘭梗、圓頭等。圓頭等。手風器（皮老虎）手風器（皮老虎）（3）修型工具準備）修型工具準備墁刀（刮刀）墁刀（刮刀

13、）秋葉（雙頭壓勺）秋葉（雙頭壓勺）提鉤（砂鉤）提鉤（砂鉤）竹排梗（半圓）竹排梗（半圓）法蘭梗法蘭梗 （4）檢查模樣檢查模樣檢查模樣有無損壞及模樣表面是否清潔等檢查模樣有無損壞及模樣表面是否清潔等 。整體小支架模樣整體小支架模樣（5）考慮造型步驟考慮造型步驟 考慮好造型步驟后，將模樣安放在清潔的造考慮好造型步驟后，將模樣安放在清潔的造型平板上的適當位置，安放砂箱，使模樣和所型平板上的適當位置，安放砂箱，使模樣和所需要開設的澆注系統(tǒng)與砂箱內(nèi)壁之間有合適的需要開設的澆注系統(tǒng)與砂箱內(nèi)壁之間有合適的距離（稱為吃砂量），小件應大于距離（稱為吃砂量），小件應大于30 40 30 40 mm mm ，注意起模

14、方向，不要放錯位置。，注意起模方向，不要放錯位置。B B、手工造型基本操作工藝流程、手工造型基本操作工藝流程模模 樣樣砂砂 箱箱平平 板板 安放模樣安放模樣 砂箱準備砂箱準備填填 砂砂 緊緊 實實開開 型型扎氣孔、打定位孔或扎氣孔、打定位孔或做合型線做合型線起起 模模合合 型型修修 型型 開設澆注系統(tǒng)開設澆注系統(tǒng)四、特種鑄造四、特種鑄造 為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們在砂型鑄造的基礎上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；們在砂型鑄造的基礎上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造方法通稱為特通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造

15、方法通稱為特種鑄造。種鑄造。七種常見的特種鑄造方法七種常見的特種鑄造方法低壓鑄造低壓鑄造熔模鑄造熔模鑄造壓力鑄造壓力鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造離心鑄造離心鑄造消失模消失模鑄造鑄造連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造1 1、金屬型鑄造、金屬型鑄造 定義：定義： 將液體金屬在重力作用下澆入金屬鑄型，以將液體金屬在重力作用下澆入金屬鑄型，以 獲得鑄件的一種方法。鑄型用金屬制成，可以反獲得鑄件的一種方法。鑄型用金屬制成，可以反 復使用幾百次到上萬次。復使用幾百次到上萬次。特點：特點： （1 1）尺寸精度高（尺寸精度高（IT12IT16IT12IT16）、表面粗糙度?。⒈砻娲植诙刃?（Ra12.56.3mRa12.56.3

16、m），機械加工余量小。），機械加工余量小。（2 2）鑄件的晶粒較細，力學性能好。鑄件的晶粒較細，力學性能好。（3 3）可實現(xiàn)一型多鑄，提高了勞動生產(chǎn)率，且節(jié)約造型材料。可實現(xiàn)一型多鑄，提高了勞動生產(chǎn)率，且節(jié)約造型材料。 但金屬型的制造成本高，不宜生產(chǎn)大型、形狀復雜和薄壁鑄件；但金屬型的制造成本高，不宜生產(chǎn)大型、形狀復雜和薄壁鑄件；由于冷卻速度快，鑄鐵件表面易產(chǎn)生白口，切削加工困難；受金由于冷卻速度快，鑄鐵件表面易產(chǎn)生白口，切削加工困難；受金屬型材料熔點的限制，熔點高的合金不適宜用金屬型鑄造。屬型材料熔點的限制，熔點高的合金不適宜用金屬型鑄造。定義：定義：特點：特點：（1 1）壓鑄件尺寸精度高，

17、表面質(zhì)量好，尺寸壓鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好，尺寸公差等級為公差等級為IT11IT13IT11IT13，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa值為值為6.31.6m6.31.6m，可不經(jīng)機械加工直接使用，而，可不經(jīng)機械加工直接使用，而且互換性好。且互換性好。（2 2） 可以壓鑄壁薄、形狀復雜以及具有很小可以壓鑄壁薄、形狀復雜以及具有很小孔和螺紋的鑄件，如鋅合金的壓鑄件最小壁厚孔和螺紋的鑄件，如鋅合金的壓鑄件最小壁厚可達可達0.8mm0.8mm，最小鑄出孔徑可達，最小鑄出孔徑可達0.8mm0.8mm、最、最小可鑄螺距達小可鑄螺距達0.75mm0.75mm。還能壓鑄鑲嵌件。還能壓鑄鑲嵌件。 在高壓下快速將

18、熔融金屬壓入金屬型中，在高壓下快速將熔融金屬壓入金屬型中，并在壓力下凝固以獲得鑄件地方法。并在壓力下凝固以獲得鑄件地方法。2、壓力鑄造、壓力鑄造（3 3）壓鑄件的強度和表面壓鑄件的強度和表面硬度較高。壓力下結硬度較高。壓力下結 晶，晶，加上冷卻速度快，鑄件加上冷卻速度快，鑄件表層晶粒細密，其抗拉表層晶粒細密，其抗拉強度比砂型鑄件高強度比砂型鑄件高25%40%25%40%。（4 4）生產(chǎn)率高，可實現(xiàn)半生產(chǎn)率高，可實現(xiàn)半自動化及自動化生產(chǎn)。自動化及自動化生產(chǎn)。 不足：不足： 氣體難以排出，壓氣體難以排出，壓鑄件易產(chǎn)生皮下氣孔，鑄件易產(chǎn)生皮下氣孔，壓鑄件不能進行熱處理，壓鑄件不能進行熱處理，也不宜在

19、高溫下工作；也不宜在高溫下工作；金屬液凝固快，厚壁處金屬液凝固快，厚壁處來不及補縮，易產(chǎn)生縮來不及補縮，易產(chǎn)生縮孔和縮松；設備投資大，孔和縮松；設備投資大，鑄型制造周期長、造價鑄型制造周期長、造價高，不宜小批量生產(chǎn)。高，不宜小批量生產(chǎn)。定義：定義：用易熔材料（如蠟料）制成模樣；在模樣上包裹用易熔材料（如蠟料）制成模樣；在模樣上包裹若干耐火材料，制成型殼，然后加熱使模樣融化流出后若干耐火材料，制成型殼，然后加熱使模樣融化流出后經(jīng)高溫焙燒成為殼型，采用這種殼型澆注，金屬冷凝后經(jīng)高溫焙燒成為殼型，采用這種殼型澆注，金屬冷凝后敲掉型殼獲得鑄件的方法。敲掉型殼獲得鑄件的方法。 特點：特點：（1 1）鑄件

20、精度高、表面質(zhì)量好，是少、無切削加工工鑄件精度高、表面質(zhì)量好，是少、無切削加工工藝的重要方法之一，其尺寸精度可達藝的重要方法之一，其尺寸精度可達IT11IT14IT11IT14，表面，表面粗糙度為粗糙度為Ra12.51.6mRa12.51.6m。如熔模鑄造的渦輪發(fā)動機葉。如熔模鑄造的渦輪發(fā)動機葉片，鑄件精度已達到無加工余量的要求。片，鑄件精度已達到無加工余量的要求。（2 2）可制造形狀復雜鑄件，其最小壁厚可達可制造形狀復雜鑄件，其最小壁厚可達0.3mm0.3mm，最小鑄出孔徑為最小鑄出孔徑為0.5mm0.5mm。對由幾個零件。對由幾個零件組合成的復雜部組合成的復雜部件，可用熔模鑄造一次鑄出。件，可用熔模鑄造一次鑄出。3、熔模鑄造（失蠟鑄造）、熔模鑄造（失蠟鑄造）（3 3） 鑄造合金種類不受鑄造合金種類不受 限制，用于高熔點和難限制，用于高熔點和難 切削合金，更具顯著的切削合金，更具顯著的 優(yōu)越性。優(yōu)越性。（4 4）生產(chǎn)批量基本不受限生產(chǎn)批量基本不受限