《金工实习》铸造教案 1
铸造部分
目 录
第一节 铸造基础知识 (指导人员用) .................................... 3
一、铸造生产概述 ................................................. 3 二、铸造生产常规工艺流程 ......................................... 3 第二节 砂型铸造工艺 ................................................. 4 一、型砂和芯砂的制备 ............................................. 4 二、型砂的性能 ................................................... 4
三、铸型的组成 ................................................... 5 四、浇冒口系统 ................................................... 5 五、模样和芯盒的制造 ............................................. 6 第三节 合金的熔炼 ................................................... 8 一、铝合金的熔炼 ................................................. 8
二、铸铁的熔炼 ................................................... 9 第四节 造 型 (实践操作用) ......................................... 11 一、手工造型 .................................................... 11
二、制芯 ........................................................ 14 三、合型 ........................................................ 15 四、造型的基本操作 .............................................. 15 五、合金的浇注 .................................................. 17 六、机器造型 .................................................... 18 第五节 铸造工艺设计 ................................................ 20 一、分型面 ...................................................... 20
二、型芯 ........................................................ 21 三、铸造工艺参数 ................................................ 21 四、模样的结构特点 .............................................. 21 第六节 铸件常见缺陷的分析 .......................................... 23 铸工实习安全技术守则 ............................................ 24 第七节 铸工概论(金工老师用) ........................................ 25 一、铸造的辉煌历史 .............................................. 25 二、铸造的分类 .................................................. 25 第八节 特种铸造 .................................................... 26 一、压力铸造 .................................................... 26
2 《金工实习》铸造教案 二、实型铸造 .................................................... 27 三、离心铸造 .................................................... 27 四、低压铸造 .................................................... 28 五、熔模铸造 .................................................... 29 六、垂直分型无箱射压造型 ........................................ 30 七、金属型铸造 .................................................. 30 八、多触头高压造型 .............................................. 31 九、真空密封造型 ................................................ 32 第九节 铸造工艺图的绘制 ............................................ 33 一、铸造工艺图 .................................................. 33
二、浇注位置 .................................................... 33 三、分型面 ...................................................... 33 四、机械加工余量和铸孔 .......................................... 33 五、拔模斜度 .................................................... 34 六、铸造圆角 .................................................... 34 七、型芯、芯头及芯座 ............................................ 34 八、铸造收缩率 .................................................. 34 九、铸造工艺图的绘制 ............................................ 34 十、模样图的绘制 ................................................ 34 十一、铸型装配图的绘制 .......................................... 35 十二、铸件图的绘制 .............................................. 36 十三、模样、型腔、铸件和零件之间的尺寸与空间的关系 .............. 36 十四、铸造技术的发展趋势 ........................................ 36
《金工实习》铸造教案 3
第一节 铸造基础知识
（指导人员用）
一、铸造生产概述
铸造是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。铸件一般是毛坯，经切削加工等才成为零件。零件精度要求较低和表面粗糙度，参数值允许较大的零件，或经过特种铸造的铸件也可直接使用。 铸造生产方法很多，常见有两类：
(1) 砂型铸造 用型砂紧实成型的铸造方法。型砂来源广泛，价格低廉，且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 与砂型铸造不同的其它铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造和离心铸造等。 铸造生产具有以下优点：
(1) 可以制成外形和内腔十分复杂的毛坯，如各种箱体、床身、机架等。 (2) 适用范围广，可铸造不同尺寸、重量及各种形状的工件；也适用于不同材料，如铸铁、铸钢、非铁合金。铸件重量可以从几克到二百吨以上。
(3) 原材料来源广泛，还可利用报废的机件或切屑；工艺设备费用小，成本低。 (4) 所得铸件与零件尺寸较接近，可节省金属的消耗，减少切削加工工作量。 但铸件也有力学性能较差，生产工序多，质量不稳定，工人劳动条件差等缺点。随着铸造合金、铸造工艺技术的发展，特别是精密铸造的发展和新型铸造合金的成功应用，使铸件的表面质量、力学性能郡有显著提高，铸件的应用范围日益扩大。 铸件广泛用于机床制造、动力、交通运输、轻纺机械、冶金机械等设备。铸件重量占机器总重量的40％～85％。
二、铸造生产常规工艺流程
模样制作 芯盒制作
芯砂配制造型 合型 制芯 浇注 落砂 清理 检验 型砂配制 合金溶炼 铸件
4 《金工实习》铸造教案 第二节 砂型铸造工艺
一、型砂和芯砂的制备
砂型铸造用的造型材料主要是用于制造砂型的型砂和用于制造砂芯的芯砂。通常型砂是由原砂(山砂或河砂)、粘土和水按一 定比例混合而成，其中粘土约为9％，水约为 6％，其余为原砂。有时还加入少量如煤粉、 植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的性 能。紧实后的型砂结构如图2-1所示。
芯砂由于需求量少，一般用手工配制。型 芯所处的环境恶劣，所以芯砂性能要求比型砂 高，同时芯砂的粘结剂(粘土、油类等)比型砂 中的粘结剂的比重要大一些，所以其透气性不 及型砂，制芯时要做出透气道(孔)；为改善型 芯的退让性，要加入木屑等附加物。有些要求 高的小型铸件往往采用油砂芯(桐油+砂子，经 烘烤至黄褐色而成)。
二、型砂的性能
型砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量差会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷。良好的型砂应具备下列性能：
①透气性 型砂能让气体透过的性能称为透气性。高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体必须由铸型内顺利排出去，否则将使铸件产生气孔、浇不足等缺陷。
铸型的透气性受砂的粒度、粘土含量、水分含量及砂型紧实度等因素的影响。砂的粒度越细，粘土及水分含量越高，砂型紧实度越高，透气性则越差。
②强度 型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。型砂必须具备足够高的强度才能在造型、搬运、合箱过程中不引起塌陷，浇注时也不会破坏铸型表面。型砂的强度也不宜过高，否则会因透气性、退让性的下降使铸件产生缺陷。
③耐火性 指型砂抵抗高温热作用的能力。耐火性差，铸件易产生粘砂。型砂中SiO2含量越多，型砂颗粒就越大，耐火性越好。
④可塑性 指型砂在外力作用下变形，去除外力后能完整地保持已有形状的能力。可塑性好，造型操作方便，制成的砂型形状准确、轮廓清晰。
⑤退让性 指铸件在冷凝时，型砂可被压缩的能力。退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。型砂越紧实，退让性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退让性。
在单件小批生产的铸造车间里，常用手捏法来粗略判断型砂的某些性能，如用手抓起一把型砂，紧捏时感到柔软容易变形；放开后砂团不松散、不粘手，并且手印清晰；把它折断时，断面平整均匀并没有碎裂现象，同时感到具有一定强度，就
图2-1 型砂结构示意图 1-砂粒 2-空隙 3-附加物 4-粘土膜 《金工实习》铸造教案 5
认为型砂具有了合适的性能要求，如图2-2所示。
型砂湿度适当时 手放开后可看出 折断时断隙设有碎裂状 可用手捏成砂团 清晰的手纹 同时有足够的强度
图2-2 手捏法检验型砂
三、铸型的组成
铸型是根据零件形状用造型材料制成 的，铸型可以是砂型，也可以是金属型。 砂型是由型砂（型芯砂）做造型材料制成 的。它是用于浇注金属液，以获得形状、 尺寸和质量符合要求的铸件。
铸型一般由上型、下型、型芯、型腔 和浇注系统组成，如图2-3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，产生的气体从出气口等处 排出砂型。
四、浇冒口系统
1. 浇注系统 浇注系统是为金属液流入型腔而开设于铸型中的一系列通道。其作用是：
①平稳、迅速地注入金属液；
②阻止熔渣、砂粒等进入型腔；
③调节铸件各部分温度，补充金属液在冷却和凝固时的体积收缩。
正确地设置浇注系统，对保证铸件质量、降低金属的消耗量有重要的意义。若浇注系统不合理，铸件易产生冲砂、砂眼、渣孔、浇不到、气孔和缩孔等缺陷。典型的浇注系统由外浇口、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成，如图5-3所示。对形状简单的小铸件可以省略横浇道。
① 外浇口 其作用是容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的冲击。小型铸件通常为漏斗状（称浇口杯），较大型铸件为盆状（称浇口盆）。
② 直浇道 它是连接外浇口
图2-3 铸型装配图 1-分型面 2-上型 3-出气孔 4-浇注系统 5-型腔 6-下型 7-型芯 8-芯头芯座