鑄造課件改(恢復(fù))1

1、一、鑄造生產(chǎn)工藝一、鑄造生產(chǎn)工藝 過(guò)程及特點(diǎn)過(guò)程及特點(diǎn)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(shè)計(jì)及模樣設(shè)計(jì)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(guó)可以追溯到鑄造是一種古老的制造方法，在我國(guó)可以追溯到60006000年前。年前。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，鑄造技術(shù)的發(fā)展也很迅速，特別是隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，鑄造技術(shù)的發(fā)展也很迅速，特別是1919世紀(jì)末和世紀(jì)末和2020世紀(jì)上半葉，出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法，世紀(jì)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(jì)下半葉得世紀(jì)下半葉得

2、到完善和實(shí)用化。到完善和實(shí)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(duì)鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動(dòng)化由于現(xiàn)今對(duì)鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動(dòng)化等要求的提高，鑄造技術(shù)向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自等要求的提高，鑄造技術(shù)向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自動(dòng)化和清潔化的方向發(fā)展，例如我國(guó)這幾年在精密鑄造技術(shù)、動(dòng)化和清潔化的方向發(fā)展，例如我國(guó)這幾年在精密鑄造技術(shù)、連續(xù)鑄造技術(shù)、特種鑄造技術(shù)、鑄造自動(dòng)化和鑄造成型模擬連續(xù)鑄造技術(shù)、特種鑄造技術(shù)、鑄造自動(dòng)化和鑄造成型模擬技術(shù)等方面發(fā)展迅速。技術(shù)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(guó)已有的一

3、種工藝，在我國(guó)已有60006000多年歷史了。從殷多年歷史了。從殷商時(shí)期就有燦爛的青銅器商時(shí)期就有燦爛的青銅器鑄造技術(shù)。河南安陽(yáng)出土鑄造技術(shù)。河南安陽(yáng)出土的殷朝祭器司母戊鼎，重的殷朝祭器司母戊鼎，重達(dá)達(dá)700700多公斤，長(zhǎng)、高都多公斤，長(zhǎng)、高都超過(guò)超過(guò)1m1m（見(jiàn)右圖），四（見(jiàn)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(shuō)中的一種兇惡古代傳說(shuō)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(lè)青銅大北京明朝永樂(lè)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(wàn)字，擊鐘時(shí)尾萬(wàn)字，擊鐘時(shí)尾音長(zhǎng)達(dá)音長(zhǎng)達(dá)2min以上，以上，傳距傳距20km。永樂(lè)青。永樂(lè)青 銅大鐘外形和內(nèi)腔如銅大鐘外形和內(nèi)腔如此復(fù)雜、重量如此巨此復(fù)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(shuō)明我們的祖先高，說(shuō)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(shù)（泥范和鑄造技術(shù)（泥范法）。法）。 古代工藝品古代工藝品鑄造銅馬車(chē)鑄造銅馬車(chē) 半個(gè)多世紀(jì)半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，孫中山銅以來(lái)，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(dòng)亂，仍然政治動(dòng)亂，仍然完好無(wú)損，生動(dòng)完好無(wú)損，生動(dòng)傳神?？吹竭@尊傳神?？吹竭@尊銅像，就會(huì)喚起銅像，就會(huì)

5、喚起人們對(duì)孫中山先人們對(duì)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(xué)工業(yè)大學(xué)工業(yè)培訓(xùn)中心培訓(xùn)中心中華人民共和國(guó)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(jī)械零件機(jī)械零件破碎機(jī)偏心軸套破碎機(jī)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(chēng)為法獲得

6、的物件稱(chēng)為鑄件鑄件 。一、鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程及特點(diǎn)一、鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程及特點(diǎn) 鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造業(yè)中占有十分重要的地位。鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造業(yè)中占有十分重要的地位。大部分機(jī)器零件的毛坯是通過(guò)鑄造方法來(lái)獲得的大部分機(jī)器零件的毛坯是通過(guò)鑄造方法來(lái)獲得的（如車(chē)床、銑床、刨床和磨床等），是其它加工制（如車(chē)床、銑床、刨床和磨床等），是其它加工制造方法無(wú)法替代的成形方法。造方法無(wú)法替代的成形方法。車(chē)床車(chē)床銑床銑床刨床刨床磨床磨床（一）（一） 鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造工業(yè)中的地位和作用鑄造生產(chǎn)在機(jī)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(guò)程的工藝流程如圖所示：以上。其生產(chǎn)過(guò)程的工藝流程如圖所示：（一）砂型鑄造生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介（一）砂型鑄造生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介型砂配制型砂配制芯砂配制芯砂配制工裝準(zhǔn)備工裝準(zhǔn)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(yàn)檢驗(yàn)（1 1）砂型鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)）砂型鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)1 1、適應(yīng)性廣，工藝靈活性大（材料、大小、形狀幾、適應(yīng)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(diǎn)：（二）鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)：2 2、最適合形狀復(fù)

8、雜的箱體、機(jī)架、閥體、泵、最適合形狀復(fù)雜的箱體、機(jī)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(diǎn)）鑄造生產(chǎn)的缺點(diǎn)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(dǎo)致鑄件力學(xué)性能差，特別是沖擊性能較低。陷產(chǎn)生，導(dǎo)致鑄件力學(xué)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(dǎo)致鑄件無(wú)法通過(guò)機(jī)械加工或直接造完整，導(dǎo)致鑄件無(wú)法通過(guò)機(jī)械加工或直接造 成報(bào)廢。成報(bào)廢。錯(cuò)型錯(cuò)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(jiǎn)介（一）砂型鑄造簡(jiǎn)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(jī)機(jī)器造型器造型兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 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(zhǔn)備工裝準(zhǔn)備合合 型型澆澆 注注落砂清理落砂清理鑄件檢驗(yàn)鑄件檢驗(yàn)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(guò)程比較復(fù)雜，在從上圖可以看出砂型鑄造生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，在任何一道工序中，如操作不當(dāng)，最終都會(huì)導(dǎo)致鑄件不任何一道工序中，如操作不當(dāng)，最終都會(huì)導(dǎo)致鑄件不合格，甚至于報(bào)廢。合格，甚至于報(bào)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(dòng)工具完手工造型是指全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序。成的造型工序。 手工造型按模樣結(jié)構(gòu)和起模特點(diǎn)可分為：手工造型按模樣結(jié)構(gòu)和起模特點(diǎn)可分為：A A 造型（芯）前的準(zhǔn)備工作造型（芯）前的準(zhǔn)備工作 （1 1） 造型工裝準(zhǔn)備造型工裝準(zhǔn)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(xiāo)等。板、砂箱、型芯骨、定位銷(xiāo)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(xiāo)棒定位銷(xiāo)棒（2 2） 造型工具準(zhǔn)備造型工具準(zhǔn)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(fēng)器（皮老虎）手風(fēng)器（皮老虎）（3）修型工具準(zhǔn)備）修型工具準(zhǔn)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(wú)損壞及模樣表面是否清潔等檢查模樣有無(wú)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(dāng)位置，安放砂箱，使模樣和所型平板上的適當(dāng)位置，安放砂箱，使模樣和所需要開(kāi)設(shè)的澆注系統(tǒng)與砂箱內(nèi)壁之間有合適的需要開(kāi)設(shè)的澆注系統(tǒng)與砂箱內(nèi)壁之間有合適的距離（稱(chēng)為吃砂量），小件應(yīng)大于距離（稱(chēng)為吃砂量），小件應(yīng)大于30 40 30 40 mm mm ，注意起模

14、方向，不要放錯(cuò)位置。，注意起模方向，不要放錯(cuò)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(zhǔn)備砂箱準(zhǔn)備填填 砂砂 緊緊 實(shí)實(shí)開(kāi)開(kāi) 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(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)開(kāi)設(shè)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?cè)谏靶丸T造的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；們?cè)谏靶丸T造的基礎(chǔ)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(chēng)為特通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造

15、方法通稱(chēng)為特種鑄造。種鑄造。七種常見(jiàn)的特種鑄造方法七種常見(jiàn)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(fù)使用幾百次到上萬(wàn)次。復(fù)使用幾百次到上萬(wàn)次。特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1 1）尺寸精度高（尺寸精度高（IT12IT16IT12IT16）、表面粗糙度?。?、表面粗糙度小 （Ra12.56.3mRa12.56.3

16、m），機(jī)械加工余量小。），機(jī)械加工余量小。（2 2）鑄件的晶粒較細(xì)，力學(xué)性能好。鑄件的晶粒較細(xì)，力學(xué)性能好。（3 3）可實(shí)現(xiàn)一型多鑄，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，且節(jié)約造型材料?？蓪?shí)現(xiàn)一型多鑄，提高了勞動(dòng)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(fù)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(fù)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(diǎn)的限制，熔點(diǎn)高的合金不適宜用金屬型鑄造。屬型材料熔點(diǎn)的限制，熔點(diǎn)高的合金不適宜用金屬型鑄造。定義：定義：特點(diǎn)：特點(diǎn)：（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(jí)為公差等級(jí)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(jī)械加工直接使用，而，可不經(jīng)機(jī)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(fù)雜以及具有很小可以壓鑄壁薄、形狀復(fù)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(dá)可達(dá)0.8mm0.8mm，最小鑄出孔徑可達(dá)，最小鑄出孔徑可達(dá)0.8mm0.8mm、最、最小可鑄螺距達(dá)小可鑄螺距達(dá)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(qiáng)度和表面壓鑄件的強(qiáng)度和表面硬度較高。壓力下結(jié)硬度較高。壓力下結(jié) 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(xì)密，其抗拉表層晶粒細(xì)密，其抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件高強(qiáng)度比砂型鑄件高25%40%25%40%。（4 4）生產(chǎn)率高，可實(shí)現(xiàn)半生產(chǎn)率高，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化及自動(dòng)化生產(chǎn)。自動(dòng)化及自動(dòng)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(jìn)行熱處理，壓鑄件不能進(jìn)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(lái)不及補(bǔ)縮，易產(chǎn)生縮來(lái)不及補(bǔ)縮，易產(chǎn)生縮孔和縮松；設(shè)備投資大，孔和縮松；設(shè)備投資大，鑄型制造周期長(zhǎng)、造價(jià)鑄型制造周期長(zhǎng)、造價(jià)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(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）鑄件

20、精度高、表面質(zhì)量好，是少、無(wú)切削加工工鑄件精度高、表面質(zhì)量好，是少、無(wú)切削加工工藝的重要方法之一，其尺寸精度可達(dá)藝的重要方法之一，其尺寸精度可達(dá)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(dòng)機(jī)葉。如熔模鑄造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，鑄件精度已達(dá)到無(wú)加工余量的要求。片，鑄件精度已達(dá)到無(wú)加工余量的要求。（2 2）可制造形狀復(fù)雜鑄件，其最小壁厚可達(dá)可制造形狀復(fù)雜鑄件，其最小壁厚可達(dá)0.3mm0.3mm，最小鑄出孔徑為最小鑄出孔徑為0.5mm0.5mm。對(duì)由幾個(gè)零件。對(duì)由幾個(gè)零件組合成的復(fù)雜部組合成的復(fù)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(lèi)不受鑄造合金種類(lèi)不受 限制，用于高熔點(diǎn)和難限制，用于高熔點(diǎn)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