铸造工艺及设备

砂型制备要求：模样能够从砂型忠顺利取出，铸件的加工面尽量朝下或者放在垂直面，模样和浇冒口边缘必须与砂箱内侧保持一定距离砂芯由砂芯主体和芯头两部分组成，砂芯的主体用来形成铸件的内腔，芯头其支撑、定位和排气作用芯骨：提高强度、刚度；排气通道：排气通畅；耐火材料：提高耐火度，降低粗糙度砂芯制备分类：用芯盒造芯和用刮板造芯铸型装配：砂芯安装，砂芯的通气和补正，型腔尺寸的检验最大浇注时间取决于：行啥的抗夹砂能力，使铸件不至于产生浇不到、冷隔、氧化夹渣、变形提高补缩效率：提高冒口中金属液的补缩压力，采用大气压力冒口；延长冒口中金属保持液态的时间，采用发热冒口、保温冒口提高浇注温度：充型能力越好，但易吸气且氧化严重灰铸铁有“自补缩能力”，球墨铸铁的缩前膨胀比灰铸铁大常用的冒口：铸钢：明顶冒口，大气压力顶冒；铸铁：明顶冒口，侧冒口，压边冒口常用的冒口形状：圆柱形冒口（带斜度）

铸造工艺设计依据：1.生产任务和要求：产品零件盒图样、零件技术要求、产品数量和交货期2.车间条件：车间设备、原材料应用和供应、工人技术生产经验、制造模具等车间的加工能力液态金属的充型能力;液态金属充满型腔，获得完整、轮廓清晰的铸件的能力影响充型因素：金属性质、铸型性质、浇注条件、铸件结构内浇道是将金属液直接引入型腔的通道，作用是控制金属液的速度和方向，调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序

浇注系统：1.按内浇道在铸件上开设的位置：顶注（上注）、底注（下注）、分型面（中间）注入、阶梯、垂直缝隙2.各组元截面比例关系：封闭式（S直>S横>S内，挡渣能力好不易吸气）开放式（S直S直>S内）浇注原则：快（大流量）、稳（防止飞溅和紊流）、顺（金属液流方向有利于气渣排除）、活（无死角）、封闭、底注、保证压头

凝固：液态转变成固态的状态变化凝固过程：液态转变成固态的过程

凝固方式：铸件凝固时其断面上的凝固区域的大小；逐层、糊状（体积）、中间

逐层凝固：特点：铸件产生缩松的倾向极小，铸件的热裂倾向较小，合金有较好的流动能力；范围：低碳钢、高合金钢、铝青钢和某些结晶温度范围窄的黄铜

糊状凝固：特点铸件补缩性差、热裂倾向较大、流动能力较差；范围：高碳钢、球墨铸铁、锡青铜、铝镁合金和某些结晶温度范围宽的黄铜

灰铸铁：逐层凝固；球墨铸铁：糊状凝固

凝固原则：顺序（定向）：定义按照远离冒口的部分先凝固，然后是靠近冒口，最后才是冒口本身；特点：冒口补缩作用好、热应力较大，易产生变形或热裂、需要加冒口补缩（逐层凝固有利于顺序凝固，糊状不利于）同时凝固：定义铸件结构各部分没有温度差或温差很小，各部分同时凝固；特点：不易产生热裂，应力和变形小、易产生缩松缺陷，使组织不致密缩松：细小而分散缩孔：容积大而集中缩孔的形状不规则，表面不光滑，可以看到发达的树枝末梢结晶温度范围窄的合金易产生缩孔，反之，易产生缩松

缩孔位置：在铸件最后凝固的部位；常用等固相线法或内切圆法确定

冷铁：用来控制铸件凝固最常用的一种金属块（铸钢件应用最多）作用：与冒口配合使用，加强顺序凝固，扩大冒口的有效补缩距离，防止缩松缩孔、加快铸件热节部分的冷却速度，防止产生变形和裂纹、加快铸件某些部位的冷却速度，提高其表面硬度和耐磨性、难于设置冒口或冒口不易补缩到的部位放置，防止缩孔缩松铸造工艺技术文件：铸造工艺图、铸造工艺卡、铸件图、铸型装配图

浇注位置：浇注时铸件在铸型忠所处的位置；取决于：合金种类、铸件结构和轮廓尺寸、铸件质量要求及生产条件；原则：重要加工面应朝下或呈直立状态、铸件的大平面应朝下、应尽量少用或不用砂芯、有利于铸件的补缩、应保证铸件有良好的金属液导入位置、时合型，浇注和补缩位置一致

铸造工艺装备（工装）：铸造生产过程中所用的各种模具，工夹量具的总称，包括：模样、模板、芯盒、砂箱模样分类：木、金属、塑料模板：装配而成、整铸模板芯盒：整体、拆分、脱落铸件质量内容：内在、外在、使用铸件质量分等：合格、一等、优等铸件缺陷：气孔和针孔、缩陷，缩孔和缩松、冷裂、热裂、冷隔、夹砂结疤、粘砂、夹渣、冲砂，掉砂和砂眼

防止气孔针孔：炉料要烘干，除锈，去油污、焦炭质量要好、所用工具，孕育剂，球化剂要烘干、降低原铁液的含硫量、控制型砂的含水量

防止缩陷，孔松：正确设计内浇道，冒口，冷铁的位置、改进铸件结构，使有利于补缩、铸型有足够的刚度

防止冷裂：铸件壁厚均匀，使冷却速度一致、不让铸件收缩受阻、提高熔炼质量、提高型，芯砂的质量、延长开箱时间、进行时效处理

防止热裂：避免壁厚的突然变化，转角处做成适当的圆角、采用分散的多个内浇道，避免形成热节、粘土砂加入适量木屑或采用有机粘结剂、砂型和砂芯不应太紧、改用刚度合适的芯骨

防止冷隔：提高浇注温度、提高流动性、合理布局浇注系统、提高型砂透气性

防止夹砂结疤：型砂加入煤粉，沥青，重油，木屑、湿型使用优质膨润土，提高湿强度、型砂粒度适当粗一些，提高透气性、造型时紧实度均匀、控制型砂水分、浇注温度不宜过高，浇注时间尽量缩短

防止粘砂：有足够的透气性的前提下选用粒度细的原砂、提高砂型紧实度、湿型砂可加入煤粉，重油，沥青、适当降低浇注温度、提高粘砂层冷却速度、选用耐火度高或者冷却能力强的造型材料

防止夹渣：使金属液流动平稳、降低金属液中硫的含量、提高出炉温度、加入除渣剂

防止冲砂：提高型，芯强度、防止内浇道正对转角或型壁处、薄弱部位采取加固措施

修补铸铁缺陷：焊补法（最常用）、浸渗、填腻、熔补

焊补法：冷焊（不需预热直接施焊）（镍基或铜基，防止白口减小应力）、热焊（预热在施焊）（高硅，获得灰口组织）准备工作：在缺陷处开出上大下小向外扩张的坡口，将坡口的夹杂物清除干净，在裂纹首、末端钻处止裂孔

浸渗修补：将呈胶状的浸渗剂渗入铸件的孔隙，硬化后与孔隙内壁连载一起 1.浸渗剂：水玻璃、合成树脂、厌氧型 2.浸补方法：整体、局部

熔补法：利用金属液的热量将铸件缺陷表面融化，同时是铸件被修补部分与熔补的金属液熔接在一起

影响铸件质量的因素：铸造用原材料质量难以保证、管理水平落后、工艺，技术水平相对落后、铸造测试技术

什么是定向凝固原则和同时凝固原则？如何保证铸件按规定凝固方式进行凝固?

顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部分安放冒口，在远离冒口的部位安放冷铁，使铸件上远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固。同时凝固就是从工艺上采取各种措施，使铸件各部分之间的温差尽量减小，以达到各部分几乎同时凝固的方法。

控制凝固方式的方法：1正确布置浇注系统的引入位置，控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置；2采用冒口和冷铁；3改变铸件的结构；采用具有不同蓄热系统的造型材料。

对浇注系统的基本要求什么？

应在一定的浇注时间内，保证充满铸型。保证铸件轮廓清晰，防止出现浇不足缺陷；应能控制液体金属流入型腔的速度和方向，尽可能使金属液平稳流入型腔，防止发生冲击、飞溅和漩涡等不良现象，以免铸件产生氧化夹渣、气孔和砂眼等缺陷；应能把混入金属液中的熔渣和气体挡在浇注系统里，防止产生夹渣和气孔缺陷；应能控制铸件凝固时的温度分布，减少或消除铸件产生缩孔、缩松、裂纹和变形等缺陷；浇注系统结构应力求简单，简化造型、减少清理工作量和液体金属的消耗。

何谓合金的充型能力？影响充型能力的主要因素有哪些？

液态合金充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力；影响因素有：合金的流动性、铸型的充型条件、浇注条件、铸件结构。

合金的充型能力不好时，易产生哪些缺陷？设计铸件时应如何考虑充型能力？

合金的充型能力不好时：在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；容易造成铸件尺寸不精确，轮廓不清晰；流动性不好，金属液得不到及时补充，易产生缩孔和缩松缺陷。

缩孔和缩松产生原因是什么？如何防止？

铸件设计不合理，壁厚不均匀，浇口和冒口开设的位置不对或冒口太小；浇注铁水温度太高或铁水成分不对，收缩率大等主要原因是液态收缩和凝固收缩所致；防止方法-浇道要粗而短、采用定向凝固原则、铸造压力要大、铸造时间要适当延长、合理确定铸件的浇注位置，内浇口位置及浇注工艺

冒口有下述作用？

补偿铸件凝固时的收缩，即将冒口设置在铸件最后凝固的部位，由冒口中的合金液补偿其体收缩，使收缩形成的孔洞移入冒口，防止铸件产生缩孔、缩松缺陷；调整铸件凝固时的温度分布，控制铸件的凝固顺序。铝、镁合金铸件及铸钢件的生产中，一般都使用较大的冒口，冒口内蓄积了大量的液态金属并且散热很慢，对凝固前的温度调整和凝固的温度分布产生一定的影响。现在普遍采用保温冒口及将冒口置于横浇道、内浇道上，采用将冒口和缝隙浇道连通及开设辅助浇道充填冒口等工艺措施以提高和保持冒口内金属液的温度，这对铸件在凝固阶段形成向着冒口方向的顺序凝固有明显的作用；排气、集渣；利用明冒口观察型腔内金属液的充型情况。