铸造成型工艺
铸造成型的工艺特点
铸造成型工艺的特点
铸造成型工艺的特点主要有以下几个方面：
1.适应性广泛：铸造可以生产各种形状、大小和结构的铸件，尤其适用于难以
加工的复杂形状铸件。
2.材料种类多：可用于铸造的材料种类繁多，包括铸铁、铸钢、铝合金、铜合
金等。
3.成本低：铸造工艺可以使用低成本的材料和简单的工具，且适合批量生产，
因此具有较低的生产成本。
4.适用性强：铸造工艺可用于生产单件、小批量或大批量生产的铸件，也可用
于生产大型或小型铸件。
5.铸造缺陷：铸造过程中可能会出现一些缺陷，如气孔、缩孔、疏松、裂纹等，
这些缺陷需要通过改进工艺或加入相应的添加剂来减少或避免。
6.环保：铸造过程中会产生一些噪音、粉尘和废气等污染物，对环境有一定的
影响，因此需要采取相应的环保措施来减少对环境的影响。
总之，铸造成型工艺具有广泛的适应性、多样的材料种类、低成本、适用性强等特点，但也存在一些铸造缺陷和环境问题需要注意和解决。
在生产过程中需要选择合适的材料、工艺和设备，并进行有效的质量控制和环境管理。
压力铸造工艺介绍
卧式压铸机
热压室压铸机
3.压铸工艺三大要素 3.2.1 卧式压铸机工作原理
3.压铸工艺三大要素 3.2.2 立式压铸机工作原理
640~680℃
200℃左右 900~980℃
1. 密度低，比强度高 2. 流动性好 3. 减震性、磁屏蔽性能好
1.熔点低，流动性好，收缩小 2.可塑性好 3.铸件表面光滑，易做各种表面处理
因熔点高，模具寿命低，应减少使用
3.2 压铸机 3.压铸工艺三大要素
压铸机一般分为冷压室压铸机和热压室压铸机两大类。 冷压室压铸机按其压室结构和布置方式分为卧式压铸机和立式压铸机两种。
3.1 压铸合金
压铸合金应具备的特性： 易于压铸：流动性、收缩性、出模性等尽可能满足压铸的要求。 机械性能：强度、延伸性、脆性等满足产品的设计要求。 机械加工性：易于加工及加工表面的质量能达到产品设计的要求。 表面处理性：抛光、电镀、喷漆、氧化等要求能达到产品设计的要求。 抗腐蚀性：产品在最终的使用环境下具有一定的抗腐蚀性。
4.1 压铸各阶段4.压铸工艺的工艺参数
t1：金属液在压室中未承受压力的时间 t2：金属液于压室中在压射冲头的作用下，通过内 浇口充填型腔的时间 t3：充填刚刚结束时的瞬间 t4.压铸工艺的工艺参数
4.2 工艺参数的选4择.压铸工艺的工艺参数
影响充型的主要因素包括：压力、速度、温度、时间，而各个因素是相互影响和制约的。调整某一 因素，其他因素也会随之变化，因此需对这些工艺参数进行正确选择和调整才能保证生产。
2.1 定义
铸造成型工艺
第7章铸造成型工艺⏹⏹⏹⏹⏹金属成型方法概述铸造、塑性成形（或称压力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。
1、铸造的概念2、铸造的分类3、铸造的特点4、铸造的应用。
手工(紧实)造型造型时填砂抛砂（紧实）造型震压（紧实）造型机器造型型芯撑及其应用大型铸件的型芯铸造生产线上浇注浇注现场§7-1 铸造工艺基础❑定义：❑铸造的基本过程：液态金属充型铸件凝固收缩实质：主要影响因素冷却速度凝固方式凝固收缩充型条件浇注条件金属的流动性充型铸造主要影响因素阶段⏹⏹金属的流动性：改善金属的流动性加快凝固中液体的补缩排除内部夹杂物和气体形成薄壁复杂的铸件有利于金属流动性测试实验⏹合金的流动性是液态金属能否充满铸型，获得外形完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件的基本条件⏹⏹浇注条件：1. 浇注温度高温出炉，低温浇注”2.充型压力：P 充型↑V 流动↑充型能力↑铸型的充填条件◆铸型材料◆铸型温度◆铸型中的气体◆铸件结构二、凝固收缩☐☐铸件的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的逐层凝固糊状凝固中间凝固⏹⏹⏹2.铸件的收缩：定义：分类：浇注温度室温凝固终止温度开始凝固温度液态收缩凝固收缩固态收缩体积收缩线收缩收缩率：⏹液态收缩和凝固收缩体收缩率⏹固态收缩线收缩率1010注意： 3.3～4.20.13.614003.50灰口铸铁5.4～6.34.22.414003.00白口铸铁7.863.01.616100.35碳钢固态收缩（％）凝固收缩（％）液态收缩（％）浇注温度（℃）碳含量（％）合金种类影响因素◆化学成分◆浇注温度◆铸件结构三、铸造缺陷1. 缩孔与缩松：缩孔：产生原因：产生原因：后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。
危害：防止措施：（图中Ⅰ）（图中Ⅱ、Ⅲ）顺序凝固：内置冷铁法外置冷铁法设置冒口法冒口、冷铁共用法2. 铸造应力：铸造应力相变应力热应力机械应力铸件收缩受阻铸件因V 冷却、温度不同，各部位收缩不一致产生铸件组织发生相变时，因温度差异出现体积变化不一致铸造应力：减少和消除铸造应力的方法3. 变形与裂纹：⏹⏹⏹铸件特殊位置的裂纹示意图裂纹的常见部位：裂纹和变形的防止：冷隔浇不足 4.其它铸造缺陷：鼓泡渗漏§7-2 砂型铸造工艺砂型铸造是指用砂粒制备铸型来生产铸件的铸造方砂型铸造概略图应用最普遍，工艺准备造型落砂合箱浇注造芯清理检验熔炼金属配砂、制模砂型铸造（一）造型材料型砂和芯砂透气性可塑性耐火性足够的强度退让性一、造型与造芯（二）模样与芯盒木材（三）造型1、手工造型整模造型挖砂造型三箱造型活块造型刮板造型假箱造型分模造型整模造型。
铸造常用的成型工艺
主要有砂型铸造和特种铸造2大类。
1 普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。
好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用；缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得成品。
1.1 砂型（芯）铸造方法：湿型砂型、树脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、实型铸造、负压造型。
1.2 砂芯制造方法：是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。
在生产中，从总体上可分为手工制芯和机器制芯。
2特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
2.1 金属模铸造法利用熔点较原料高的金属制作铸模。
其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。
受制于铸模的熔点，可被铸造的金属也有所限制。
2.2 脱蜡铸造法这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。
先以蜡复制所需要铸造的物件，然后浸入含陶瓷（或硅溶胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔解模中的蜡，并抽离铸模。
其后铸模需要多次加以高温，增强硬度后方可用以铸造。
此方法具有良好的准确性，更可用作高熔点金属(如钛)的铸造。
但由于陶瓷价格颇高，而且制作需要多次加热和复杂，故成本颇为昂贵。
成型工艺1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。
依靠金属自身重力将熔融金属液浇入型腔。
2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。
依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。
铸造常用的成型工艺
铸造常用的成型工艺铸造是制造业中最常见的加工方式之一，铸造工艺是将熔融金属或其他材料注入模具中，通过冷却和固化形成所需的零件或产品。
在铸造过程中，成型工艺是至关重要的一环。
本文将介绍铸造常用的成型工艺，包括砂型铸造、精密铸造、压力铸造和熔模铸造。
一、砂型铸造砂型铸造是铸造中最常见的一种成型工艺。
该工艺使用砂型作为模具，将熔融金属注入模具中，通过冷却和固化形成所需的零件或产品。
砂型铸造工艺具有成本低、生产效率高、适用范围广等优点。
其缺点是精度和表面质量较低，适用于制造大型、中小型铸件。
二、精密铸造精密铸造是一种高精度的成型工艺，适用于制造高要求的零件或产品。
该工艺使用精密模具，将熔融金属注入模具中，通过冷却和固化形成所需的零件或产品。
精密铸造工艺具有精度高、表面质量好、适用范围广等优点。
其缺点是成本较高，生产效率低，适用于制造小型、复杂的铸件。
三、压力铸造压力铸造是一种高效、高精度的成型工艺。
该工艺使用金属模具，将熔融金属注入模具中，在高压力下形成所需的零件或产品。
压力铸造工艺具有成本低、生产效率高、精度高、表面质量好等优点。
其缺点是模具成本较高，适用于制造小型、中型的铸件。
四、熔模铸造熔模铸造是一种高精度、高表面质量的成型工艺。
该工艺使用陶瓷模具，将熔融金属注入模具中，在高温下形成所需的零件或产品。
熔模铸造工艺具有精度高、表面质量好、适用范围广等优点。
其缺点是成本较高，生产效率低，适用于制造小型、复杂的铸件。
总之，铸造常用的成型工艺包括砂型铸造、精密铸造、压力铸造和熔模铸造。
每种成型工艺都有其优点和缺点，根据所需的零件或产品的要求来选择合适的成型工艺是非常重要的。
金属的铸造成型工艺.ppt
低压铸造：
➢ 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中
自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的一种铸造方法。
➢ 工艺过程：
低压铸造火车车轮示意图
➢ 特点和应用：
1、充型压力和充型速度易于控制，气孔、夹渣较少； 2、铸型散热快，组织致密，机械性能好； 3、无需冒口设置，金属利用率高； 4、铸件尺寸精度高，表面光洁； 5、适于生产质量要求高的铝镁等有色金属铸件。
第三章 金属的铸造成型工艺
第一节 概述 第二节 铸造的工艺基础 第三节 砂型铸造 第四节 特种铸造
第一节 概 述
金属的成形方法可分为铸造、塑性成形（或称压力加 工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。
铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其 它工艺方法相比，它具有成本低，工艺灵活性大，适合生 产不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产。
作用下将熔融金属浇注到铸型中制造铸件的一种铸造方法， 也称永久型铸造。
➢ 工艺过程：
➢ 特点和应用：
1、可重复使用，生产效率高，劳动条件好，但成本高； 2、铸件精度高，表面粗糙度较低； 3、金属散热性能好，晶粒细化，机械性能好； 4、不透气且无退让性，易造成铸件浇不足或开裂。 5、适于生产大批量有色金属铸件。
使之在高压和高速下充填型腔，并在高压下成形结晶而获 得铸件的一种铸造方法。
➢ 工艺过程：
大型压铸机及压铸模
➢ 特点和应用：
1、浇注时间短，易于机械化、自动化作业； 2、铸型散热快，晶粒细化，耐磨、耐蚀性好； 3、铸件尺寸精度高，表面光洁； 4、凝固速度快，排气困难，易形成疏松和缩孔； 5、模具成本高，铸件尺寸受限； 6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
连续铸造：
铸件的工艺流程
铸件的工艺流程铸件是指利用金属、非金属等材料，在特定的铸造工艺条件下，通过液态或半固态材料的流动性，借助重力或压力，在铸型中浇注而成的零件。
铸件广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域，具有形状复杂、生产周期短、经济性好等特点。
铸件的工艺流程包括模型制作、模具制造、熔炼浇注、冷却凝固、去除毛刺、热处理等多个环节。
首先是模型制作。
模型是用来制作铸型的原型，通常由木材、泥土、树脂等材料制成。
模型的制作需要根据零件的结构特点和工艺要求进行设计，然后经过木工、铸造工等人员进行手工制作。
模型的制作质量直接影响到最终铸件的质量，因此需要严格控制。
其次是模具制造。
模具是用来制作铸件的工具，通常由砂、金属等材料制成。
模具的制造需要根据零件的形状和尺寸进行设计，然后经过铸造工艺师进行制作。
模具的制造质量直接影响到铸件的成型质量，因此需要精益求精。
接着是熔炼浇注。
熔炼是将金属或非金属材料加热至液态或半固态状态的过程，浇注是将熔化的材料倒入模具中的过程。
熔炼浇注需要根据铸件的材料和工艺要求进行操作，通常由熔炼工和浇注工进行操作。
熔炼浇注的质量直接影响到铸件的成型质量，因此需要严格控制。
然后是冷却凝固。
冷却是将熔化的材料冷却至固态的过程，凝固是将熔化的材料凝固成铸件的过程。
冷却凝固需要根据铸件的材料和工艺要求进行控制，通常由冷却工和凝固工进行操作。
冷却凝固的质量直接影响到铸件的成型质量，因此需要严格控制。
接下来是去除毛刺。
毛刺是指铸件表面产生的突出或凹陷的瑕疵，通常由打磨、抛光等方法进行去除。
去除毛刺需要根据铸件的表面质量要求进行操作，通常由打磨工和抛光工进行操作。
去除毛刺的质量直接影响到铸件的表面质量，因此需要精益求精。
最后是热处理。
热处理是指将铸件加热至一定温度，然后进行保温、冷却等过程，以改善铸件的组织结构和性能。
热处理需要根据铸件的材料和工艺要求进行操作，通常由热处理工进行操作。
热处理的质量直接影响到铸件的使用性能，因此需要严格控制。
机械制造基础铸造第二章
机械制造基础
第二章 铸造成型
§2-1.2
金属与合金的铸造性能
液态合金的充型能力
—— 液态 合金充满铸型型 腔，获得形状完 整、轮廓清晰铸 件的能力。 充型能力不足容易出现浇 不足、冷隔缺陷，尤其对 于薄壁铸件
机械制造基础
第二章 铸造成型
影响充型能力的因素：
1. 合金的流动性 ——液态合金本身的流动能力。
(1). 流动性的测试 螺旋形试样法
机械制造基础
第二章 铸造成型
(2). 影响流动性的因素：
合金的种类：
灰口铸铁、硅黄铜流动性最好， 铸钢的流动性最差。 灰口铸铁：l 1000 mm 硅黄铜： l 1000 mm 铸钢： l 200 mm
机械制造基础
第二章 铸造成型
（2）机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂 操作的造型工序。 1）特点： ①提高了生产率，铸件尺寸精度较高； ②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。 2）应用：成批、大量生产各类铸件。
机械制造基础
第二章 铸造成型
3）机器造型方法 ①震压造型： 先震击紧实，再用较低的比压（0.15 －0.4MPa ）压实。 紧实效果好，噪音大，生产率不够高。 ②微震压实造型： 对型砂压实的同时进行微震。 紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。
要预热后再浇注合金液。
(3). 铸型的排气能力，流动阻力，充型能 力，所以铸型要留出气口。
机械制造基础
第二章 铸造成型
2.1.2.2 铸件的收缩 ① 液态收缩阶段
② 凝固收缩阶段 ③ 固态收缩阶段
T ① ② ③
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名词解释1.材料成形技术：利用生产工具对各种原材料进行增值加工或处理，材料制备成具一定结构形式和形状工件的方法2.液态成型：将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法3.逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金在凝固中不存在固液两相并存的凝固区，所以固液分界面清晰可见，一直向铸件中心移动（铸铁）4.糊状凝固：铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽且铸件界面上的温度梯度较小，则不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯穿整个区域（铸钢）5.同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的方向性6.顺序凝固原则：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身凝固。
7.均衡凝固原则：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方式8.砂型铸造：以型砂（SiO2）为铸型、在重力下充型的液态成形工艺方法9.金属型铸造：以金属为铸型、在重力下的液态成形方法。
10.熔模铸：以蜡为模型，以若干层耐火材料为铸型材料，成形铸型后，熔去蜡模形成型腔，最终在重力下成形的液态成形方法11.压力铸：把液态或半液态的金属在高压作用下，快速充填铸型，并在高压下凝固而获得铸型的方法12.低压铸造：是液态金属在较小的压力（20—80Kpa）作用下，使金属液由下而上对铸型进项充型，并在此压力下凝固成型的铸造工艺13.反重力铸造：液态金属在与重力相反方向力的作用下完成充型，凝固和补缩的铸造成型14.离心铸造：将液态金属浇注到高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法15.消失模铸造：用泡沫塑料制成带有浇冒系统的模型，覆上涂料，用干砂造型，无需取模，直接浇注的铸件方法16.浇注系统：液态金属流入型腔的通道的总称，通常由浇口杯，直浇道，直浇道窝，横浇道和内浇道组成17.阻流界面：在浇注系统各组元中，截面积最小的部分称为阻流截面18.集渣包：横浇道上被局部加大加高的部分19.浇口比：直浇道，横浇道，内浇道截面积之比20.热节：在壁的相互连接处由于壁厚增加，凝固速度最慢，最容易形成收缩类缺陷分型面：两半铸型相互接触的表面。
分为平直和曲面。
作用：便于造型、下芯和起模具。
21.砂芯：为了起模方便并形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，所采用的砂块22.芯头：伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分芯头种类：垂直芯头、水平芯头、特殊结构的芯头23.冒口：铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件凝固过程中补给金属，起到防止缩孔，缩松，排气和集渣的作用冒口=冒口区+轴线缩松区+末端区24.冒口的补缩距离：冒口补缩后形成的致密冒口区和致密末端区之和25.补贴：为实现顺序凝固和增强补缩效果，在靠近冒口的壁厚上补加倾斜的金属块26.均衡凝固：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方法27.缩孔与缩松：液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。
大而集中的称为锁孔，细小而分散的称为缩松28.收缩时间分数：铸铁件表观收缩时间与铸件凝固时间的比值29.补缩量：铸件从浇注系统，冒口抽吸的补缩液量收缩模数：均衡凝固时均衡点的模数30.复合材料：由有机高分子，无机非金属和金属等几类不同材料人工复合而成的新型材料。
它既保留原组分的主要特征，又获得了原组分不具备的优越性能31.机械加工余量：在铸件加工表面上流出的、准备切削去的金属厚度。
32.冒口补缩通道：末端多了一个散热面，散热快—构成一个朝向冒口而递增的温度梯度；存在平行于轴线的散热表面，形成一个朝向冒口的楔形的补缩通道33.工艺出品率：铸件质量占铸件及浇注系统（含冒口）质量的比例34.反重力铸造：指液态金属在与重力方向相反方向力的作用下完成充型，补缩和凝固过程的铸造成型方法35.离心铸造：指将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法填空1.芯盒设计的原则：满足砂芯的基本要求；根据制芯方式的工艺方法；方便使用。
2.砂型浇注系统的充满条件：P>Pa3.封闭式浇注系统的特点：消耗金属少、喷射、冲砂、金属易氧化形成二次渣。
适用于不易氧化的金属，如铸铁4.开放式浇注系统的特点：充型平稳、金属氧化小、冲刷作用小、阻渣差、金属消耗大—内浇道大。
适用于易氧化的金属。
5.通用冒口分为：普通冒口、特种冒口；实用冒口分为：直接实用冒口、控制压力冒口、无冒口补缩6.实用冒口的核心：部分或全部利用石墨化膨胀消除二次收缩缺陷，设计依据：铸件的壁厚（模数）及铸型的强度7.设计冒口的关键是：冒口先于铸件凝固8.塑料分为：热塑性塑料、热固性塑料9.塑料的组成：合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂、色料10.工程塑料的工艺性能：流动性、结晶性、吸湿性、收缩性、热敏性11.整体复合材料的成型有：粉末冶金法、外加增强体颗粒法、原位反应复合法12.铸造的主要影响因素：金属的流动性、浇注温度、充型压力、凝固方式、冷却速度。
13.改善金属的流动性有利于：形成薄壁复杂的铸件、排除内部夹杂物和气体、加快凝固中液体的补缩14.影响铸件凝固方式的主要因素：合金的结晶温度范围、铸件的温度梯度15.砂型铸造的特点：方便、成本低、适用于生产各类铸件、环境污染严重16.涂料作用：调节铸件冷却速度、保护金属型、利用涂料层蓄气通气。
17.合金收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩18.防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固次序，使铸件实现“顺序凝固”。
19.体收缩：是铸件产生缩孔或缩松的根本原因 线收缩：是铸件产生应力，变形，裂纹的根本原因20.收缩分为：液态收缩，凝固收缩，固态收缩21.凝固顺序：顺序凝固，同时凝固，均衡凝固22.零件结构的铸造工艺性：零件结构是否符合生产要求，是否易于保证铸件的质量，是否能达到简化工艺，降低生产成本的要求壁 铸件结构 壁与壁的连接（避免锐角连接） 均匀过度，避免或减少热节的形成内壁散热比外壁差，设计时内壁比外壁薄，避免水平方向上出现较大平面，否则会产生夹砂，粘砂，浇不足 热节：在壁的相互连接处由于壁厚增加，凝固速度最慢，最容易形成收缩类缺陷壁厚⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧→补缩能力填充能力凝固特性晶粒大小冷却速度 ⎪⎩⎪⎨⎧薄：浇不足，冷隔相关过度，与铸造方法密切临界壁厚：壁的连接和厚：晶粒粗大 与砂型铸造相比，金属型铸造有如下特点:优点: 1、金属型可以多次使用，浇注次数可达数万次而不损坏，因此可节约工时和大量的造型材料; 2、金属型加工精度高，型腔变形小，型腔壁光洁，因此铸件形状准确，尺寸精度高，表面粗糙度值小; 3、金属型传热迅速，铸件冷却速度快，因而晶粒细小，力学性能好; 4、生产率高，无粉尘，劳动条件得到改善。
缺点: 1、金属型的设计、制造、使用及维护要求高，生产准备时间较长; 2、金属型无退让性、透气性，铸件容易产生裂纹。
铸件的浇注位置 浇注时铸件在铸型内所处的状态和位置质量原则：外在，内在→确定浇注位置→控制凝固顺序，性能基本要求：1.重要部位（主要加工面，耐磨面，在下面） 2.大平面应朝下(采用倾斜浇注工艺！！！)3.保证铸件的充型能力（薄壁在下）4.合金收缩率大，结构薄厚不均采用顺序凝固5.尽量保证合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置一致球铁曲轴：横浇竖冷浇注系统设计 浇注系统：铸型流入型腔的通道的总称，通常由浇口杯，直浇道，直浇道窝，横浇道和内浇道组成。
（必有浇口杯，内浇道） 浇注系统的基本要求：1符合铸件的凝固原则或补缩方法。
2在规定的浇注时间内充满型腔。
3提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。
4使金属液流动平稳，避免严重亲流。
防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。
5具有良好的阻渣能力。
6金属液平稳充型。
7烧注系统的金属消耗小，并容易清理。
8.能控制液态金属在型腔内流动的速度及方向(原因：1.避免液态金属对铸型和型芯的过度冲刷。
2.防止产生氧化夹渣等缺陷，二次渣。
3.保证合理的上升速度)。
浇注系统的分类及特点 1.以各组元的截面积分类2.以铸件浇注位置分类：1.顶注式 浇注系统 2.底注式3.中间注入式4.阶梯式5.缝隙式顶注式：1.自上而下，形成有利于补缩的温度场，发挥冒口作用 2.始终有一不变的压头，充型能力强3.浇注系统简单，浇冒口金属消耗少4.冲击大，易导致砂孔，铁豆底注式（内浇道设置在铸件底部）：1.流动平稳，冲击最小 2.有利于气体排出 3.无论浇道比，横浇道充满，有利于挡渣 4.不易利于形成自下而上的凝固顺序，削弱了冒口的补缩作用 5.内浇道过热，晶粒粗大，易疏松疏孔液态金属在浇注系统中的流动 1.平稳充型是根本 2.横浇道阻渣，分配液流 3.内浇道调节温度场⎪⎩⎪⎨⎧内直＞直浇道充满：内横＞横浇道充满（型壁的气体压力）（金属液压力）＞件：砂型浇注系统的充满条F F F F :a P P 浇注系统的类型与选择铸铁：逐层凝固 铸钢：糊状凝固工艺出品率：铸件质量占铸件及浇注系统（含冒口）质量的比例在砂型中流动的水力学特点 1，边界条件：多孔性、透气性、不润湿性2，三个作用：热作用（水分蒸发粘砂）、机械作用（冲削）、化学作用（界面反应） 铸型中水力学特性： 1，粘性流体流动 2，紊流流动 3，非稳定流动 4多相流动 5.多孔管中流动 浇口杯作用 1，承接金属液 2，实现液体的缓流，减轻对铸型的冲击3，分离熔渣及气泡 4，增加充型压力 种类：(，结构复杂，消耗金属少，一定阻渣能力池式：结构简单消耗金属少，阻渣能力差漏斗式：c b a ,c ,b a Mvr=R 中心质点的硬度大 吸气卷渣 浇注方向：（挡渣，避免吸气）纵向逆浇＞侧向＞纵向顺流浇注高度工艺性：凹坑或凸缘结构（强化垂直股流，削弱水平股流） 带挡板和凸缘（挡渣）⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⇒金属消耗大冲刷小氧化性较弱体不能挡渣会带入大量气充型平稳性好：内横＜直＜开放式用于不易氧化的铸铁件内横＞直＞力压力均高于型壁气体压，全部截面上的金属液基本特征：正常条件下封闭式.5.4.3.2.1)(F F F F F F ⎪⎩⎪⎨⎧易氧化铸型中流态平稳性差，可减少金属液的消耗止吸气可充满，较好阻渣，防铸铁.3.2.1⇓⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧耗金属小，热作用大气体排出，浇注系统消慢浇：冲刷小，有利于系统消耗金属大作用小，冲刷大，浇注易充满型腔，对铸型热除缩孔缩松可充分利用共晶膨胀消对快浇浇注时间HT QT ,液态金属在浇道中的流动内浇道内浇道的作用：1.控制充型速度及方向 2.控制和调节铸件的温度和凝固顺序 3.分配金属内浇道的不均匀性：远离直浇道的流量大，且金属液先通过其进入型腔；靠近直浇道的流量小，且金属液后充满 为什么不均匀？ 浇注初期，进入横浇道的金属液流向末端，速度受到阻碍而下降，失去动能压力上升，金属液在末端充满并形成末端压力大而近直低的现象克服不均匀性的措施（F 横/F 内越小流量越不均匀）：1.内浇道对称布置 2.设置浇口窝 3.设置变截面横浇道4.设置不同断面面积的内浇道 内浇口面积和引入方式决定金属液进入铸型的方向和大小内浇道位置的选择：内浇道的位置和数目应服从选定的凝固顺序和补缩方法1.控制凝固的顺序，调节温度场——位置和数量2.控制金属液进入铸型的大小和方向3.有利于阻渣4.便于清理 直浇道中的流动 作用：引导金属液进入横浇道、内浇道并最后充填铸型以及提供充型过程中所必须的压力 流动特点：1，势能---动能2，两种流态 ⎝⎛ ⎝⎛ ⎝⎛≥当入口为尖角下大的倒锥形等截面的圆柱形和上小不充满入口处圆角半径上大下小的锥形充满14/r 21d 直浇道窝中的流动 流动特点)夹杂等缺陷形成冲砂、渣孔、氧化，形成高度紊流区形成涡流⇒ ⎝⎛2,1 作用：1，缓冲作用：动能→压力能→水平速度2，缩短直--横浇道拐角处的高度紊流区3，改善内浇道的流量分布4，减少直--横浇道拐弯处的局部压力系数和水头损失5，浮出金属液中气体 横浇道中金属的流动 作用：1、向内浇道分配洁净的金属液2、存储最初浇入的 含气和夹渣的低温金属液并阻留夹渣3、使金属液流平稳和减少产生氧化物 阻渣原理：1、当夹杂物密度小于合金液，重力分离2、当夹杂物密度大于合金液，重力分离 四个区：直—横浇道拐弯处的高度紊流区 过渡区 正常区 横浇道末端高度紊流区 横浇道发挥阻渣作用的条件1，浇道内应呈充满状态2，横浇道内液态金属的流速尽可能低3，须保证足够的末端延长段 4，与内浇道的位置关系 ⎝⎛道下方封闭闭式：内浇道在横道上方开放式：内浇道在横浇 强化阻渣方式1.滤网2.特殊结构的横浇道 横充满3.利用惯性力阻渣 F=G+J 惯4.特殊结构对集渣的影响5.结构为平直冒口工艺 冒口：铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件凝固过程中补给金属，起到防止缩孔，缩松，排气和集渣的作用 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧分，依加压方式分特种冒口：依加热方式顶部覆盖普通冒口：依位置，依通用冒口易割冒口补缩口，控制压力冒口，无实用冒口：直接实用冒冒口冒口的补缩条件：1.冒口凝固时间应大于或等于铸件被补缩部分的凝固时间2.冒口的体积只要足够大，使之有足够的金属液补充铸件的液态收缩，凝固收缩以及浇注后型腔扩大的体积3.在凝固期间，冒口与被补缩部位之间应始终保持通畅的补缩通道，目扩张角向着冒口 凝固方向上的温度梯度大小 扩张角大小 方向 补缩通道的通畅性冒口的补缩距离：冒口补缩后形成的致密冒口区和致密末端区之和 补缩范围：冒口的补缩距离加上冒口根部尺寸 冒口=冒口区+轴线缩松区+末端区HT 由于可利用石墨化共晶膨胀压力来克服缩松，冒口补缩距离较大QT 糊状凝固，补缩条件不好因而L 有较HT 小 凝固范围（凝固区）越小⇒补缩距离越大 在多个位置设置多块外冷贴的方法可大大延长冷铁末端区的长度增大冒口的补缩能力，能克服型内气体负压力产生的不利影响（增大冒口高度，采用压力冒口）补贴：铸件需补缩的高度或长度超过有效补缩距离时，为实现顺序凝固和增强补缩效果，在靠近冒口的壁厚上补加倾斜的金属块，增加壁厚，建立温度梯度 冒口的补缩效果 常用冒口模数的大小评定冒口的补缩效果 球形散热面积小，模数大，凝固时间最长（好） 通用冒口：适用于现实顺序凝固的一切合金铸件（如铸钢，铝合金铸件）实用冒口：冒口及冒口颈先于被补缩铸件部分凝固（设计关键），利用全部或部分的共晶膨胀在铸件内部建立压力，实现自补缩，可避免由于二次收缩引起的缺陷（实用冒口的核心）通用冒口：顺序凝固原则 补缩量 补缩通道 凝固方式：顺序凝固 同时凝固 均衡凝固△ABC 铸件在凝固过程中的总收缩量△ADC 铸件在凝固过程中的总膨胀量 △AB ’E 表观收缩量 AC ：铸件总凝固时间 AE ：铸件达到表观收缩为D 所需时间（表观收缩时间） E ： 均衡点AE ：外部收缩时间均衡凝固：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方式 针对石墨化，E 向A 移动，石墨化能力控制压力冒口，其模数主要与铸件大部分模数与冶金质量有关和铸型强度依据：M ⇓铸件凝固顺序调整凝固温度场，控制集渣排气补缩冒口的作用：.4.3.2.1自补缩可利用石墨的膨胀实现和顺序凝固铸钢，轻合金钢QT HT →⇒决定了⇒决定了膨胀收缩←5.2M →冒口直接实用无冒口补缩（液态）一次收缩共晶膨胀二次收缩B 'B C tE DA 凝固重合，全程补缩，顺序、铸钢件（无石墨），负面，更依赖于补缩越是薄，对石墨化影响C E影响物态 转变过程 成形质量砂型铸造的特点： 1.适用生产各类铸件 2.成本低，方便 3.污染大 造型方法：手工造型、机器造型 型砂：水玻璃砂、树脂砂、普通潮模砂砂型的基本组成：骨料、粘接剂、辅助材料(煤粉，形成还原性气体，防止金属液进入型砂，减少型砂热膨胀，形成光亮碳)金属型铸造特点 1.铸件质量和精度高（机械性能提高,冷却速度提高－表层结晶组织致密,加工余量减少)2.主要适用于低熔点合金3.工艺成品率高，节约15～30％4.用于批量生产5.模具制备是关键6.存在的问题：模具成本高；金属型不透气，冷却速度过大，已出现浇不足，开裂等。