《特种铸造》课程标准
特种铸造
了解各种铸造方法的工艺过程
熟悉各种铸造方法的工艺特点
能够依据铸件结构、合金材料、 生产批量合理选择铸造方法
第五节 特种铸造
特种铸造：
• 与普通砂型铸造有显著区别的铸造方法
• 通过改变铸型条件、浇注方法或结晶条件等生产 铸件
熔模铸造
金属型铸造
压力铸造
低压铸造
离心铸造
第五节 特种铸造
1.外形、内腔简单，少用型芯、活块 2.型芯安放稳固，排气畅通
3.结构斜度
第六节 铸件结构设计
二、合金铸造性能对铸件结构设计的要求 避免产生铸造缺陷
1.壁厚合理且均匀 2.铸件壁间连接合理（连接应有圆角、不同壁厚 的连接逐渐过渡、避免十字交叉和锐角连接）
3.避免铸件收缩受阻
4.防止铸件翘曲变形
第六节 铸件结构设计
1.工艺过程
预
开
制
热
合
型
备
、
型
持
、
质成压喷浇压顶检
品
铸
刷
注
出
型
涂
铸
料
件
金属液
压力铸造工艺过程
第五节 特种铸造
2.工艺特点
（1）铸件尺寸精度高（CT8～4），表面粗糙度小 （Ra=3.2～0.8μm ），一般不经机械加工即可使用；
（2）充型能力好，适于生产薄壁复杂铸件或镶嵌件； （3）高压下结晶，铸件组织致密，力学性能好； （4）生产率高； （5）只适用于低熔点合金；
型芯呈悬臂 状，必须用 型芯撑加固
型芯稳固性大为 提高，且下芯简 便，易于排气
增设两个工艺 孔，加固型芯 易于排气
第六节 铸件结构设计
不合理
第一章 金属型铸造
2）水平分型金属型 如图1-19所示，铸型主体由上、 下两半型组成，下半型固定在工作台面上，上半型 作开（合）型动作。可以配置各种型芯，抽芯及顶 出。砂芯安放方便，但不便于设计浇、冒口系统， 排气条件差。适用于轮盘类铸件。
易造成的缺陷： 1.气体阻力大造成浇不足、冷隔。 2.排不出的气体造成铸件侵入性气孔的 产生。
气体的来源：高温下涂料发气 有气体 潮气 油污
透 气 性 导 致 的 特 点
型腔内原
需采取的措施： 1.金属型上设置排气装置，如排气槽、排
气塞，局部死角处要加强排气
2.尽可能的清除产气根源。
1.2.3 金属型无退让性对铸件成型的影响
• 缺点:
(1) 金属型制造成本高。
(2) 金属型急冷、不透气，而且无退让性，易造成 铸件浇不足、冷隔、开裂或铸铁件白口等缺陷。
(3) 铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度， 铸件在铸型中停留的时间以及所用的涂料，对 铸件质量的影响敏感，控制难度大。 近年来，为了防止浇注时金属液流动过程中形成紊 流，减少氧化夹渣及卷气等缺陷，采用倾转式 浇注已成为金属型铸造的主流方式，见图1-1。
涂料组成：
1）耐火材料：氧化锌、滑石粉、锆砂粉、硅藻 土粉等。 2）粘结剂：水玻璃、糖浆、纸浆废液等。
3）溶剂：水等。
4）附加物
从上面的一些分析可知，确定金属型浇 注工艺规范时，应铸件材质、形状大小、复 杂程度等考虑以下三点原则：
• （1）保证铸件全部表面能得到清晰的外形， 没有冷隔和浇不足的现象，也就是希望冷却 慢些，要求有较高的浇注温度和金属型温度。 • （2）保证铸件变形小，不发生扭曲和裂纹， 要求金属型温度高而浇注温度低。 • （3）保证铸件组织细密，力学性能好，希望 快速冷却，要求较低的金属型温度和浇注温 度。
4.5 第二篇 第五章 特种铸造
铸件内部质量
铸件加工余量 铸件最小壁厚 /mm 生产率（一般 机械化程度）
结晶粗、中
大 3.0 低、中
同砂型铸件
小 3~4 低、中
结晶粗
小或不加工 0.3 低、中
结晶细
小 铝合金2~3 中、高
表层结晶细 内部多有孔洞
小或不加工 铝合金0.5 最高
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第二篇
铸造
第五章
特种铸造
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第五章
特种铸造
目
第一节 熔模铸造 第二节 消失模铸造
录
第三节 金属型铸造
第四节 压力铸造 第五节 离心铸造 第六节 常用铸造方法的比较
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第一节 熔模铸造
特种铸造是与普通砂型铸造不同的其他铸造方法。特种铸造方法很多，各 有其特点和适用范围。
1. 蜡模制造
（1）压型制造 压型是用来制造单个蜡模的专用模具。 （2）蜡模的压制 将蜡料加热到糊状后，在2~3个大气压力下，将蜡料压 入到压型内，待蜡料冷却凝固便可从压型内取出，然后修去分型面上 的毛刺，即得单个蜡模。 （3）蜡模组装 将若干个蜡模焊在一个预先制好的浇口棒上构成蜡模组。
2. 型壳制造 （1）浸涂料 将蜡模组置于涂料中浸渍，使涂料均匀地覆盖在蜡模组的表 层。 （2）撤砂 它是使浸渍涂料后的蜡模组均匀地粘附一层石英砂。 （3）硬化 制壳时，每涂挂和撒砂一层后，必须进行化学硬化和干燥。 （4）脱蜡 从型壳中取出蜡模形成铸型空腔，必须进行脱蜡。
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第三节 金属型铸造
二、金属型的铸造工艺
1．喷刷涂料 金属型的型腔和金属型芯表面必须喷刷涂料。厚度为0.2~1.0mm。 2．金属型应保持一定的工作温度 通常铸铁件的预热温度为250~350℃，非铁金属铸件100~250℃。 3．适合的出型时间 通常小型铸铁件出型时间为10~60s，铸件温度约为780~950℃。
第2章4特种铸造
二、 金属型铸造 金属型铸造是。铸型
可以反复使用几百次到几千次，所以又称永久 型铸造。
金属型的结构可分为：水平分型式、垂直 分型式及复合分型式等。
1-底型 2-底板 3-左半型 4-右半型 5-左销孔型芯 6-左侧型芯 7-中间型芯 8-右侧型芯 9-右销孔型芯
铸型的转速是根据铸件直径的大小来确定离 心铸造的铸型转速，一般在250r/min～ 1500r/min范围内。
(a)绕垂直轴旋转 (b)绕水平轴旋转 离心铸造示意图
2. 离心铸造的特点及应用范围
离心铸造的特点是：
(1) 液体金属能在铸型中形成中空的自由表面，不 用型芯即可铸出中空铸件，简化了套筒、管类铸件 的生产过程。
(2) 由于旋转时液体金属所产生的离心力作用，离 心铸造可提高金属充填铸型的能力，因此一些流动 性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产。
(3) 由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和 非金属夹杂物也易于自金属液中排出，产生缩孔、 缩松、气孔和夹杂等缺陷的几率较小。
(4) 无浇注系统和冒口，节约金属。
但金属型的制造成本高，不宜生产大型、形 状复杂和薄壁铸件；由于冷却速度快，铸铁件表 面易产生白口组织，切削加工困难；受金属型材 料熔点的限制，熔点高的合金不适宜用金属型铸 造。
三、压力铸造
压力铸造(简称压铸)是在高压作用下，使 液态或半液态金属以较高的速度充填金属型型 腔，并在压力下成形和凝固而获得铸件的方法。 常用的压射比压25MPa～150MPa，充型时间 0.01s～0.2s，流速为15-100m/s。
特种铸造特点（与砂型铸造相比）：
1、铸件精度和表面质量高、铸件内在性能 好；
2、原材料消耗低、工作环境好等优点； 3、铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料 种类往往受到一定限制。
特种铸造PPT
2、复习重点 1）制模材料、粘结剂（重点硅溶胶）、压型
等 2）课堂练习
三、消失模铸造
21世纪绿色铸造技术，可达CT6-CT9级 1、工艺过程 制泡沫塑料膜—上涂料—造型—浇注—清理 2、泡沫塑料模： 模型材料选择、制作 3、涂料的作用及造型 4、消失模铸造缺陷及其防止 1）铸铁件表面皱皮 2）粘砂 3）气孔
六、低压铸造 1、原理 2、铸造工艺 3、设备 升液管、坩埚、加压系统
七、挤压铸造、离心铸造及其他特种铸造 八、特种铸造复习重点提炼
一、简答题（每题5分） 1、特种铸造的基本特点是什么？ 2、影响熔模质量的因素有哪些？ 3、影响硅溶胶型壳干燥的因素有哪些？ 4、试述热水脱蜡与蒸汽脱蜡的要点及应用范围？ 5、为什么说消失模是一种绿色铸造方法? 6、消失模涂料的作用及性能？ 7、阐述消失模铸造铸铁件是表面产生皱皮缺陷的原 因和防止措施 8、延长金属型寿命方法？ 9、压铸机有几种类型？热压室压铸机的特点是什么？ 10、压铸件工艺设计时分型面是如何确定的？ 11、简述低压铸造原理 12、离心铸造工艺主要内容有哪些？
9、压铸法的缺点是设备投资高，铸件易产生（ ）缺 陷，不能进行热处理。 10、在压铸生产中，压铸机、（ ）和压铸型是三大 基本要素。 11、压铸件的尺寸精度可达4-6级，表面粗糙度 Ra=( ). 12、低压铸造过程一般分升液阶段、（ ）、增压、 保压阶段和卸压阶段。 13、低压铸造一般不设冒口，但对于某些结构复杂的 铸件，也需要设置冒口，一般采用（ ）冒口。 14、挤压铸造也称（ ）。 15、离心铸造机分为立式离心铸造机和（ ）。
二、复习指导 1、为什么说消失模是一种绿色铸造方法? 2、消失模缺陷分析及防止
四、金属型铸造 1、金属型工艺特点 2、金属型铸件成形特点 3、金属型材料及破坏原因 4、金属型涂料的作用 复习： 课堂习题练习
机械制造工艺基础(电工版)授课教案：特种铸造简介
机械制造工艺基础（电工版）授课教案§1—4、特种铸造简介一、金属型铸造定义：通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。
金属型一般用灰铸铁或铸钢制成，尺寸精度高。
型心可用：砂芯（因砂芯耐火性好常用于高熔点合金铸件）金属芯（常用于有色金属铸件）与砂型铸造比较，金属型铸造有如下特点：（1）可多次使用，浇注次数可达数万次而不损坏。
（2）尺寸精度高（IT12～IT10），表面粗糙度Ra可达（12.5～6.3）可使铸件形状，尺寸准确、表面光洁。
（3）传热迅速，铸件冷却速度快，因而铸件结晶晶粒细，力学性能好。
（此特性只适合非铁合金铸件，有细化组织的作用。
铸造灰铸铁则易出白口）白口铁一种断口呈银白色，性能既脆又硬，切削性能极差的铸铁。
（4）生产率高，无粉尘，劳动条件比砂型铸造好。
（5）但设计、制造、使用及维护要求高，制造成本高；生产准备时间长。
（这是金属型比较砂型成本高的地方）金属型主要应用于非铁合金铸件的大批量生产，其铸件不宜过大，形状不能太复杂，壁不能太薄；所以金属型铸造有一定的局限性。
二、压力铸造（压铸）定义：使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。
主要由压铸机完成压铸充型的过程。
（据图解析压铸机工作原理）压铸机主要由压射装置和合型机构组成。
（P17、图）类型按铸型是否预热分为：冷室压铸机适应于非铁合金压铸。
（如：锌、铝、镁、铜等有色金属）热室压铸机适应于铁合金压铸。
（如：铸铁、碳素钢、合金钢等）按压射冲头位置分为：立式、卧式两种。
压铸的特点：（1）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。
因铸件在高压下充型、凝固、可消除铸件在凝固收缩时的应力作用。
（2）铸件质量高，强度和硬度都较砂型和金属型铸件高。
尺寸精度可达IT12～IT10，Ra可达3.2～0.8。
（这也是压铸收缩影响小的原故）（3）生产率高，成本低，容易实现自动化生产。
（4）但压铸机投资大，铸型制造复杂，生产周期长，费用高。
金属工艺学特种铸造课件
2024年2月4日星期日
第四章 特种铸造
特种铸造方法通常是指区别于普通砂型铸造的一些 方法。其在提高铸件精度和表面质量,改善合金性能, 提高生产率,改善劳动条件和降低铸造成本等方面,各 有优越之处。
❖ 熔模铸造 ❖ 离心铸造 ❖ 压力铸造 ❖ 金属型铸造 ❖ 消失模铸造
熔模铸造
b.制造单个泡沫塑料模 C.组装模样束
（2）上涂料 泡沫塑料模样束表面应上两层
涂料。第一层是用来提高表面光洁度的涂料。第 二层是耐火涂料。
（3）填砂、紧实、浇注 （4）落料、清理
消失模铸造特点
1、铸件尺寸精度高(可达5-7级）
2、铸件表面光洁（Ra6.3-12.5um) 3、铸件加工量小 4、铸件无飞边毛刺，落砂清理容易，清理工时少
❖ 浇注
浇注温度比砂型铸造时高。由根据合金种类、铸件大 小和壁厚决定。
❖ 开型、取出铸件、清理
金属型铸造方法主要用于熔点较低的有色金属或合金铸 件的大批量生产。黑色金属类铸件只限于形状简单的中小零 件。
金属型铸造的特点
❖可承受多次浇注，便于实现机械化生产 ❖铸件精度和表面质量高（铝合金铸件的尺寸公 差等级可达IT7~IT9，表面粗糙度可达 Ra3.2~12.5um) ❖铸件的结晶组织致密，机械性能高
压力铸造的特点和适用范围
❖缺点 ❖ 投资大，生产周期长 ❖ 压铸合金的种类受限制，压铸高熔点合金（铸铁 、铸钢）时，压型寿命低 ❖ 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的 切削加工 ❖ 压铸件不能用热处理的方法提高性能
❖适用范围
❖主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中 、小铸件的大量生产。
冷压室卧式压铸（目前应用最多)
工艺过程
金属工艺学特种铸造
金属工艺学特种铸造金属工艺学是一门研究金属材料的加工和制造过程的学科。
其中一个重要的领域是特种铸造，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
特种铸造包括几种不同的技术，如精密铸造、石膏模铸造和压力铸造等。
这些技术具有各自的特点和应用范围，可以满足不同的需求。
精密铸造是一种高精度铸造技术，常用于制造精密零件，如精密机械零件、航空航天部件、光学器件等。
这种铸造技术要求铸件的尺寸精度和表面质量非常高，通常需要采用特殊的模具和生产工艺来实现。
石膏模铸造是一种常用的铸造技术，适用于制造小型和中型铸件。
这种技术使用石膏作为模具材料，通过石膏模具的蒸发和热解来获得最终的铸件。
石膏模铸造具有成本低、生产周期短的优点，因此在一些小批量生产和快速投产的应用中得到广泛使用。
压力铸造是一种通过加压将熔融金属注入模具的技术。
常见的压力铸造方法包括压力砂铸造和压力真空铸造。
压力铸造能够获得高密度、无缺陷的铸件，具有优异的机械性能和表面质量。
这种技术广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。
除了上述的几种特种铸造技术，金属工艺学还涉及到其他一些铸造工艺，如表面涂层、热处理和机加工等。
这些工艺可以进一步改善铸件的性能和质量，满足不同的使用需求。
总之，特种铸造是金属工艺学中的一个重要分支，涉及到多种复杂和特殊的铸造工艺。
通过合理选择和应用这些技术，可以生产出满足各种要求的高质量铸件。
特种铸造是金属加工领域中一个非常重要的分支，它涉及到一些非常特殊和复杂的铸造工艺。
在特种铸造中，通过选择合适的材料、模具和生产工艺，可以生产出高质量、高精度和特殊形状的金属铸件。
在特种铸造中，精密铸造是一项重要的技术。
它采用高精度模具和特殊填充工艺，可以生产出非常精确的铸件。
精密铸造常用于制造精密机械零件、航空航天部件、光学器件和医疗器械等。
这些铸件在尺寸精度、表面质量和功能要求方面都有较高的要求。
通过精密铸造技术，可以确保铸件的尺寸、形状和表面质量的稳定性，满足各种严苛的应用要求。
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《特种铸造》课程标准
第一部分前言
一、课程性质和任务
《特种铸造》是材料成型与控制技术专业的一门专业课，是考察课。
其研究的主要内容是:熔模铸造技术、消失模铸造技术、压力铸造技术以及离心铸造技术等。
重点讲授各种铸造方法的原理、应用、优缺点、适用场合、工艺流程等内容，同时将这些特种铸造方法与铸件质量分析结合起来，培养学生分析和解决生产实际问题的能力。
二、课程标准的设计思路
（一）本课程是使学生掌握各种特种铸造的工艺方法及设计。
提高学生的工程实践能力和岗位就业适应能力。
（二）实行理论与实践相结合，讲授与讨论相结合，结合现场教学及生产案例教学，对实践中直接应用的内容，要侧重培养学生的应用能力；
（三）采用多媒体教学软件、板书与视频相结合的方式，提高教学效果。
第二部分课程目标
通过本门课程的学习，使学生具备高素质劳动者和中级技工所必须的基本知识和基本技能。
初步形成解决实际问题的能力，为学习职业技能做好准备。
一、知识目标
（一）掌握各种特种铸造方法的优缺点、适用范围和场合，铸造原理、模型制造过程等以方便将来实际操作过程中选用。
（二）掌握铸件形成过程的基本规律与铸件质量的关系，对铸件质量的控制有一个系统的认识。
（三）掌握特种铸造工艺及工艺装备设计。
（四）掌握每种铸造方法缺陷产生的原因及防止措施。
（五）了解部分材料的铸造过程。
二、技能目标
具备初步分析和选用铸造方法的能力，具有初步分析和鉴别铸件常见缺陷的能力。
第三部分内容标准
一、绪论
学时：2学时
1.学习目标
（1）了解特种铸造对铸件的新要求
（2）了解特种铸造技术的国内外发展概况和发展趋势。
例：当前特种铸造技术的发展趋势是：更轻、更薄、更强、更精密
（3）了解本课程的内容和学习任务
例1：学习内容：掌握各种特种铸造方法的优缺点、适用范围和场合，铸造原理、模型制造过程等以方便将来实际操作过程中选用。
例2：本课程学习任务：应达到能够分析和拟订铸件的铸造方法，并会设计相应的工艺装备；具有提高铸件质量，鉴别和分析常见铸件缺陷的初步能力。
2. 实践活动建议
上网阅读特种铸造方法有关的文章，进行分析总结，以扩大知识面更深层次的了解各种特种铸造方法。
二、熔模铸造技术
学时：12学时
1.学习目标
（1）掌握熔模铸造工艺及特点，了解熔模铸造的应用。
（2）掌握熔模铸造模料的种类及配置方法。
例1：国内常用蜡基模料的成分和性能
例2：石蜡硬脂酸模料的配方
例3：石蜡硬脂酸蜡膏配置工序及设备
（3）掌握蜡模的制造过程、模料的处理
例1：酸处理法操作要点
例2：树脂基模料操作要点
例3：手工压制蜡模操作要点
例4：模组焊接操作要点
（4）掌握水玻璃型壳、硅溶胶型壳的制造以及脱蜡焙烧。
例1：水玻璃型壳用粘结剂、耐火材料及其性能
例2：水玻璃涂料性能测试方法
例3：水玻璃型壳制壳工序作用及说明
例4：水玻璃手工制壳操作要点
例5：硅溶胶涂料配置操作要点
例6：硅溶胶制壳操作要点
例7：热水脱蜡操作要点
（5）合金的熔炼及浇注，熔炼设备、感应电炉熔炼工艺，浇注例1：感应电炉熔炼操作要点
例2：熔模铸造常用浇注方法和适用范围
（6）熔模铸件缺陷分析
（7）熔模铸造工艺设计
例1：零件结构的铸造工艺性分析
例2：铸造工艺方案的确定
例3：铸件工艺结构及工艺参数的选择
例4：浇注系统的设计
三、消失模铸造技术
学时：10学时
1.学习目标
（1）了解消失模铸造工艺及特点、发展及应用。
（2）掌握泡沫塑料膜的制造方法。
（3）掌握涂料的涂敷及干燥。
（4）掌握造型过程、浇注方法。
（5）掌握消失模铸件缺陷及防止措施。
2. 实践活动建议
去企业参观铸件的浇注过程。
四、压力铸造技术
学时：18学时
1.学习目标
（1）了解压铸技术的发展与应用。
（2）掌握压铸的过程原理。
例1：液体金属充型的特点
例2：压铸压力分析与选择
例3：压铸速度的确定
例4：压铸过程理论
（3）了解压铸机和压铸模。
（4）掌握压铸工艺。
（5）了解压铸铝合金、压铸镁合金。
（6）掌握压铸生产及压铸生产管理
（7）了解压铸件的设计
（8）掌握压铸生产工艺
（9）掌握压铸新工艺、新技术及压铸件缺陷分析
2. 实践活动建议
去企业参观铸件的浇注过程。
五、离心铸造技术
学时：6学时
1.学习目标
（1）了解离心铸造工艺特点、技术的发展及应用。
（2）掌握离心铸造铸件的成型特点和凝固特点。
（3）了解离心铸造机。
（4）掌握离心铸造用铸型。
（5）了解一些简单工件的生产工艺过程。
2. 实践活动建议
收集有关“离心铸造”为关键词的文章，熟悉国际离心铸造的发展状况。
第四部分学时分配汇总表
第五部分实施建议
一、教学建议
1.以就业为导向，注重实际技能的培养
本门课程是一门与生产实际密切联系，实践性很强的的课程。
理论知识够用为度，不必面面俱到，作全方位、系统化的讲解，要启发学生，注重引导，更多的是提出问题让学生去思考，去解决,学生是学习的主体。
注意激发学生的学习兴趣，使学生保持主动探索问题的积极性。
在教学活动中要积极改进教学方法，重视现代教育技术在教学中的应用，理论联系实际，课堂教学应多采用铸造生产实例，将知识点蕴含在实例中讲解。
实践教学以实际操作为主，或由教师设计生产任务或工厂生产中实际问题，由学生自已来完成，着重学生技术应用能力的形成与发展。
2.加深对课程理念的理解，倡导探究性学习
倡导探究性学习旨在提高学生解决实际问题的能力，在教学过程中培养学生的独立性、自主性，引导学生在质疑，调查，实验，收集、分析和解读数据，推理、判断和反思等探究活动中，发展获取新知识的能力，分析解决问题的能力，交流与合作的能力，特别是培养了创新精神和实践能力。
二、评价考核建议
1.学生学习过程的评价
平时作业成绩占课程考核的20％；笔记记录情况占课程考核的20％，考勤和课堂纪律各占课程考核的20％；期末测试占40％。
2．对教师的教学评价
教务处、督导室对教师教学质量进行检查评价。
学生问卷调查对教师的教学情况进行评价。
系、实训工厂对教师的教学工作做出评价。
3.教学综合评价
后续课程的教学与本课程相关的反映是对本课程的重要评价之一。
能否满足社会职业需求；学生的就业率；及毕业学生就业后的信息反馈，都是对本课程教学结果的重要评价。
三、教案编写建议
在编写教案时应以课程课程标准为基本依据与前提，在深入钻研教材，了解学生基本情况的基础上，根据课程的要求、内容和特点，结合教师的教学经验和形成的教学风格，充分发挥教师个性、特点，编写出符合高等职业教育需要、具有自身特色的、个性化的、可操作性强的教案。