第2章 金属铸造成形工艺
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金属的铸造成形工艺
四、铸造工艺的分类
★按造型材料及工艺特点分为：普通砂型铸造和特种铸造。 普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。 特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天
然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压 铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷 型铸造等；一类以金属作 为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力 铸造、低压铸造等。 ★按金属填充铸型时是否施加外力分为：重力作用下的铸造 成形和外力作用下的铸造成形。
早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工 具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺 并行发展的，受陶器的影响很大。
司母戊方鼎
曾侯乙尊盘
青铜尊盘出土于曾侯乙墓。尊盘由尊和盘组成，尊置于盘中。 尊盘的口沿是非常精细的镂空的变形龙纹和龙形雕饰，均可 分辨出每条盘龙上的眼睛。是采用“失蜡法”的铸造方法。 尊和盘均铸有“曾候乙作持用终”铭文。
保持1～2年，设备综合开工率>80%，装备全部 开工率<50%，装备标准化、系列化、商品
标准化、系列化、商品化
化程度很低
注：CT为铸件尺寸公差(Casting Tolerances)的代号，见GB／T6414-1986
★铸件处理 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒
口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子， 因此必须经过清理工序。
铸件清理的设备有抛丸机、浇口、冒口切割机 等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序， 所以在选择造型方法时 ，应尽量考虑到为落砂清 理创造方便条件。
有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如 热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
★铸型准备 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。如砂型铸造：铸
金属材料的成型工艺
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质 合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等 等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常 用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金 工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、 基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。 一般情况下，大批量生产所使用的冲压模具主要为 钢模； 对单件小批量生产则可使用钢皮模； 对于新产品试制多采用低熔点合金钢模具； 对于中、小批量生产的一些大型拉延模具，常选用 铸铁基环氧树脂塑料模具。
二. 铸造的基本概念及方法
金属铸造是将熔融态的的金属浇入铸型后，冷却 凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。 一般分为：砂型铸造方法和特种铸造方法（熔模铸造、 金属性铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷 型铸造、连续铸造等）
砂型铸造 液态成型工艺 特种铸造
手工造型 机器造型
金属型铸造 熔模铸造 压力铸造 低压铸造 陶瓷型铸造 离心铸造
冲压件的注意事项：
• 冲孔尽量力求简单对称，尽量采用圆形、矩形 等，避免长槽和细长的悬臂结构。 • 冲孔时，圆孔的直径不得小于材料的厚度，方 孔边长不得小于材料厚度的0.9倍。 • 为了避免应力集中，而引起的模具开裂，轮廓 转角处应为圆角半径。 • 为防止弯裂，弯曲时考虑纤维方向，同时不能 小于材料的弯转半径。
性变形的加工方法。
按加工温度分类：热冲压和冷冲压。前者适合变 形抗力高，塑性较差的板料加工；后者在室温 下进行，是薄板常用的冲压方法。
•冲压基础知识 • 冲压有时也称板材成形, 但略有区别。所谓板材成 型是指用板材、薄壁管、薄型材等作为原材料进行塑性 加工的成形方法统称为板材成形，此时，板厚方向的变 形一般不着重考虑。 • 影响因素：冲压材料、冲压模具、冲压设备。 • (1) 冲压材料 • 冲压板材质量的衡量指标：冲压特性、化学成分、 金相组织、厚度公差和表面质量。 • (2) 冲压工艺与设备 • 冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在 金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金 属进行加工，从而一定形状和尺寸并保证有一定外观和 强度性能的零件加工方法。冷冲压在加工中不产生切屑， 生产效率高，冲压件的互换性强。冷冲压工艺大致可分 为分离工序与成形工序和复合工序（两类工序集中于同 一模具中完成）三大类。
二章节铸造成形
单件小批生产带有突起部分的铸件。
2020/12/24
5.三箱造型
2020/12/24
三箱造型的特点及应用
• 特点： 铸件两端截面尺寸比中间部分大，采
用两箱无法起模，将铸型放在三个砂箱 中，组合而成。三箱造型的关键是选配 合适的中箱。造型复杂，易错箱，生产 率低。
• 应用范围： 单件小批生产具有两个分型面的铸件
第一节 铸造概述
•引子 •铸造成形的原理 •铸造工艺特点及应用 •砂型铸造生产过程
2020/12/24
引子
• 我国有辉煌的传统冶铸历史，在殷商时 期就有灿烂的青铜器铸造技术。如北京 明朝永乐青铜大钟，重达46.5t，钟高 6.75m，钟唇厚22cm，外径3.3m，钟体 内遍铸经文22.7万字，击钟时尾音长达2 分钟以上，传距20km。外形和内腔如此 复杂、重量如此巨大、质量要求如此高 的青铜大钟，正说明我国早已掌握冶炼 和铸造技术。
• 成本低。可直接利用成本低廉的废机件和切屑 ，设备费用较低；在金属切削机床中，铸件占 机床总重量75%以上，而生产成本仅占 15~30%。
2020/12/24
砂型铸造生产过程
2020/12/24
小结
• 砂型铸造生产过程包括以下步骤：
绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒—— 造型和造芯——下芯、合箱——浇注——落砂 ——清理——质量检验——获得合格铸件。
2020/12/24
课堂小结
• 铸造是脆性材料成型的唯一方法。 • 人类最早的金属制品是青铜铸件。 • 铸造是液态成型，造型应遵循实体相反
原理。 • 选择造型方法应综合考虑零件的批量、
大小、形状复杂程度、材质以及经济性 等因素。
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复习思考题
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5.三箱造型
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三箱造型的特点及应用
• 特点： 铸件两端截面尺寸比中间部分大，采
用两箱无法起模，将铸型放在三个砂箱 中，组合而成。三箱造型的关键是选配 合适的中箱。造型复杂，易错箱，生产 率低。
• 应用范围： 单件小批生产具有两个分型面的铸件
第一节 铸造概述
•引子 •铸造成形的原理 •铸造工艺特点及应用 •砂型铸造生产过程
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引子
• 我国有辉煌的传统冶铸历史，在殷商时 期就有灿烂的青铜器铸造技术。如北京 明朝永乐青铜大钟，重达46.5t，钟高 6.75m，钟唇厚22cm，外径3.3m，钟体 内遍铸经文22.7万字，击钟时尾音长达2 分钟以上，传距20km。外形和内腔如此 复杂、重量如此巨大、质量要求如此高 的青铜大钟，正说明我国早已掌握冶炼 和铸造技术。
• 成本低。可直接利用成本低廉的废机件和切屑 ，设备费用较低；在金属切削机床中，铸件占 机床总重量75%以上，而生产成本仅占 15~30%。
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砂型铸造生产过程
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小结
• 砂型铸造生产过程包括以下步骤：
绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒—— 造型和造芯——下芯、合箱——浇注——落砂 ——清理——质量检验——获得合格铸件。
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课堂小结
• 铸造是脆性材料成型的唯一方法。 • 人类最早的金属制品是青铜铸件。 • 铸造是液态成型，造型应遵循实体相反
原理。 • 选择造型方法应综合考虑零件的批量、
大小、形状复杂程度、材质以及经济性 等因素。
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复习思考题
第二篇金属铸造成形2.1
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影响收缩的因素
化学成分(c含量)
铸型条件 铸件结构
浇注温度
合金收缩
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缩孔与缩松的形成
缩孔的形成: 纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的
合金,浇注后在型腔内是由表及里的逐层凝 固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充， 在铸件最后凝固的地方就会产生缩孔.
33
缩松的形成原因: 铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者
12
液态成型的优点
液态成型 缺点
工艺过程比较复杂，一些工艺过程还 难以控制
液态成形零件内部组织的均匀性、致 密性一般较差
液态成形零件易出现缩孔、缩松、气 孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷， 产品 质量不够稳定
由于铸件内部晶粒粗大，组织不均匀， 且常伴 有缺陷，其力学性能比同类材 料的塑性成形低
13
充型能力首先取决于金属液本身的流动能力，同时又受铸型 性质、浇注条件及铸件结构等因素的影响。
影响充型能力的因素有：合金的流动性、铸型的蓄热系数、 铸型温度、铸型中的气体、浇注温度、充型压力、浇注系统的 结构、铸件的折算厚度、铸件的复杂程度等，如表2-2所示。
6
表2-2 影响充型能力的因素和原因
序 影响因素 号
合理布置内浇道及确定浇铸工 艺。
合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。
38
39
解决缩孔的方法演示： 冒口和冷铁
40
定向凝固原则解决缩孔的方法
41
液态成形内应力、变形与裂纹
内应力
热应力 机械应力
铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件 的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的 收缩而引起的应力。
铸件在固态收缩时，因受到铸型、型 芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生 的应力。
金属铸造形成的工艺过程(ppt 45页)
5/16/2009 4:30 PM 20
四、挤压铸造
挤压铸造：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在压力 作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法；又称液态模锻。
1. 挤压铸造的原理及工艺过程
挤压铸造原理如图所示，铸型中浇入金属液，上型向 下运动挤压金属液而成形。挤压铸造的压力和速度较低， 无涡流飞溅现象，成形时伴有局部塑性变形，铸件致密无 气孔。
6
缺点：
(1)依靠自由表面所形成的内孔尺 寸偏差大，而且内表面粗糙，若 需切削加工，必须加大余量； (2)不适于密度偏析大的合金及轻 合金铸件，如铅青铜、铝合金、 镁合金等。 (3) 因需要专用设备的投资，故 不适于单件、小批生产。
7
61
3. 离心铸造应用范围
用离心铸造法生产产量很大的铸件有以下几种： (1) 铁管，世界上每年球墨铸铁管件总产量的近一半是用离心铸造法生产的； (2) 柴油发动机和汽油发动机的气缸套。 (3) 各种类型的铜套。 (4) 双金属钢背铜套、各种合金的轴瓦。 (5) 造纸机滚筒。
8
二、 压力铸造
定义：在高压（30～70MPa) 下将液态或半液态合金 快速( 5～100mm/s,t=0.05～0.2s))地压入金属铸型中， 并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
压铸机按其工作原理结构形式分为： 冷压式压铸机（有卧式、立式、全立式）压铸机 热压式（有普通热室、卧式热室）压铸机。
环类或成形铸件。
2
3
（2）卧式离心铸造 铸型绕水平轴旋转， 铸件壁厚均匀， 应用广泛，主要用来生产长度较大的套筒及 管类铸件，如铜衬套、铸铁缸套、水管。
4
（3）成形件的离心铸造
离心式实型铸造
5
2、离心铸造的特点和适用范围
四、挤压铸造
挤压铸造：用铸型的一部分直接挤压金属液，使金属在压力 作用下成形、凝固而获得零件或毛坯的方法；又称液态模锻。
1. 挤压铸造的原理及工艺过程
挤压铸造原理如图所示，铸型中浇入金属液，上型向 下运动挤压金属液而成形。挤压铸造的压力和速度较低， 无涡流飞溅现象，成形时伴有局部塑性变形，铸件致密无 气孔。
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缺点：
(1)依靠自由表面所形成的内孔尺 寸偏差大，而且内表面粗糙，若 需切削加工，必须加大余量； (2)不适于密度偏析大的合金及轻 合金铸件，如铅青铜、铝合金、 镁合金等。 (3) 因需要专用设备的投资，故 不适于单件、小批生产。
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3. 离心铸造应用范围
用离心铸造法生产产量很大的铸件有以下几种： (1) 铁管，世界上每年球墨铸铁管件总产量的近一半是用离心铸造法生产的； (2) 柴油发动机和汽油发动机的气缸套。 (3) 各种类型的铜套。 (4) 双金属钢背铜套、各种合金的轴瓦。 (5) 造纸机滚筒。
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二、 压力铸造
定义：在高压（30～70MPa) 下将液态或半液态合金 快速( 5～100mm/s,t=0.05～0.2s))地压入金属铸型中， 并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
压铸机按其工作原理结构形式分为： 冷压式压铸机（有卧式、立式、全立式）压铸机 热压式（有普通热室、卧式热室）压铸机。
环类或成形铸件。
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（2）卧式离心铸造 铸型绕水平轴旋转， 铸件壁厚均匀， 应用广泛，主要用来生产长度较大的套筒及 管类铸件，如铜衬套、铸铁缸套、水管。
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（3）成形件的离心铸造
离心式实型铸造
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2、离心铸造的特点和适用范围
金属的铸造成形工艺
第一篇金属的铸造成形工艺第一章铸造成形工艺理论基础§1-1 概述金属液态成形工艺——铸造、液态冲压、液态模锻等铸造（最广泛）——将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，使其冷却凝固，得到毛坯或零件的成形工艺（生产方法）。
一、特点1．能制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯：如：阀体、泵体、叶轮、螺旋浆等2．铸件的大小几乎不受限制，重量从几克到几百吨3．常用的原材料来源广泛，价格低廉，成本较低，其应用及其广泛（如：机床、内燃机中铸件70~80%，农业机械40~70%）但铸造生产过程较复杂，废品率一般较高，易出现浇不足，缩孔，夹渣、气孔、裂纹等缺陷。
二、分类铸造砂型铸造——90%以上，成本低特种铸造——熔模、金属型、压力、低压、离心质量、生产率高，成本也高§1-2 铸造的工艺性能工艺性能——符合某种生产工艺要求所需要的性能铸造性能——合金的流动性、收缩性、吸气性、偏析等一、合金的流动性1．概念指液态合金本身的流动能力，它是合金主要的铸造性能，流动性愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。
同时，有利于非金属夹杂物和气体的上浮与排除，还有利于对合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。
流动性不好——浇不足、冷隔[注]：流动性的测定——“螺旋形试样”（图1-1）流动性愈好，浇出的试样愈长灰铸铁、硅黄铜最好，铝合金次之，铸钢最差2．影响合金流动性的因素①化学成分共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑（图1-3a）对金属液的阻力较小。
同时，共晶成分合金的凝固温度最低（铁碳合金状态图）。
相对说来，合金的过热度（浇注温度与合金熔点之温差）大，推迟了合金的凝固，故共晶成分合金的流动性最好。
除纯金属外，其它成分合金是在一定温度范围的逐步凝固，即经过液、固并存的两相区。
此时，结晶是在截面上的一定宽度的凝固区内同时进行的，由于初生的“树枝状”晶体，使已结晶固体层的表面粗糙（图1-3b）所以，合金的流动性变差。
《铸造成型》PPT课件_OK
第二章 铸造成型
铸造成型是指将液态金属填充到铸型的 型腔中待其冷却凝固后获得所需形状、 尺寸和性能的铸件毛坯（或零件）的成 型方法，也称为：金属液态成型。
1
§2.1 合金的铸造性能 一．合金的充型
合金在液态成型过程中表现出的工艺性能称为 铸造性能。它包括液态合金的充型能力，合金 的凝固与收缩，铸造应力与裂纹，吸气与偏析 等。
床身
锥齿轮
吊车卷筒
34
2．铸件的大平面应朝下放置。
35
3．应将铸件薄而大的平面放在下部、 侧面或倾斜位置。
36
4．应将铸件的厚大部分放在上部或侧 面
37
5．确定浇注位置时应尽量减少型芯 的数量, 要有利于型芯的安装、 固定、检查和排气
38
二.铸型分型面的选择
铸型分型面:是指两半铸型相互接触的表 面。
铝合金的浇注温度为680～780℃；
＊形状复杂或薄壁件取上限。
6
（2）浇注压力 液态合金在流动方向上所受到的压力越大，充
型能力愈好。
3.铸型特点 （1）铸型蓄热能力（铸型从熔融合金中吸收和传 递热量的能力） （2）铸型温度 （3）铸型结构 （4）铸型中的气体
＊总之，铸型中凡能增加金属流动阻力、降低 流速、加快冷却速度的因素，均能降低合金的流 动性；反之，则可提高合金的流动性。
26
影响： • 晶粒内机械性能不均匀，降低使用寿命； • 晶粒内化学性能不均匀，降低抗蚀性； 消除方法： • 使铸件缓慢冷却； • 对铸件进行长时间高温扩散退火。
（2）密度偏析（又称区域偏析） ：在凝固过程 中，先结晶部分的密度与剩余液体的密度不同， 化学成分不均匀。 消除方法： • 浇注时进行搅拌，使各部分密度均匀。
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铸造成型是指将液态金属填充到铸型的 型腔中待其冷却凝固后获得所需形状、 尺寸和性能的铸件毛坯（或零件）的成 型方法，也称为：金属液态成型。
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§2.1 合金的铸造性能 一．合金的充型
合金在液态成型过程中表现出的工艺性能称为 铸造性能。它包括液态合金的充型能力，合金 的凝固与收缩，铸造应力与裂纹，吸气与偏析 等。
床身
锥齿轮
吊车卷筒
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2．铸件的大平面应朝下放置。
35
3．应将铸件薄而大的平面放在下部、 侧面或倾斜位置。
36
4．应将铸件的厚大部分放在上部或侧 面
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5．确定浇注位置时应尽量减少型芯 的数量, 要有利于型芯的安装、 固定、检查和排气
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二.铸型分型面的选择
铸型分型面:是指两半铸型相互接触的表 面。
铝合金的浇注温度为680～780℃；
＊形状复杂或薄壁件取上限。
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（2）浇注压力 液态合金在流动方向上所受到的压力越大，充
型能力愈好。
3.铸型特点 （1）铸型蓄热能力（铸型从熔融合金中吸收和传 递热量的能力） （2）铸型温度 （3）铸型结构 （4）铸型中的气体
＊总之，铸型中凡能增加金属流动阻力、降低 流速、加快冷却速度的因素，均能降低合金的流 动性；反之，则可提高合金的流动性。
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影响： • 晶粒内机械性能不均匀，降低使用寿命； • 晶粒内化学性能不均匀，降低抗蚀性； 消除方法： • 使铸件缓慢冷却； • 对铸件进行长时间高温扩散退火。
（2）密度偏析（又称区域偏析） ：在凝固过程 中，先结晶部分的密度与剩余液体的密度不同， 化学成分不均匀。 消除方法： • 浇注时进行搅拌，使各部分密度均匀。
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机械制造基础(金属工艺学) 第二章 铸造
第2章 铸造
01 铸造工艺基础 02 合金铸件的生产工艺 03 砂型铸造 04 特种铸造 05 铸件结构设计
第2章 铸造
铸造工艺特点 1）适合制造形状复杂的毛坯
第2章 铸造
铸造工艺特点 2）毛坯大小不受限制
第2章 铸造
铸造工艺特点 3）材料不受限制（能熔化的金属） 4）生产成本低（原材料来源广泛） 5）应用广泛（历史最久的金属成型方法，40%~80%）
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 2）铸件宽大平面应朝下
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—分型面 分型面：铸型组元之间的结合面或分界面。 分型面影响： 1）铸件质量； 2）生产工序的难易； 3）切削加工的工作量。
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁 由于石墨成球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，球墨
铸铁具有比灰铸铁高的多的力学性能，塑韧性大大提高。
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁
球墨铸铁的牌号、 性能及用途 QTXXX-X
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 3）可锻铸铁 将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体
04 特种铸造 05 铸件结构设计
2.3 砂型铸造
铸造工艺
砂型铸造
特种铸造
手工造型 机器造型 金属型铸造 熔模铸造
压力铸造 低压铸造
陶瓷型铸造 离心铸造
2.3 砂型铸造
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2.1 铸造成形理论基础——合金的凝固与收缩
2、合金的收缩性
铸造合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体 积或尺寸缩减的现象，称为收缩。收缩是合金的物理本性， 在铸造过程中，因收缩可能会导致铸件产生缩孔、缩松、应 力、变形和裂纹等缺陷。
温度梯度对凝固方式的影响
合金收缩的三个阶段
2.1 铸造成形理论基础——合金的凝固与收缩
3、合金的吸气性
1）侵入气孔 在浇注过程中，砂型及型芯 被加热，所含的水分蒸发、有机物及 附加物挥发产生大量气体侵入金属液 而形成的气孔称为侵入气孔。
2）析出气孔 溶解于金属液的气体在冷凝过程中，因气体溶 解度下降而析出，并在铸件中形成的气孔称为析出气孔。
3）反应气孔 液态金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间 发生化学反应产生气体而形成的气孔称为反应气孔。
2、合金的收缩性——铸件的缩孔与缩松
1）缩孔的形成 缩孔是在铸件最后凝固或者厚大部位形成容 积较大而且集中的孔洞。
缩孔的形成过程
2.1 铸造成形理论基础——合金的凝固与收缩
2、合金的收缩性——铸件的缩孔与缩松
2）缩松的形成 细小而分散的孔洞称为缩松。缩松常分散在铸 件壁厚的轴线区域、厚大部位、冒口根部和内浇口附近。
螺旋形标准试样
2.1 铸造成形理论基础——合金铸造性能
1、合金的流动性——影响合金流动性的因素
1）合金的种类 不同合金因其共晶特性、粘度不同，其流动 性也不同。
2）合金的成分 相同合金，其结晶特点对流动性影响很大， 结晶温度范围小的合金流动性好，结晶温度范围宽的合金 流动性差。
3）浇注条件 浇注温度与充型压力对合金流动性影响显著。 4）铸型的充填条件 包括铸型的蓄热能力、铸型温度、铸型
中的气体与铸型结构。
2.1 铸造成形理论基础——合金铸造性能
2、合金的充型能力
液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状准确的优质铸
件的能力，称为“充型能力”。
影响因素 合金的流动性
浇注温度 充型压力 铸型中的气体 铸型的传热系数 铸型温度 浇注系统的结构 铸件的折算厚度 铸件结构
定义
影响原因
流动性好，易于浇注出轮廓清晰、形状完整的 液态金属本身的流动能力 铸件；有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排
2.1 铸造成形理论基础——合金的凝固与收缩
1、合金的凝固与凝固方式
铸造工艺是液态金属的凝固成形过程。金属的凝固过程 也是一个结晶过程，包括形核和晶体长大两个基本过程。
合金的凝固方式 逐层凝固 糊状凝固 中间凝固
影响铸件凝固方式的因素 合金的结晶温度范围 铸件断面的温度梯度
铸件的凝固方式
2、合金的收缩性——影响合金收缩的因素
1）化学成分 2）浇注温度 浇注温度越高，过热度越大，使液态收缩增加
，合金的总收缩率加大。 3）铸件结构和铸型条件
铸件各部分的冷却速度不同，引起各部分收缩不一致 ，相互约束而对收缩产生阻力。
铸型和型芯对收缩的机械阻力。
2.1 铸造成形理论基础——合金的凝固与收缩
并向外传输热量的能力
保持液态的时间就越短，充型能力下降
铸型在浇注时的温度 各浇道的结构
铸件体积与表面积之比
铸型温度越高，液态金属冷却速度就越慢，充 型能力越强
浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型 能力越差
折算厚度大，散热慢，充型能力好
铸件 铸造成形理论基础——合金铸造性能
缩松的形成过程
2.1 铸造成形理论基础——合金的凝固与收缩
2、合金的收缩性——铸件的缩孔与缩松
3）缩孔和缩松的防止
缩孔的防止：铸件上的缩孔将削减其有效截面积，大 大降低铸件的承载能力，必须根据技术要求，采取适 当的工艺措施，予以防止。
缩松的防止：缩松对铸件承载能力的影响比集中缩孔 要小，伹它数量之多易影响铸件的气密性，对于气密 性要求高的液压缸、阀体等承压铸件，必须采取工艺 措施防止缩松。
除；易于对铸件的收缩进行补缩
浇注时金属液的温度
浇注温度越高，充型能力越强
金属液体在流动方向上 压力越大，充型能力越强。但压力过大或充型
所受的压力
速度过高会发生喷射、飞溅和冷隔现象
浇注时铸型中的水分被 铸型中的气体会阻碍液体的流动，也容易形成
汽化
气孔
铸型从其中的金属吸取 传热系数越大，铸型的极冷能力就越强，金属
据估计，在机械各行业中，铸件质量所占的比例为 ：机床、内燃机、重型机器占70％~90％；风机、压缩机 占60％~80％；拖拉机占50％~70％；农业机械占40％~70 ％；汽车占20％~30％。
2.1 铸造成形理论基础——合金铸造性能
1、合金的流动性
液态金属本身的流动能力称为“流动性”，是合金的铸 造性能之一。同样浇注条件下，合金的流动性与金属的成分 、温度、杂质含量及其物理性质有关。合金流动性的好与坏 ，通常以“螺旋形标准试样”的长度来衡量。
制造工艺基础
第二章 金属铸造成形工艺
本章提纲
2.1 铸造成形理论基础 2.2 常用合金的铸造 2.3 铸造成形工艺方法 2.4 铸造工艺与铸件结构设计 2.5 先进铸造成形技术
2.1 铸造成形理论基础——特点、方法及应用
1、铸造工艺特点
1)铸造成形的优点 适应性广 铸件的大小几乎不受限制 生产成本低
2)铸造成形的缺点 生产工序较多 力学性能较差 铸件表面粗糙，尺寸精度不高 铸造工作环境较差
2.1 铸造成形理论基础——特点、方法及应用
2、铸造工艺方法
铸造工艺方法的种类很多，一般可分为砂型铸造和特种 铸造两大类。
1)砂型铸造。用型砂和芯砂作为造型和制芯的材料，利用 重力作用使液态金属充填铸型型腔的一种工艺方法。砂 型铸造的主要工序包括制造模样和芯盒、制备型砂及芯 砂、造型、制芯、合箱、熔炼及浇注、落砂、清理和检 验等。
2)特种铸造。在造型材料、造型方法、金属液充型形式和 金属在型中的凝固条件等方面与普通砂型铸造有显著差 别的铸造方法，统称为特种铸造。
2.1 铸造成形理论基础——特点、方法及应用
3、铸造工艺应用
铸造由于可选用多种多样成分、性能的铸造合金， 加之基本建设投资少、工艺灵活性大和生产周期短等因 而广泛地应用在机械制造、矿中冶金交通运输、石化通 用设备、农业机械、能源动力、轻工纺织、土建工程、 电力电子、航空航天、国防军工等国民经济各部门，是 现代大机械工业的基础。