第一讲 铸造生产过程详解
《铸造生产工艺》课件
质量控制
原材料控制
确保使用的原材料质量合格，无杂质 且成分稳定。
模具设计与制造
采用先进的模具设计技术，确保模具 精度和寿命，减少铸件缺陷。
工艺参数优化
通过调整金属液的浇注温度、模具温 度等工艺参数，提高铸件质量。
后处理与检验
对铸件进行必要的后处理，如热处理 、机加工等，并进行严格的质量检验 ，确保产品合格。
铸造设备的组成
铸造设备通常由熔炼设备、浇注设备、造型设备 、清理设备和检测设备等组成。
铸造设备的特点
铸造设备具有高效、自动化和环保等特点，能够 提高铸件的质量和生产效率，降低生产成本和能 耗。
03 铸造生产工艺流程
CHAPTER
造型
01
造型是铸造生产流程的起始阶段，主要任务是根据产品需求和 工艺要求，制作出符合要求的铸型。
根据铸件的使用要求和工艺要 求，选择合适的铸造材料，以
保证铸件的质量和性能。
铸造设备
铸造设备的分类
根据其用途和功能，铸造设备可分为砂型铸造设 备、特种铸造设备和造型设备等。
铸造设备的工作原理
熔炼设备将金属材料熔化为液态，浇注设备将液 态金属注入模具中，造型设备将砂型或模具中的 金属液凝固成为铸件，清理设备则对铸件进行表 面处理和清理。
02
铸造生产工艺是机械制造行业中 的重要基础工艺之一，广泛应用 于汽车、船舶、航空、农业机械 、电力、化工等各个行业。
铸造生产工艺的流程
铸造生产工艺流程包括
浇注
熔炼、浇注、冷却、落砂、清理和后 处理等步骤。
将熔融态的金属注入铸型中，形成所 需形状的铸件。
熔炼
将金属材料加热至熔融状态，并加入 必要的合金元素，以获得所需的化学 成分和物理性能。
铸造的工艺流程
铸造的工艺流程
1. 模具制备：根据产品的形状和尺寸，制作出合适的模具。
2. 熔炼：将需要铸造的金属（如铜、铁、铝等）投放到熔炉里熔化。
3. 浇注：将熔化的金属从铸造炉中倾倒到模具中并填满整个模具。
4. 冷却：让倾倒的金属在模具内冷却和固化，通常需要等待几分钟至数小时不等。
5. 拆模：将固化的金属从模具中取出，通常需要借助拆模工具。
6. 削除：去除铸件表面的毛刺和不平整部位，使铸件达到需要的表面光洁度和平整度。
7. 热处理：对铸件进行高温处理或淬火等处理，可以改善铸造件的物理和机械性能。
8. 清理：将铸件进行打磨和清理，使铸件的表面光洁度更高，并减少不良缺陷。
9. 检验：根据设计要求和产品规格对铸件进行各项测试和检验，保证铸件符合要求。
10. 包装：根据产品的需求对铸造件进行包装和标识，方便后续处理和运输。
铸造生产的工艺流程
铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；5）落砂清理与铸件检验等主要工序。
一、成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
二、型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。
铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。
铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。
为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、锯末、纸浆等。
型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图三、工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
铸造生产的工艺流程
铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。
铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。
铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。
为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。
型砂结构，如图 2 所示。
图2 型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5 毫米到1 米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
第一章铸造成形工艺理论基础
⑵ 浇注温度
主要影响液态收缩。浇注温度提高，液态收缩
增加。
⑶ 铸型条件
铸件的实际收缩率要小于合金的自由线收缩率。
第一章 铸造成形工艺理论基础
24
材料成形工艺基础
几种铁碳合金的收缩率
合金 种类 碳素 铸钢 白口 铸铁
灰铸铁 5～8
1.08
球墨 铸铁
体收缩率/%
线收缩率/%
10~14
2.17
12~14
（1）热应力 概念：由于铸件壁厚不均匀以及散热条件的差异， 造成不同部位冷却速度不同，由此产生的铸造应力 称为热应力。
第一章 铸造成形工艺理论基础
35
材料成形工艺基础
形成过程 分布规律：铸件厚壁部分或心部存在拉应力，受拉应力的 部位变形时趋于缩短向内凹；薄壁部分或表面存在压应力， 受压应力的部位变形时趋于伸长向外凸。
第一章 铸造成形工艺理论基础
13
材料成形工艺基础
标 准 螺 旋 线 试 样
1－浇注系统；2－试样；3－出气口 ；4－试样凸台
第一章 铸造成形工艺理论基础
14
材料成形工艺基础
合金的化学成分 及结晶特点对流动 性的影响
第一章 铸造成形工艺理论基础
15
材料成形工艺基础
逐层凝固
中间凝固
糊状凝固
第一章 铸造成形工艺理论基础
16
材料成形工艺基础
液态金属在结晶状态下的 流动示意图
a)纯金属
b）结晶温度范围宽的合金
17
第一章 铸造成形工艺理论基础
材料成形工艺基础
2.浇注条件
1）浇注温度
浇注温度越高，流动性越好，充型能力越强。 但浇注温度不能过高，否则合金的吸气、氧化 现象严重，易产生气孔、夹渣等缺陷。
铸造生产流程中的主要步骤
铸造生产流程中的主要步骤铸造是一种古老而重要的制造工艺，广泛应用于各个领域，包括汽车、船舶、航空航天、建筑等。
铸造生产流程中的主要步骤主要包括模具制作、熔化金属、浇注、冷却凝固、脱模和后续加工等。
以下将详细介绍这些步骤。
首先，铸造的第一步是模具制作。
模具是一个容器，用于容纳熔化的金属并使其冷却凝固成型。
模具可以根据需要定制成各种形状和尺寸。
模具通常由砂型、金属型或石膏型制成，其选择取决于所需铸件的形状和材料。
第二步是熔化金属。
在铸造过程中，金属被加热至足够高的温度，使其完全熔化成液态。
常用的熔炼设备包括电炉、燃气炉或其他熔炼设备。
不同类型的金属需要不同温度的熔化，因此需要根据铸件要求精确控制温度。
接下来是浇注。
一旦金属完全熔化，可以将其倒入事先准备好的模具中。
浇注时需要注意控制流量和速度，以确保金属填充完整的模具腔。
同时，还需要避免气泡和杂质的混入，以确保铸件质量。
在金属倒入模具后，就进入了冷却凝固阶段。
在这个阶段，熔化的金属逐渐冷却，从液态变为固态。
冷却速度和方式会直接影响铸件的质量和性能。
通常需要控制冷却速度，以避免出现缩孔或其他缺陷。
一旦金属完全凝固，就可以进行脱模了。
脱模是将铸件从模具中取出的过程。
这可能需要一些特殊的设备或技术，以确保铸件不受损坏。
脱模后，铸件还需要进行一些清理和修整工作，以去除模具残留和表面凸起。
最后是后续加工。
虽然铸造可以直接生产出成形的铸件，但通常还需要进行一些后续加工，如修磨、钻孔、焊接等，以达到最终要求的尺寸和表面质量。
综上所述，铸造生产流程中的主要步骤包括模具制作、熔化金属、浇注、冷却凝固、脱模和后续加工。
每个步骤都至关重要，影响着最终铸件的质量和性能。
良好的工艺控制和操作技术是确保铸件质量的关键。
希望上述内容能帮助您更好地了解铸造生产过程。
1。
铸造厂生产流程-概述说明以及解释
铸造厂生产流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铸造厂生产流程是指通过将熔化的金属或合金注入到预先制作好的模具中，经过一系列的工艺步骤，最终形成所需的铸件产品的过程。
铸造作为一种传统的金属加工方法，具有历史悠久且广泛应用的特点。
在现代工业领域，铸造厂的生产流程被广泛应用于各个行业，如汽车、航空航天、机械制造等领域。
铸造厂生产流程主要包括铸造模具制作、熔炼与浇铸、铸件清理与处理、检验与质量控制以及成品加工与包装等几个关键环节。
在铸造模具制作阶段，首先需要根据产品的要求设计和制作合适的模具，以保证最终铸件的尺寸和形状的精度。
然后，在熔炼与浇铸阶段，通过高温将所需金属或合金材料熔化，并将熔化的金属倾入到预先准备好的模具中，待其冷却凝固后，得到所需的铸件产品。
接下来，在铸件清理与处理阶段，需要对铸件进行清理和修整，主要是去除铸件表面的氧化皮、砂粒等杂质，并进行必要的焊接、切割或修补工作，以确保铸件的质量和完整性。
紧接着，在检验与质量控制阶段，对铸件进行各项质量检测和控制，以确保铸件的尺寸、组织结构、力学性能等达到设计要求。
最后，在成品加工与包装阶段，通过进一步的机械加工、表面处理等工艺，将铸件加工成最终的成品，并进行包装和标识。
铸造厂生产流程的概述如上所述，每个环节都扮演着重要的角色，相互配合，确保了最终产品的质量和性能。
随着科技的发展，铸造厂生产流程也在不断改进和创新，以适应不同行业对精度、质量和效率的要求。
未来，随着新材料技术和制造工艺的发展，铸造厂生产流程将会更加智能化、自动化和高效化，为各个行业带来更多的创新和发展机遇。
1.2 文章结构本文从五个主要方面阐述了铸造厂的生产流程，包括铸造厂生产流程概述、铸造模具制作、熔炼与浇铸、铸件清理与处理、检验与质量控制以及成品加工与包装。
通过引言的概述和目的部分，读者将了解到本文的主要内容和研究目标。
接下来，将详细介绍每个方面的流程与步骤。
在2.1节中，将对铸造厂生产流程进行整体概述，包括原材料的准备、生产线的布置以及主要工序的顺序。
铸造车间生产流程
铸造车间生产流程咱来唠唠铸造车间的生产流程哈。
一、模具准备。
在铸造车间啊，模具那可太重要了。
就像是做饭得先有个合适的锅一样。
模具得先检查，看看有没有破损啊，有没有哪里变形了。
要是模具都不完好，那后面铸造出来的东西肯定也歪瓜裂枣的。
这检查模具就像挑水果，得仔仔细细，挑出那些有毛病的。
然后呢，还得给模具做清洁，不能有杂物啊，要是有个小沙子啥的在模具里，就像饭里有个小石头，多硌应人啊。
模具准备好，就像是舞台搭好了，就等主角登场啦。
二、原料熔化。
接下来就是原料熔化这一步。
铸造的原料可多啦，像铁啊，铝啊之类的。
把这些原料放到熔炉里，那熔炉就像一个大火炉，把原料烤得熔化掉。
这时候操作熔炉的师傅可得小心了，就像照顾小宝宝一样，温度得控制好。
温度高了不行，低了也不行。
高了原料可能就会有问题，低了呢又化不完全。
师傅们就得盯着那温度表，眼睛都不敢眨一下。
看着那些原料慢慢变成液态，就像看着冰块化成水一样神奇，只不过这个可比冰块化成水热多了，那热度，感觉都能把人烤化了。
三、浇注。
等原料都熔化好了，就到浇注这个环节了。
这就像是把水从一个杯子倒进另一个形状的容器里。
液态的原料从浇注口缓缓流进模具里，这个过程可得稳啊。
就像倒茶一样，要是手抖了，那原料就可能洒得到处都是，或者在模具里分布不均匀。
浇注的时候，大家都屏气凝神的，就盼着原料能乖乖地填满模具的每个角落。
这时候整个车间都有一种很紧张又很期待的氛围，就像等待着一场魔术表演的最终结果一样。
四、冷却。
浇注完了，就该冷却了。
这时候就把装着原料的模具放在一边，让它慢慢冷却。
就像刚烤完的蛋糕得放凉一样。
冷却的过程可不能着急，要是急着把还没完全冷却的东西拿出来，那可能就毁了。
这个时候车间里就比较安静，大家都在等着它慢慢降温，就像等待着一个沉睡的小宝贝慢慢醒来。
五、脱模。
冷却好了之后呢，就到脱模的时候啦。
这就像是把做好的蛋糕从模具里拿出来一样。
不过这个可没那么轻松，得小心翼翼的，不能把铸造好的东西弄坏了。
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《铸造生产过程及铸件质量检测》
图1-5 熔模铸 造技术准备、 生产工艺流程 框图
《铸造生产过程及铸件质量检测》
熔模铸造具有以下特点：
①铸件尺寸精确，一般其精度可达CT 4～7，有时 尺寸公差可小于土0，005 cm／cm。表面粗糙度最细 可达Ra 0.63～1.25μ m，故可使铸件达到少切削，甚至 无余量的要求。 ②可铸造形状复杂的铸件。铸件壁厚最小可为0.5 mm，可铸最小孔径为0.5 mm，最小的铸件重量可达1 g，而重的铸件可达10 kg以上，最重的熔模铸件有达
2.2.3 离心铸造 离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使 液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固形成的 一种铸造方法。
图1-3 金属型 铸造工 艺过程
《铸造生产过程及铸件质量检测》
（1）优点
1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸 件组织致密，力学性能比砂型铸件高15%左右。 2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸 件，并且质量稳定性好。
3）因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和
有害气体、降低劳动强度。
铸型靠型砂自身的化学反应而硬化，一 般不需要烘干，或只经低温 烘烤。优点是强 度高，节约能源、效率高。但成本较高，有 的易产生粘砂等缺陷。自硬砂型目前用得较 多的有用水玻璃作粘结剂的水玻璃砂型以及 用合成树脂作粘结剂的树脂砂型等。自硬砂 型对于各种铸件均可采用。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
2.2 特种铸造 2.2.1 金属型铸造工艺
⑤工艺过程复杂、工序繁多。使生产过程控制难度
大增。消耗的材料较贵，对模具和设备要求较严。生产 周期长。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
熔模铸造具有以下特点：
⑥铸件冷却速度慢，故铸件晶粒粗大。除特殊产品， 如定向结晶件、单晶叶片外，一般铸件的力学性能都有
所降低，碳钢件还易表面脱碳。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
2. 铸造生产的工艺过程
铸造生产是工序多且复杂的组合过程，基本 上由原材料准备、铸型制备、合金熔炼及浇注、 落砂及清理等几个相对独立的工艺过程所组成。
图1-1
砂型铸造工艺流程图
《铸造生产过程及铸件质量检测》
铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。
图1-2 套筒砂型铸造简图
《铸造生产过程及铸件质量检测》
因此砂型铸造是铸造生产重应用最广泛的一种方法，世界
各国用砂型铸造生产的铸件约占铸件总产量的80～90％。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
砂型的种类：常用的砂型有湿型、 干型、表面干型和各件质量检测》
湿型：
向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制 而成的型砂称为湿型砂。用湿型砂舂实，浇注 前不烘干的砂型称为湿型。铝合金、镁合金铸 件、小型铸铁件的生产常使用湿型。湿型可使 铸件生产周期缩短，生产率高，经济；由于不 必烘干及不需要相应的烘干装置，故节省投资 及能源消耗；易于实现机械化和自动化；比干 型生产劳动条件好。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
表面干型： 铸件表面仅有一层很薄的型砂被干燥 （干燥层一般为15～20mm厚），铸型其 余部分仍然是湿的，故称表面干型。表面 干型介于湿型和干型之间，既有湿型的优 点，又有湿型达不到的性能。表面干型常 用于生产中、大型铝铸件和铸铁件。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
化学硬化砂型（自硬砂型）：
《铸造生产过程及铸件质量检测》
干型：
经过烘干的砂型称为干型。烘干后增加 了强度和透气性，显著降低发气性，大大减 少了由于铸型方面的原因而产生的气孔、砂 眼、胀砂、夹砂等缺陷。干型的缺点是生产 周期长，需要烘干设备，增加燃料消耗，恶 化劳动条件，难于实现机械化和自动化。主 要用于质量要求高，结构复杂，单件、小批 生产的中大型铸件上。
2.1 砂型铸造
以型砂为材料制备铸型的铸造方法叫做砂型铸造。有 别于砂型铸造的其它铸造方法，称为特种铸造。 砂型铸造和特种铸造比较，其缺点是：劳动条件较差， 铸件质量欠佳，铸型只能使用一次，生产率也较低。 优点是：不受零件的形状、大小、复杂程度及合金种 类的限制；造型材料来源较广，生产准备周期短，成本低。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
（2）缺点 1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导 出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。
2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹
3）金属型制造周期较长，成本较高。因此只有在 大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
2.2.2 熔模铸造 熔模铸造通常是用可熔模样的表面涂覆多 层耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模 样熔去，而获得具有与模样形状相应空腔的型 壳，再经过焙烧，然后在 型壳温度很高情况下进行 浇注，从而获得铸件的一 种方法。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
主讲：周棣华
四川工程职业技术学院-郭伟
《铸造生产过程及铸件质量检测》
第一章 铸造生产过程
《铸造生产过程及铸件质量检测》
1. 铸造生产的过程简述
铸造生产通常指通过一定的方法用熔融 的金属材料获得所需产品的方法，即将液态 合金注入预先制备好的具有一定形状和尺寸 的铸型中，使之冷却、凝固，从而获得所需 零件毛坯的方法，简称铸造，其产品称为铸 件。
80 kg的记录。还可把原由几个零件组装、焊接起来的
组合件进行整体铸造，减轻机件重量，缩短生产过程。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
熔模铸造具有以下特点：
③不受铸件材料的限制。熔模铸造可用来制造碳锕、 合金钢、球墨铸铁、铜台金、铝合金、镁合金、钛合金、 高温合金、贵重金属的铸件。一些难以锻造、焊接或切 削加工的精密铸件用熔模铸造法生产具有很大的经济教 益。 ④铸件尺寸不能太大，重量也有限制，不像砂型铸 造那样可生产几吨甚至几十吨重的铸件。
《铸造生产过程及铸件质量检测》
铸件质量也包含两方面的内容： 一 是铸件产品质量 二 是铸造过程质量。 铸造过程质量直接决定着产品质量，控制 好铸造过程，必须从细节抓起，通过工艺文件、 指控点建立、企业文化凝聚、设备保证等多方 面一起建立一个稳定的铸造质量控制全过程。
《铸造生产过程及铸件质量检测》