02金属材料液态成形工艺技术.pptx
（3）铸造合金种类不受限制，尤其适合高熔点和 难切削合金。
（4）生产批量不受限制，可单件或成批生产。
（5）工序繁杂，生产周期长，原辅材料费用高， 生产成本较高，铸件限于25kg。
4. 金属型铸造
金属型冷速快，一型多用。
金属型结构与材料
分型面——垂直、水平、复合分型 垂直型便于开设浇注系统和取出铸件。 材料——熔点应高于浇注合金。 低熔点的Sn, Zn, Mg等可用灰铸铁； Al, Cu合金可用合金铸铁或钢。 型芯：砂芯或金属芯。Fra bibliotek热压铸
压铸工艺设计内容
压力参数：压射压力、压射力和比压 运动参数：冲头速度 充型条件：充型时间 时间参数：建压与持压时间 温度参数：浇注温度、铸型温度 压铸涂料：种类与施涂方法
2 低压铸造 低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而
上充填型腔以形成铸件的成形工艺。
压力：0.02-0.06 MPa。
合型浇注凝固冷却
落砂清理铸件检验入库
工艺三大块：冶炼，造型(芯)和浇注
砂型铸造 两箱砂型铸造
收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现 象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹， 对铸造工艺影响很大。
缩孔与缩松 铸造应力 铸件变形 铸件裂纹
铸件的缩孔
定向凝固图解
温度
缩孔
浇注系统 冒口
3 2
。
3 熔模铸造
4 . 型1石壳2水.3蜡.焙玻制.+制璃硬蜡烧脱型、脂模蜡壳（石酸强英(1粉:化1固)）化层。 800-9在5蜡压0型C料中熔铸化造流成出形型。 壳。
零件
木模
（5）填砂浇注 （6）脱壳、清理。
熔模铸造
熔模铸造
熔模铸件的结构工艺性
铸孔不能太小和太深，一般铸孔应大于 2mm。
型腔
1
距离
冷铁的使用图解
冷铁
3
1
2
三杆热应力分析模型
+- +
-+ -
典型结构变形举例
+
—+
—
-
框架结构
T型梁结构
内应力薄压厚拉 变形方向恰相反
2.3 特种铸造
压力铸造 低压铸造 挤压铸造 离心铸造
金属型铸造 陶瓷型铸造 磁型铸造 熔模铸造 消失模铸造
特点：1 充型力变更；2 型模革新
金属型铸造
结构工艺性
铸件结构斜度比砂型铸造大。 壁厚要均匀，不能过薄。最小壁厚：铝
硅 合 金 2 - 4 mm； 铝 镁 合 金 3 - 5 mm； 铸 铁 2.5-4mm。 铸孔不能过小，过深。
金属型铸造特点及应用范围
机加工余量小，尺寸精度IT12-IT16；表面粗 糙度Ra12.5-6.3m。
冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。 一型多铸，提高生产率，节约造型材料，减轻
环境污染，改善劳动条件。 成本高，不宜大型，形状复杂和薄壁铸件；铸
铁件易白口化，切削困难，尺寸限制在300mm ，重量8kg以下。
5.消失模铸造
原理
泡沫塑料模
浇注时气化消失
工件
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。21.2.72 1.2.7Sunday, February 07, 2021
压铸特点
精度高(IT11-14级；3.2-0.8m)、组织致密； 适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可
组合压铸或镶嵌压铸； 生产率高、材料利用率提高60-70%、实现少切
削和零切削，经济效益好。 缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件
存在气孔。
工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪 表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五 金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。
低压铸造工艺原理
铸型 坩埚炉
熔化黄铜水
低压铸造特点
浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金 和铸件大小；
底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁 冲刷等弊病，铸件合格率提高；
压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光 洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁 件铸造尤其有利；
节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%； 劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化
逐渐壁厚不可太薄，一般2-8mm。 铸件壁厚尽量均匀。
熔模铸造的特点和应用
（1）铸件精度高，表面质量好，属少，无切削工 艺 。 尺 寸 精 度 IT11-14， 表 面 粗 糙 度 Ra12.5-1.6m 。
（2）可铸造形状复杂铸件，最小壁厚可达0.3mm ，最小铸孔直径0.5mm。可一次铸出组合体。
可成形复杂零件：适合形状复杂，尤其是有 复杂内腔的毛坯或零件。
成本低 缺点：组织缺陷，力学性能低，质量不稳定，
工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。
3 分类
按造型分: 砂型铸造与特种铸造。
砂型铸造是基础，特种铸造是在砂 型铸造基础上革新发展起来的。
4 砂型铸造工艺流程图
型砂配制造型砂型干燥 工装准备炉料准备合金冶炼 芯砂配制造芯型芯干燥
2 金属材料液态成形工艺技术
2.1 概述
1 定义 所谓金属材料的液态成型，即铸造，
是将液态金属借助外力充填到型腔中， 使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的 毛坯或零件的工艺。
铸造工艺 异径管铸造工艺
2 铸造工艺特点
适应性广:适应铸铁，碳钢，有色金属等材料； 铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚 1mm到1m 。
汽车工业压铸应用分量例： 镁合金70-80% 铝合金60% 锌合金50%
压铸机
按压室是否浸在熔融金 属中，分
冷室压铸机
热室压铸机
按压室位置，分 卧式压铸机 立式压铸机
主要构成：：合型机构、压射机 构、机座、液压传动系统、控制 系统、润滑冷却系统等。
卧式压铸机
立式压铸机
大型压铸机
离心铸造
案例介绍
地处杏林的厦门路达有限公司为台资 企业，产品为高档水龙头。国际市场售价 在$几十到$几百不等。
该水龙头基体为黄铜铸件，采用数控 低压铸造，生产过程瑞士远端实时故障监 控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需 要进行磁控溅射特殊涂层。
低压铸造装备外型
压缩气
主要步骤
通气充型 加压凝固 放气开模
特种铸造属先进铸造，是铸造技术 沿精密、洁净和高效方向的发展。
其中最主要的发展是铸造过程数控 自动化与铸造工艺的绿色化。
1 压力铸造
压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以 高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸 件的特种铸造工艺。 特点 高压：比压30-70MPa 高速：充型时间0.01-0.2秒
（4）生产批量不受限制，可单件或成批生产。
（5）工序繁杂，生产周期长，原辅材料费用高， 生产成本较高，铸件限于25kg。
4. 金属型铸造
金属型冷速快，一型多用。
金属型结构与材料
分型面——垂直、水平、复合分型 垂直型便于开设浇注系统和取出铸件。 材料——熔点应高于浇注合金。 低熔点的Sn, Zn, Mg等可用灰铸铁； Al, Cu合金可用合金铸铁或钢。 型芯：砂芯或金属芯。Fra bibliotek热压铸
压铸工艺设计内容
压力参数：压射压力、压射力和比压 运动参数：冲头速度 充型条件：充型时间 时间参数：建压与持压时间 温度参数：浇注温度、铸型温度 压铸涂料：种类与施涂方法
2 低压铸造 低压铸造是液体金属在压力作用下，自下而
上充填型腔以形成铸件的成形工艺。
压力：0.02-0.06 MPa。
合型浇注凝固冷却
落砂清理铸件检验入库
工艺三大块：冶炼，造型(芯)和浇注
砂型铸造 两箱砂型铸造
收缩是液态合金凝固冷却过程中的必然现 象，它产生缩孔与缩松，内应力，变形和裂纹， 对铸造工艺影响很大。
缩孔与缩松 铸造应力 铸件变形 铸件裂纹
铸件的缩孔
定向凝固图解
温度
缩孔
浇注系统 冒口
3 2
。
3 熔模铸造
4 . 型1石壳2水.3蜡.焙玻制.+制璃硬蜡烧脱型、脂模蜡壳（石酸强英(1粉:化1固)）化层。 800-9在5蜡压0型C料中熔铸化造流成出形型。 壳。
零件
木模
（5）填砂浇注 （6）脱壳、清理。
熔模铸造
熔模铸造
熔模铸件的结构工艺性
铸孔不能太小和太深，一般铸孔应大于 2mm。
型腔
1
距离
冷铁的使用图解
冷铁
3
1
2
三杆热应力分析模型
+- +
-+ -
典型结构变形举例
+
—+
—
-
框架结构
T型梁结构
内应力薄压厚拉 变形方向恰相反
2.3 特种铸造
压力铸造 低压铸造 挤压铸造 离心铸造
金属型铸造 陶瓷型铸造 磁型铸造 熔模铸造 消失模铸造
特点：1 充型力变更；2 型模革新
金属型铸造
结构工艺性
铸件结构斜度比砂型铸造大。 壁厚要均匀，不能过薄。最小壁厚：铝
硅 合 金 2 - 4 mm； 铝 镁 合 金 3 - 5 mm； 铸 铁 2.5-4mm。 铸孔不能过小，过深。
金属型铸造特点及应用范围
机加工余量小，尺寸精度IT12-IT16；表面粗 糙度Ra12.5-6.3m。
冷却速度快，铸件晶粒较细，力学性能提高。 一型多铸，提高生产率，节约造型材料，减轻
环境污染，改善劳动条件。 成本高，不宜大型，形状复杂和薄壁铸件；铸
铁件易白口化，切削困难，尺寸限制在300mm ，重量8kg以下。
5.消失模铸造
原理
泡沫塑料模
浇注时气化消失
工件
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。21.2.72 1.2.7Sunday, February 07, 2021
压铸特点
精度高(IT11-14级；3.2-0.8m)、组织致密； 适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可
组合压铸或镶嵌压铸； 生产率高、材料利用率提高60-70%、实现少切
削和零切削，经济效益好。 缺点：压铸型寿命短、压铸机投资大、压铸件
存在气孔。
工业应用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪 表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五 金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。
低压铸造工艺原理
铸型 坩埚炉
熔化黄铜水
低压铸造特点
浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金 和铸件大小；
底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁 冲刷等弊病，铸件合格率提高；
压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光 洁，少切削或零切削，机械性能高，对薄壁 件铸造尤其有利；
节省补缩冒口，金属利用率高达90-98%； 劳动强度低，劳动条件好，容易数控自动化
逐渐壁厚不可太薄，一般2-8mm。 铸件壁厚尽量均匀。
熔模铸造的特点和应用
（1）铸件精度高，表面质量好，属少，无切削工 艺 。 尺 寸 精 度 IT11-14， 表 面 粗 糙 度 Ra12.5-1.6m 。
（2）可铸造形状复杂铸件，最小壁厚可达0.3mm ，最小铸孔直径0.5mm。可一次铸出组合体。
可成形复杂零件：适合形状复杂，尤其是有 复杂内腔的毛坯或零件。
成本低 缺点：组织缺陷，力学性能低，质量不稳定，
工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。
3 分类
按造型分: 砂型铸造与特种铸造。
砂型铸造是基础，特种铸造是在砂 型铸造基础上革新发展起来的。
4 砂型铸造工艺流程图
型砂配制造型砂型干燥 工装准备炉料准备合金冶炼 芯砂配制造芯型芯干燥
2 金属材料液态成形工艺技术
2.1 概述
1 定义 所谓金属材料的液态成型，即铸造，
是将液态金属借助外力充填到型腔中， 使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的 毛坯或零件的工艺。
铸造工艺 异径管铸造工艺
2 铸造工艺特点
适应性广:适应铸铁，碳钢，有色金属等材料； 铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚 1mm到1m 。
汽车工业压铸应用分量例： 镁合金70-80% 铝合金60% 锌合金50%
压铸机
按压室是否浸在熔融金 属中，分
冷室压铸机
热室压铸机
按压室位置，分 卧式压铸机 立式压铸机
主要构成：：合型机构、压射机 构、机座、液压传动系统、控制 系统、润滑冷却系统等。
卧式压铸机
立式压铸机
大型压铸机
离心铸造
案例介绍
地处杏林的厦门路达有限公司为台资 企业，产品为高档水龙头。国际市场售价 在$几十到$几百不等。
该水龙头基体为黄铜铸件，采用数控 低压铸造，生产过程瑞士远端实时故障监 控。铸件外表防护装饰性电镀，或根据需 要进行磁控溅射特殊涂层。
低压铸造装备外型
压缩气
主要步骤
通气充型 加压凝固 放气开模
特种铸造属先进铸造，是铸造技术 沿精密、洁净和高效方向的发展。
其中最主要的发展是铸造过程数控 自动化与铸造工艺的绿色化。
1 压力铸造
压力铸造是将液态或半液态合金在高压作用下，以 高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸 件的特种铸造工艺。 特点 高压：比压30-70MPa 高速：充型时间0.01-0.2秒
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金属材料成型基础之金属液态成型(ppt 101页)_5572
§1-2 液态金属的凝固与收缩
一、铸件的凝固方式
温度 温度
1. 逐层凝固 2. 糊状凝固 3. 中间凝固
a bc
液相线
S
液相线 固相线
影响铸件凝固方 成分 式的主要因素 ：
固
表层
液
中心
（1）合金的结晶温度范围
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄， 愈倾向于逐层凝固 。
浇口杯
出气口
流动性（cm）
温度（℃）
30 0 20 0 10 00
80
60
40
20
0
Pb
20
40
60
80 Sb
合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点
温度（℃）
流动性（cm）
300 200 100
0 80 60 40 20 0
Pb 20 40 60 80 Sb
a）在恒温下凝固 b）在一定温度范围内凝固
上型
合金的线收缩受到铸型、 型芯、浇冒系统的机械阻 碍而形成的内应力。
机械应力是暂时应力。
下型
2．热应力
热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同， 以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。
T
1
TH
1
Hale Waihona Puke 2塑性状态++-
t0~t1: t1~t2： t2~t3：
11
T临
22
2
T室
弹性状态
t
二、浇注条件
（1）浇注温度 一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。 （2）充型压力 液态金属在流动方向上所受的压力越大，
金属的液态成形原理资料PPT课件
合金成分和温度
铸件的收缩
铸型、型芯条件
铸件结构
第23页/共47页
常用铸造合金的收缩率
合• 金铸造合含金从碳浇量注，凝固浇直注到至冷却液到态室温的过凝程固中，其体固积或态尺寸缩总减收的现缩 种类象，称（为收%缩）。收缩是温铸度件产生缩收孔缩、缩松、收裂缩纹、变形收的根缩源。 （%）
• 液态收缩
铸造• 碳钢•
（1）这是由于薄壁铸件的铸型冷却作用强，薄壁断面温 度梯度大，倾向于逐层凝固。因此收缩小的灰铸铁可消除 缩孔，获得致密铸件；而收缩较大的薄壁铸钢、有色合金 铸件会出现轴线缩松，但其表层组织致密。
第34页/共47页
（2）锡青铜，铝硅合金等凝固温度范围较宽的合金，倾 向于糊状凝固，用顺序凝固也难以消除缩松，采用 冷铁（或金属型铸造）及同时凝固原则，可保证其 表层组织致密。
1、合金的收缩 液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体
积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松, 裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.
收缩的几个阶段 1) 液态收缩（T浇 — T液） : 从金属液浇入铸型到开始 凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度至开始凝 固的温度的温差成正比. 2) 凝固收缩（T液 — T固）: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如 : 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%。 3) 固态收缩（T固 — T室） : 凝固以后到常温. 固态 体积收缩直观表现为铸件各方向线尺寸的缩小，影响 铸件尺寸精度及形状的准确性,故用线收缩率表示.
铸件内部就发生内应力,即铸造应力。内应力是铸 件
产生变形和裂纹的基本原因。
按阻碍收缩的原因分为：
1）热应力
金属精密液态成形技术课件-型壳制备
4.02
8.6
高精度件面層（高
合金鋼），芯
鋯砂
弱酸性
＜1948
4.5～4.9
4.6
高精度件（非高合金
鋼）面層
高嶺石熟料
弱酸性
2.4～2.6
5.0
背層
鋁礬土熟料
弱酸性
3.1～3.5
5.0～5.8
背層
1700～1790
1800
應
用
耐火材料選用原則
是否可以生產高精度鑄件
➢ 看熱膨脹係數
熱膨脹係數較小而均勻的材料可以生
熔模精密鑄造的型殼材料有:
①難熔金屬(鎢、鉬、鉭、鈮等)粉；
②特種耐火氧化物(ZrO2、Y2O3、一些稀土金屬
氧化物以及CaO等)。
鈦合金熔模精密鑄造的型殼材料
面層：氧化鋯和氧化釔（氧化鋯主要用於民品
件生產，而氧化釔則主要用於航空鑄件
的生產）
過渡層：莫來石、鋁礬土，粘結劑為矽酸乙酯
背層：鋁礬土，粘結劑為矽溶膠
與粘結劑對應工藝
水玻璃
矽砂
剛玉
莫來石
高嶺石
鋯砂
水玻璃工藝
矽酸乙酯
矽溶膠
矽酸乙酯工藝
矽溶膠工藝
（1）制殼耐火材料的作用與性能要求
耐火材料是組成型殼的基本材料，對型殼的性
能及鑄件的表面品質有著重要影響。
耐火粉、砂占型殼重量的90%以上，很重要。
面層型殼直接接觸金屬液，影響型殼緻密性。
背層型殼則影響型殼強度。
石英的多晶轉變導致體積變化的不均勻性，影
響型殼尺寸的線量變化不穩定。用石英型殼製造
的鑄件尺寸精度較低。
石英型殼的殘留強度低，脫殼性好，且石英的
8.6
高精度件面層（高
合金鋼），芯
鋯砂
弱酸性
＜1948
4.5～4.9
4.6
高精度件（非高合金
鋼）面層
高嶺石熟料
弱酸性
2.4～2.6
5.0
背層
鋁礬土熟料
弱酸性
3.1～3.5
5.0～5.8
背層
1700～1790
1800
應
用
耐火材料選用原則
是否可以生產高精度鑄件
➢ 看熱膨脹係數
熱膨脹係數較小而均勻的材料可以生
熔模精密鑄造的型殼材料有:
①難熔金屬(鎢、鉬、鉭、鈮等)粉；
②特種耐火氧化物(ZrO2、Y2O3、一些稀土金屬
氧化物以及CaO等)。
鈦合金熔模精密鑄造的型殼材料
面層：氧化鋯和氧化釔（氧化鋯主要用於民品
件生產，而氧化釔則主要用於航空鑄件
的生產）
過渡層：莫來石、鋁礬土，粘結劑為矽酸乙酯
背層：鋁礬土，粘結劑為矽溶膠
與粘結劑對應工藝
水玻璃
矽砂
剛玉
莫來石
高嶺石
鋯砂
水玻璃工藝
矽酸乙酯
矽溶膠
矽酸乙酯工藝
矽溶膠工藝
（1）制殼耐火材料的作用與性能要求
耐火材料是組成型殼的基本材料，對型殼的性
能及鑄件的表面品質有著重要影響。
耐火粉、砂占型殼重量的90%以上，很重要。
面層型殼直接接觸金屬液，影響型殼緻密性。
背層型殼則影響型殼強度。
石英的多晶轉變導致體積變化的不均勻性，影
響型殼尺寸的線量變化不穩定。用石英型殼製造
的鑄件尺寸精度較低。
石英型殼的殘留強度低，脫殼性好，且石英的
金属液态成形教学课件.
三种凝固方式示意图
铸件质量与其凝固方式密切相关。一般，逐层凝 固时，合金的充型能力强，便于防止缩孔和缩松；糊 状凝固，则难以获得结晶紧密的铸件。
影响凝固方式的因素
• 合金的结晶温度范围 合金的结晶温度范围愈小, 凝固区愈窄，愈倾向于逐层凝 固；反之，则倾向于逐层凝固。 铸件的温度梯度 当合金成分已确定，凝固 区的宽窄，取决于其内外层的 温度梯度。铸件的温度梯度愈 大，凝固区愈窄，愈倾向于逐 层凝固。铸件的温度梯度愈小 ， 凝固区愈宽，愈倾向于糊 状凝固。
合金的总收缩为上述三种收缩的总和。其中 液态收缩和凝固收缩形成铸件的缩孔和缩松，固 态收缩使铸件产生内应力、变形和裂纹。
合金的收缩量可用体收缩率和线收缩率来表示。 体收缩率：单位体积的变化量。 线收缩率：单位长度的变化量。
• 液态收缩时，合金从浇注温 度冷却到液相线温度。（体 收缩） • 凝固收缩时，合金从液相线 温度冷却到固相线温度。 （体收缩） • 固态收缩时，合金从固相线 温度冷却到室温。 （线收缩）
• 同时凝固原则适用于收缩小或壁厚均匀的薄壁铸件，采用同时凝 固原则，铸件热应力小，但在铸件中心往往产生缩松。
• 对结构复杂的铸件，既要避免产生缩孔和缩松，又要减小热应力， 防止变形和裂纹，这两种凝固原则可同时采用。
• 合理应用冒口、冷铁等工艺措施 冒口一般设置在铸件厚 壁和热节部位，尺寸应保证 比补缩部位晚凝固，并有足 够的金属液供给，形状多为 园柱形。 冷铁通常是用铸铁、钢 和铜等金属材料制成的激冷 物，与冒口配合，可扩大冒 口的有效补缩距离。
防止措施：使芯撑、冷铁表面保持干燥，无油无 锈。
1.合金的流动性
（1）慨念： 指液态金属的流 动能力，在铸造过程中即表现 为液态金属充填铸型的能力。 合金流动性的大小，通常以螺 旋形试样的长度来衡量。
金属的液态成形技术研究.最全PPT
a——共晶成分合金 b——过共晶成分合金
ab
温度
铸件 铸件
液相线 固相线
成分
固
液
液
表层 中心
表层 中心
合金成分对流动性的影响
1.1 金属液态成形的基本原理
结晶区间越大，流动性越差，共晶成分合金的流动性最好。 过共晶成分合金在结晶时因有液固两相存在，流动性较差。
P可提高流动性，S可使流动性下降。
1.1 金属液态成形的基本原理
• 合金充型能力的影响因素：
1. 流动性
2．浇铸条件 （1）浇注温度： 对合金流动性的影响很显著。 灰铸铁1200~1380℃、铸造碳钢1520~1620℃、 铝合金680~780℃。“高温出炉，低温浇注” （2）充型压力
充型压力 充型能力
1.1 金属液态成形的基本原理
▲ 低温阶段（T２～T３之间）杆Ⅱ受压、杆Ⅰ受拉
缩孔（shrinkage cavity）形状不规则，孔壁粗糙，一般位于铸件厚 大部位和热节处 。
1.1 金属液态成形的基本原理
当合金结晶温度较宽时，铸件表面结壳后，内部有较宽的液、固 两相共存的凝固区域。凝固后期，树枝晶相互接触，将合金液分割成 多个小的封闭区域，当封闭区域内合金液凝固收缩得不到补充时，就 形成了缩松。
合金：由两种或两种以上的金属元素，或金属
元素和非金属元素组成的具有金属性质的物质。
第1章 金属的液态成形技术
传统砂型铸造流程简图
第1章 金属的液态成形技术
铸造特点：
优点： 1．复杂零件（外形、内腔）； 2. 成本低； 2．尺寸和重量不受限制。
缺点： 1．废品率较高，生产过程难以控制； 2．铸件力学性能较差； 3．砂型铸造铸件精度较差。
第二章 金属液态成形
第二章金属液态成形将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇入铸型，经冷却凝固、清理处理后得到预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造是现代机械制造工业的基础工业之一，是人类掌握较早的一种金属热加工工艺。
发展的三个历史阶段…铸造一般按造型方法分类：•普通砂型铸造▪湿砂型、干砂型、化学硬化砂型•特种铸造▪以天然矿产砂石为造型原料：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▪以金属作为主要造型原料：金属型铸造、离心铸造、连铸、压力铸造、低压铸造等第一节砂型铸造方法砂型铸造采用耐火度高的硅砂、锆英砂等，配以型砂粘结剂和其他辅助材料混制成型砂，作为铸型材料。
可分作手工造型和机械造型两种。
砂型铸造基本概念一、手工造型常用方法•整模造型•分模造型•挖砂造型•假箱造型•活块造型•刮板造型•三箱造型•地坑造型单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法。
手工造型能适应各种复杂的要求，不要求很多工艺装备。
对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。
比较灵活、易行，但效率低，劳动强度大，尺寸精度和表面质量低。
二、机械造型适用于批量生产的中、小铸件，尺寸精度和表面质量高，投资大。
几种典型的机械造型1.震压造型•空气震动，噪音大•适用于中小型铸件2.微震压实造型•振动f=150~500Hz,A=25~80mm微振f=400~3000Hz,A=5~10mm•压实效果好、生产效率高•弹簧气动结构较复杂、噪声大3.高压造型•整体预震和局部微震结合，效果好•结构复杂，适用于自动生产线4.射砂造型1）热芯盒射砂造型•含树脂型砂喷射和热固化•效率高、质量好2）冷芯盒射砂造型•型砂喷射，气体硬化•质量好、生产灵活5.射压造型•造型质量好•自动化程度高•生产率高第二节特种铸造方法一、熔模铸造1.工艺步骤•制造压型•制造熔模•制造型壳•脱模、焙烧•浇注、清理2.工艺简介：1).熔模和模组的制造• 熔模：压型表面涂分型剂，压制熔模 • 组模：焊接法、机械组装法 熔模制造：多采用压力把糊状模料压入压型的方法制造熔模。
液态成型技术课件
石英岩 ——沉积的石英砂粒在地壳高温高压作用下，经过变质而 形成坚固整体的岩石则称为石英岩。这种石英岩通常含有很高的 SiO2，质地极为坚硬。经过人工采矿、清洗、破碎、筛分后就可 得到人工硅砂（或称为人造石英砂）。
对铸造用原砂质量要求
（1）含泥量——含泥量指原砂中直径小于0.02mm（20µm）的细
（或芯盒）表面的性质称为不粘模性。
（2）铸件浇注、冷却、落砂、清理阶段对型（芯）砂性能要求。 1.耐火度：型（芯）砂抵抗高温作用的性能称为耐火度。 2.透气性：紧实的型砂能让气体通过而逸出能力称为透气性。 3.发气量和有效煤粉含量： 型砂中煤粉或其它有机附加物（如重油、沥青等）在浇
注受热后产生的气体挥发物量，称为发气量；型砂中煤粉的有效含量， 成为有效煤粉含量。
2.流动性：型（芯）砂在外力或自重的作用下，沿模样（或芯盒 表面）和砂粒间相对移动的能力称为流动性。
3.强度：型砂、芯砂抵抗外力破坏的能力称为强度。 4.可塑性与韧性：可塑性是指型（芯）砂在外力作用下变形，外 力去除后仍保持所赋予形状的能力。
5.韧性：韧性是指型砂抵抗外力破坏的性能。 6.不粘模性：造型或制芯时，型（芯）砂不粘附在模样
型砂铸造优点：造型材料来源广，生产准备周期短，成本 低。
型砂铸造缺点：铸件外观质量相对较差，且铸型只能使用一 次，效率低。
基本概念： 型砂、 芯砂——制作砂型的混合物称为型砂，制作砂芯 的混合物称为芯砂。（原砂、再生砂+粘结剂+附加物）
涂料——涂敷在型腔或砂芯表面的混合物称为涂料。
第一节 砂型（芯）的制造方法 型（芯）砂的组成
绪论
铸造生产——指用熔融的液态合金注入预先制备好的铸型中使之 冷却、凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的毛 坯或零件过程，简称铸造。
对铸造用原砂质量要求
（1）含泥量——含泥量指原砂中直径小于0.02mm（20µm）的细
（或芯盒）表面的性质称为不粘模性。
（2）铸件浇注、冷却、落砂、清理阶段对型（芯）砂性能要求。 1.耐火度：型（芯）砂抵抗高温作用的性能称为耐火度。 2.透气性：紧实的型砂能让气体通过而逸出能力称为透气性。 3.发气量和有效煤粉含量： 型砂中煤粉或其它有机附加物（如重油、沥青等）在浇
注受热后产生的气体挥发物量，称为发气量；型砂中煤粉的有效含量， 成为有效煤粉含量。
2.流动性：型（芯）砂在外力或自重的作用下，沿模样（或芯盒 表面）和砂粒间相对移动的能力称为流动性。
3.强度：型砂、芯砂抵抗外力破坏的能力称为强度。 4.可塑性与韧性：可塑性是指型（芯）砂在外力作用下变形，外 力去除后仍保持所赋予形状的能力。
5.韧性：韧性是指型砂抵抗外力破坏的性能。 6.不粘模性：造型或制芯时，型（芯）砂不粘附在模样
型砂铸造优点：造型材料来源广，生产准备周期短，成本 低。
型砂铸造缺点：铸件外观质量相对较差，且铸型只能使用一 次，效率低。
基本概念： 型砂、 芯砂——制作砂型的混合物称为型砂，制作砂芯 的混合物称为芯砂。（原砂、再生砂+粘结剂+附加物）
涂料——涂敷在型腔或砂芯表面的混合物称为涂料。
第一节 砂型（芯）的制造方法 型（芯）砂的组成
绪论
铸造生产——指用熔融的液态合金注入预先制备好的铸型中使之 冷却、凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的毛 坯或零件过程，简称铸造。
第二篇金属液态成形
§1-3 液态成形内应力、变形与裂纹
3. 铸件的质量控制 1）铸件缺陷难以避免。 常见缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、缩孔、缩松； 裂纹； 合金成分、性能不合格等。 2）铸件中，可许存在一些合乎技术要求的铸造缺陷。 3）铸件质量检验——外部、内部、成分、性能检测等。
缩孔
气孔
浇不到
小结
流动性
充型能力
合金工艺性能
下型 上型
机械应力是暂时应力。
§1-3 液态成形内应力、变形与裂纹
2．热应力
铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，在同一时期内 铸件各部分收缩不一致而引起的应力。
1 2
T TH 1 T临 T室 t0 t1 2 t2 t3
塑性状态 弹性状态
+ + t0~t1: t1~t2： t2~t3：
1 固与收缩
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，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.
§1-2 液态金属的凝固与收缩
缩松的形成原因: 铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围 宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树 枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补 缩所致。
第二篇
金属液态成形工艺
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章
金属液态成形工艺基础 常用液态成形合金及其熔炼 液态金属的成形工艺方法 液态成形件的工艺设计
绪论 一 什么是液态成形（铸造）?
将液态合金浇注到一定形状、尺寸铸型空腔中， 待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法. 铸造的核心问题：
凝固组织的形成与控制； 铸造的缺陷与防止； 尺寸精度与表面粗糙度的控制。