金属型铸造生产实例
铸铁件金属型铸造技术
铸铁件金属型铸造技术1.概述一历史与现状用金属型生产铁基合金铸件始于中国。
考古发现我国铸铁件用铁型（古称“范”）生产始于战国（距今2200～2300年）用铜范铸造铁器最早为汉代（距今1800年）到清代（距今200～300年）铁范铸铁技术不断完善，用铁范铸造铁炮。
龚振麟著《铸炮铁模图说》是世界发现最早的系统论述金属型铸造铸铁件的专著。
美国Eaton公司最早获铁基合金金属型（Ferrous Permanent mold－FPM）工艺专利已是 1932年。
近几十年全世界FPM不断发展。
欧洲FPM铸件占6%～8%，有报道苏联1980年FPM铸件占铸铁件9.7%，欧、美、日等FPM件主要用于汽车、机床、空气压缩机和液压件等；近年中国由日本引进空调压缩机铸件FPM生产线；印度、加拿大、巴西、马来西亚等国也都引进过FPM生产线。
1994年日本本田公司开发投产了年产近4000t优质球墨铸件轿车转向节的FPM自动生产线，使FPM技术应用进人一个新阶段。
2.金属型铸铁技术特点及关键FPM与非铁合金金属型铸造主要区别和难点在于：铸铁是金属-非金属共晶合金，急冷下铸态金相组织更难控制，浇注温度高，金属型设计和生产更难，且金属型寿命更短，生产率又不易满足大量生产需要。
无论铸态还是热处理后使用，金属型铸铁件铸态金相组织控制对铸件性能都至关重要。
金属型冷却速度是砂型的数十倍到数百倍，直接影响铸铁形成独特组织。
控制高冷却速度下铸态金属型铸铁组织的因素很多，综合解决好以下这些因素除获预期铸态金相组织外，可大大提高生产率和金属型寿命从而降低成本、增加效益并扩大金属型铸铁应用范围，是发展金属型铸铁技术的关键。
（1）铸铁化学成分表8为金属型灰铸铁和球墨铸铁典型化学成分、金相组织和性能。
碳当量（CE）；尤其薄壁又高冷却速度下金属型铸铁的CE宜高（4.9%～5.0%），但为防止低温冷脆及有利强化孕育，原铁液中S应控制在2.2%～2.8%（质量分数，余同）且宜取下限，绝不能高于3.5%。
铸造工艺方案及工艺图示例
方案Ⅱ 从基准面D分型，铸件绝大部分位于下箱。此时，凸台A不妨碍起模，但凸台E和槽C妨碍起模，也需用活块或型芯来克服。其缺点是轴孔难以直接铸出。若铸出轴孔，因无法制出型芯头，必须加大型芯与型壁的间隙，使飞翅的清理工作量加大。
方案Ⅲ 从B面分型，即铸件全部置于下箱。其优点是铸件不会产生错型缺陷。同时，铸件最薄处在铸型下部，金属液易于填充。缺点是凸台E、A和槽C都需采用活块或型芯，而内腔型芯上大下小、稳定性差；若铸出轴孔，则其缺点与方案Ⅱ同。
1
上
2
下
3
由于轴孔直径较小、勿需铸出，而手工造型便于进行挖砂和活块造型，此时依靠方案Ⅱ分型较为经济合理。
4
但在不同生产批量下，具体方案可选择如下：
5
单件、小批生产
上
下
但在不同生产批量下，具体方案可选择如下：
(2)大批量生产
机器造型难以使用活块，故应采用型芯制出轴孔内凸台。 采用方案Ⅲ从110㎜凹槽底面分型，以降低模板制造费用。 方型芯的宽度大于底板，以便使上箱压住该型芯，防止浇注时上浮。若轴孔需要铸出，采用组合型芯即可实现。
分型面确定之后，便可依据有关资料绘制铸造工艺图。图2—42为采用分型方案Ⅰ时的铸造工艺图。由于本书省略了其它视图，故组装而成的型腔大型芯的细节图中未能示出。
铸造工艺设计实例4
图示是支承轮铸造工艺图。材料HT200，铸件质量约19 kg，轮廓尺寸φ300 mm×100 mm，生产批量为单件。 从图纸上可以看出，该铸件外形结构为旋转体，辐板下有三根加强肋并与φ40孔形成六等分均布，外形较为简单。主要壁厚为35 mm。虽然轮缘略厚些，但主要热节处是轮毂。另外轮毂部位φ40的孔加工精度高，轮毂孔需下一个型芯。该铸件应注意防止轮毂部位产生缩孔和气孔。
有色金属铸造的方法
有色金属铸造的方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊有色金属铸造这档子事儿。
你说这有色金属铸造啊，就好比是搭积木，只不过咱这积木是各种金属材料，通过特定的方法把它们组合在一起，变成咱想要的形状和东西。
先来说说这模具吧，那可真是关键得很呐！就好像是给金属搭的小房子，得尺寸合适、形状精准，不然这金属进去了可就出不来个好样子啦。
你想想，要是模具做得马马虎虎，那最后铸出来的东西不就歪瓜裂枣啦？然后就是融化金属这一步，这可得小心谨慎。
那高温的炉子就像是个小火山，把金属块放进去，看着它们一点点化成液态，还真有点神奇呢！但可别光顾着看稀奇，温度得控制好呀，高了不行低了也不行，这就像是做饭火候得恰到好处一样。
等金属融化好了，就该把它们倒进模具里啦。
这时候就得眼疾手快，还得稳准狠，就像投篮一样，一下子就得把那金属液准确地投进模具的“篮筐”里。
要是手抖了或者慢了半拍，那可就麻烦咯！等金属液在模具里冷却凝固了，就可以把成品取出来啦。
哇哦，那种期待的感觉，就像拆礼物一样，不知道会得到个什么样的宝贝。
有时候可能会有点小瑕疵，但那也是咱努力的见证呀！再说说这有色金属的种类吧，那可真是五花八门。
有铜啊，铝啊，锌啊等等，它们各有各的特点和用途。
铜比较结实耐用，铝比较轻巧，锌呢有时候能让东西更耐腐蚀。
这不就跟人一样嘛，每个人都有自己的性格和长处。
咱铸造的时候还得注意安全哦！那高温的炉子、滚烫的金属液可不是闹着玩的。
就像走在马路上得注意来往车辆一样，咱在铸造车间里也得时刻保持警惕。
铸造出来的东西用处可多啦，可以做成各种各样的零件、工具、装饰品。
想象一下，你开的车子里、你用的手机里，说不定就有通过有色金属铸造出来的小部件呢！哎呀，说了这么多，其实有色金属铸造就是个有趣又有挑战的活儿。
典型铸铁件铸造工艺设计与实例
典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件一一气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。
内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。
第1章气缸类铸件1.1低速柴油机气缸体1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复1.2中速柴油机气缸体1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3空气压缩机气缸体1.3.1 主要技术要求1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件2.1 气缸套2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件2.1.3 主要技术要求2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造2.2冷却水套2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3烘缸2.3.1 结构特点2.3.2 主要技术要求2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4活塞2.4.1 结构特点2.4.2 主要技术要求2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造第3章环形铸件3.1活塞环3.1.1 概述3.1.2 材质3.1.3 铸造工艺过程的主要设计3.2 L形环3.2.1 L形环的单体铸造3.2.2 L形环的筒形铸造第4章球墨铸铁曲轴4.1 主要结构特点4.1.1曲臂与轴颈的连接结构4.1.2 组合式曲轴4.2主要技术要求4.2.1 材质4.2.2 铸造缺陷4.2.3 质量检验4.2.4 热处理4.3铸造工艺过程的主要设计4.3.1 浇注位置4.3.2 模样4.3.3 型砂及造型4.3.4 浇冒口系统4.3.5 冷却速度4.3.6 熔炼、球化处理及浇注4.4 热处理4.4.1 退火处理4.4.2 正火、回火处理4.4.3 调质（淬火与回火）处理4.4.4 等温淬火4.5常见主要铸造缺陷及对策4.5.1 球化不良及球化衰退4.5.2 缩孔及缩松4.5.3 夹渣4.5.4 石墨漂浮4.5.5 皮下气孔4.6大型球墨铸铁曲轴的低压铸造第5章盖类铸件5.1柴油机气缸盖5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析5.1.2 主要技术要求5.1.3铸造工艺过程的主要设计5.2空气压缩机气缸盖5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析5.2.2 主要技术要求5.2.3 铸造工艺过程的主要设计5.3其他形式气缸盖5.3.1 一般结构5.3.2 主要技术要求5.3.3铸造工艺过程的主要设计第6章箱体及壳体类铸件6.1大型链轮箱体6.2增压器进气涡壳体6.3排气阀壳体6.4球墨铸铁机端壳体6.5球墨铸铁水泵壳体6.6球墨铸铁分配器壳体第7章阀体及管件7.1灰铸铁大型阀体7.2灰铸铁大型阀盖7.3球墨铸铁阀体7.4管件7.5球墨铸铁螺纹管件7.6球墨铸铁管卡箍7.6.1 主要技术要求7.6.2 铸造工艺过程的主要设计7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策第8章轮形铸件8.1 飞轮8.2调频轮8.3中小型轮形铸件8.4球墨铸铁轮盘第9章锅形铸件9.1大型碱锅9.2中小型锅形铸件第10章平板类铸件10.1大型龙门铳床落地工作台10.2大型立式车床工作台10.3大型床身中段10.4 大型底座中国机械工业出版社精装16开定价：299元。
铝合金砂型铸造案例分析- 浇冒口系统设计
横浇道尺寸 内浇口尺寸
使用以上信息，我们就可以建议一模4件的 初始工艺设计方案。
为什么没有加次冒口2、3？
在初始设计中，我们将验证从主冒口浇注 产生的温度分布变化能否使所有的凝固顺 序都指向主冒口，而不用加次冒口。如果
不行的，再添加冒口或冷铁等。
接下来，对初始设计工艺进行模拟。使用 FLOWCast™模拟充型过程，使用
及最大出品率的冒口尺寸。
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冒口冒口2推荐直径推荐直径15英寸英寸x高高3英寸英寸冒口冒口3尺寸相同直径尺寸相同直径15英寸英寸x高高3英寸英寸接下来使用浇注系统设计向导接下来使用浇注系统设计向导gatingdesignwizard?确定最优浇注时间确定最优浇注时间直浇道横浇道及内浇口尺寸直浇道横浇道及内浇口尺寸最优浇注时间最优浇注时间直浇道形状直浇道形状浇口位置浇口位置浇注系统截面比浇注系统截面比直浇道直径直浇道直径横浇道尺寸横浇道尺寸内浇口尺寸内浇口尺寸使用以上信息我们就可以建议一模使用以上信息我们就可以建议一模4件的初始工艺设计方案
行分析，得到铸件模数*。根据模数就可以
知道铸件每部分的凝固顺序，并用来确定冒 口或浇口放置的最佳位置及给出冒口尺寸。
*注: 传统的模数定义为——体积：表面积，SOLIDCast使用的是热 模数，这比传统的方法要准确的多。
铸件上的模数分布
冒口设计向导（Riser Design Wizard）通 过分析铸件上的模数分布，给出推荐的冒
铸件上的缩松（弥散的缩松）分布
X-Ray View
结论
使用浇注系统设计向导和冒口设计向导， 我们可以很快的设计出铸件工艺方案。使 用FLOWCast和SOLIDCast可以快速验证
特种铸造06金属型铸造工艺
•铸 件 和 金 属 型 在 K1》1 ， K2》1 时的温度分布
特种铸造06金属型铸造工艺
•
•下列两种情况 ： •（1） k1 《 1 k2 《 1 •（2） k1 》1 k2 》 1
• 对于金属型铸造，属于第一种情况。即金属液及金属型中的温差与间隙 的温差比可忽略，间隙成为铸件冷却的控制环节。 • 金属型铸造时，型壁与铸件间是有涂料的，涂料可以认为是间隙的一部 分。涂料和空气的导热系数都很小，且间隙层都很薄。 可以用改变涂料的 热物理性能和厚度的方法来控制铸件的凝固。
图2-4 铸件-间隙-金属 型系统的温度分布 1-金属型 2-间隙
各组元的比热流（单位时间、单位面 •
积通过的热量）q都相同
心
3-铸件 4-铸件 中
特种铸造06金属型铸造工艺
•根据付立叶定律，q值可用下述三式表示： • t℃• 4 3 2 1
• t0
•（1）
•t1
•（2）
• t2 • t3
• x1 x2 x3
v 金属型铸造 传热特点是，铸件
断面上的温差和铸型 断面上的温差与中间 层的温度相比，显得 很小，可以忽略不计。 可以认为，铸件和铸 型断面上的温度分布 实际上是均匀的，传 热过程主要取决于涂 料层的热物理性质。
特种铸造06金属型铸造工艺
v 金属型的涂料层很薄时 中间层断面的温差与
铸件和铸型的温差相比较 显得很小。可以认为，铸 型内表面温度和铸件表面 温度相同，传热过程取决 与铸件和铸型的热物理量。
特种铸造06金属型铸造工艺
三、金属型铸造的应用范围
v 合金种类
•除热裂倾向大的合金，常用铸造合金都可利用金属 型铸造。
v 铸件形状和大小 •一般金属型铸造适用于形状不太复杂的中小
五种常见的铸造工艺及其在铸造行业中的应用案例
五种常见的铸造工艺及其在铸造行业中的应用案例铸造工艺是一种常见的制造工艺，用于生产各种金属制品和零部件。
本文将介绍五种常见的铸造工艺，并通过应用案例来展示它们在铸造行业中的实际运用。
一、砂型铸造工艺砂型铸造是最常见和传统的铸造工艺之一。
它使用砂型作为铸型材料，将液态金属倒入模具中，待金属凝固后，砂型被破碎以得到铸件。
这种工艺广泛应用于生产大型铸件，如发动机缸盖和机床床身等。
案例一：汽车制造业中的缸体铸造在汽车制造业中，发动机的缸体通常是用砂型铸造工艺生产的。
砂型可以灵活地制作出各种复杂形状和内腔结构，满足汽车发动机缸体的要求。
二、金属型铸造工艺金属型铸造是一种使用金属模具的铸造工艺。
金属模具可以重复使用，提高了生产效率和产品质量。
这种工艺适用于生产高精度和大批量的铸件。
案例二：飞机引擎叶片的制造飞机引擎叶片是需要具备高精度和高强度的金属部件。
金属型铸造工艺可以制造出符合要求的叶片，有助于提高飞机引擎的性能。
三、压铸工艺压铸是一种将液态金属注入高压模具中，通过施加压力使金属充填模腔的铸造工艺。
压铸可用于生产精密度高、尺寸复杂的铸件。
案例三：手机外壳的生产手机外壳通常由铝合金或镁合金制成，具有精密的尺寸和复杂的结构。
压铸工艺能够满足手机外壳的质量和生产效率要求。
四、连续铸造工艺连续铸造是一种将液态金属连续倒入模具中，通过连续冷却和切割得到连续条状铸坯的工艺。
它适用于生产长条状铸件，如铁路轨道和钢板等。
案例四：钢铁工业中的连铸连铸广泛应用于钢铁工业，以生产各种规格和长度的钢坯。
通过连续铸造工艺，可以提高钢坯的质量和生产效率。
五、精密铸造工艺精密铸造是一种生产高精度和复杂形状铸件的工艺。
它通常结合了其他铸造工艺，如石膏型铸造和失蜡铸造等。
案例五：航空航天领域中的精密铸造在航空航天领域，精密铸造被广泛应用于生产航空发动机的复杂部件，如叶轮、涡轮等。
精密铸造工艺的使用可以确保零部件的高精度和性能要求。
总结：通过对五种常见铸造工艺的介绍和应用案例的展示，可以看出在铸造行业中这些工艺的重要性和广泛运用。
铸造工艺图及设计实例
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目录
• 铸造工艺图 • 铸造材料及特性 • 铸造设备及工具 • 铸造设计实例 • 铸造工艺优化及改进建议 • 铸造工艺图及设计软件应用
01
铸造工艺图
铸造工艺流程图
造型材料准备
包括对铸造用砂、型砂等的选择 、混砂、配制等过程。
模样和芯盒准备
根据图纸准备木模、木芯盒等。
造型和制芯
将模样放入芯盒内，填入型砂， 形成铸型。
落砂和清理
铸件冷却后打开铸型，去除铸件 表面和内部的残砂和夹杂物。
浇注
将熔融的金属注入铸型中。
合型
将上、下铸型组合起来，形成完 整的铸型。
铸造模具设计图
模具材料选择
根据铸造合金和模具使用条件 选择模具材料，如铸铁、铜合
金等。
模具结构设计
根据产品图纸和铸造工艺要求 ，设计模具结构，包括浇口位 置、分型面选择等。
组成。
数控铣床
用于模具型腔的铣削加工，主要由 主轴、工作台、控制系统等组成。
数控磨床
用于模具型腔的磨削加工，主要由 工作台、主轴、控制系统等组成。
铸造用辅助设备
混砂机
用于混制型砂，一般由混砂转子、型砂输送装置、润 湿装置等组成。
砂处理设备
用于对型砂进行干燥、冷却、输送等处理，一般由干 燥器、冷却器、输送装置等组成。
浇注机
用于浇注金属液体，一般由浇包、浇道、控制系统等 组成。
铸造工具及选用
1 2
模样和芯盒
用于制作铸造用的模样和芯盒，一般由木材或塑 料制成。
浇口杯和分流锥
用于浇注金属液体，一般由耐火材料制成。
3
冒口和冷铁
用于控制铸件的温度和补缩，一般由铸铁或铸钢 制成。
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金属型铸造生产实例
关键词：生产实例
由于金属型铸造的合金很多，铸件的形状、大小、复杂程度以及技术要求差别很大，因此铸造工艺是千变万化的。
对于具体问题，必须进行具体分析，并结合实际情况，灵活处理，反复实验总结，才能得出比较合适的工艺方案，现将铸件的生产实例按铸造合金分类介绍如下。
1 铸铁件金属型铸造实例
1.1 球墨铸铁齿轮
齿轮是最常见的机械零件，工作运行中承受较大的负荷，因此不仅机械加工尺寸精度高，对铸件的质量和力学性能要求也十分严格。
鉴于金属型铸造的优点（见1.2金属型铸造工艺特点），现将齿轮作为轮形铸件的典型代表，介绍其金属型铸造生产工艺。
1）铸件情况：材质QT500-7，零件净重10.4kg，见图JSXT-114；铸件毛重13kg，见图JSXT-115。
2）金属型形式：由于生产批量大，为提高效率，采用金属型铸造机生产。
考虑到具体齿轮毛坯的结构和尺寸（见图JSXT-116），确定采用垂直分型式金属型，定型和动型结构尺寸见图JSXT-117～图JSXT-118。
同时由于254/66＞1（见2.2.2 浇注系统的结构形式），故采用底注式。
3）冒口：鉴于球墨铸铁的糊状凝固方式和石墨化膨胀特性，集中设置一个明冒口补缩兼排气和集渣。
冒口的尺寸计算见表JSXB-35，尺
寸为下端70×32mm，上端100×48mm，高105mm，见图JSXT-116。
4）浇注系统：直浇道和横浇道截面选择见图JSXT-16 和图JSXT-18，考虑到动型开合及顶出铸件方便选为为半圆形。
尺寸计算见2.2.4金属型浇注系统计算方法，尺寸为φ36mm（半圆）；内浇道一个（过多内浇口数量不仅增加铸件顶出阻力、清理麻烦，同时也容易产生因浇注不稳定所造成的卷气现象。
因此，在满足浇注系统各截面积比例而又确保不增大铸件热节的情况下尽量减少内浇口数量），尺寸为
60×8mm，参见铸造工艺图（图JSXT-116）。
5）涂料：该齿轮铸件由于轴孔和辐板减重孔分别铸出，开型相对比较困难，铸件顶出阻力较大，故采用润滑性好的石墨涂料——即铸铁Ⅰ号（见表JSXB-125）
6）金属型工作温度：见表JSXB-97。
由于铸件表面产生皱纹，故适当提高金属型的工作温度——大于240℃。
7）浇注：浇注温度（见表JSXB-129）为1340～1380℃；浇注时间按（JSX-3）式和（JSX-4）式计算为12～15s。
8）开型；铸件的开型时间见6.3.3铸件脱型，考虑到季节的温差，确定夏季浇注后3～5min开型；冬季浇注后2～4min开型
9）铸造工艺卡：作为主要生产技术文件之一，工艺卡内容的填写应根据前述理论数据、表格、计算公式并结合具体铸件的实际情况和生产试制结果、经验来完成。
金属型铸造工艺卡填写说明
其它工艺说明
（填写上述表格中记录不完整或需特别加以说明的工艺内容）
工艺简图
（绘制金属型合型后的装配示意简图）
审核：会签：批
图JSXT-114 齿轮零件图
图JSXT-115 齿轮铸件图
图JSXT-116 齿轮铸造工艺图图JSXT-117 金属型定型
图JSXT-118 金属型动型金属型铸造工艺卡Ⅰ
冒口高度105 内浇口1 60×8 1 冒口数量 1 内浇口2
型体材料轮廓尺寸第一部分第二部分第三部分
金属型
HT200 480×602×310定型动型其他涂料种类预热温度浇注温度浇注时间开型时间铸铁Ⅰ号≥240℃1340℃～1380℃12～15 s 3～4 min
其它工艺说明
工艺简图。