数字化无模铸造ppt课件
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铸造工艺介绍ppt课件.ppt
胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直 重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔 解模型中的蜡，并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧，增强硬 度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。
2014-8-28
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
10
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造工艺图ppt课件
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19
设
计
要
点
铸造工艺 方案的确定
工艺参数 的确定
浇注系统 和冒口
铸造工艺 图的绘制
铸造工艺设计包括：
Ø选择铸造方法或造型方法
Ø铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；
Ø加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；
Ø浇注系统、冒口和冷铁的布置等；
Ø将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图
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25
1.2 铸造工艺图概述
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26
浇注位置，分型面，分模面，活块，本模的类型和 分型负数，加工余量，拔模斜度，不铸孔和沟槽， 砂芯个数和形状，芯头形式、尺寸和间隙，分盒面， 芯盒的填砂(射砂)方向，砂芯负数，砂型的出气孔， 砂芯出气方向、起吊方向，下芯顺序，芯撑的位置、 数目和规格，工艺补正量，反变形量，非加工壁厚 的负余量，浇口和冒口的形状和尺寸，冷铁形状和 个数，收缩筋(割筋)和拉筋形状、尺寸和数量，和 铸件同时铸造的试样，铸造收缩率等
21
1.1. 3 设计的内容和程序
选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构； 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数； 浇注系统、冒口和冷铁的布置等； 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出 来，绘制铸造工艺图。
工作程序：审图—初步方案—讨论—确定—设计—
会签—修改—生效。
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7
四羊方尊 高58.3厘米；重 34公斤。1938年湖南 省宁乡县出土。商代 方尊的代表。 铜尊盛行于商代和 西周时期，是一种饮 酒用具。这件四羊方 尊是现存商代青铜方 尊中最大的一件，是 国家特级文物。 被认为是中国青 铜铸造史上最杰出的 作品之一 。
消失模铸造工艺设计ppt课件-14页文档资料
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（4）制模：制模在制模机上进行，将熟化后的聚苯乙烯 珠粒用压缩空气发送到模具内，通入蒸汽使其软化膨 胀，珠粒间受热融合，黏结成型，模具冷却后开模， 取出模样。
（5）组模：将制成的模样与切割的浇道、浇口等粘接在 一起，形成浇注模。
填砂
填充的干砂温度不能高于50℃，特别是经过使 用后的干砂，必须经过冷却处理，与新砂混合 后才能使用。 泡沫塑料模样放入砂箱前，需在砂箱底部预先 放入一层底砂，经振实、挂平，其厚度一般为 100mm左右，再将上好涂料的模样组（带有 浇、冒口）放在上面，边填砂，边紧实。干砂 的充填和紧实过程必须保证干砂能充填到模型 内部的空腔，并具有足够高的紧实密度，在浇 注过程中起支撑作用。
消失模铸造工艺流程图
制模工艺
• 目前，消失模模样所用的原材料主要有可发泡聚 苯乙烯（EPS）、可发泡聚甲基丙烯酸甲酯 (EPMMA)、苯乙烯和甲基丙烯酸甲醋的共聚物 （STMMA）等。EPS模样发气量 低，残留物量少， 密度小、气化迅速、价格适中等优点，但EPS模样 容易引起铸铁件表面产生光亮碳缺陷和使铸钢件 表面增碳，而采用EPMMA模样对解决增碳、皱皮、 黑渣等缺陷非常有效，但是， EPMMA的发气量大， 约是EPS的1.5倍。STMMA是苯乙烯和甲基丙烯酸甲 醋的共聚物，兼有前两者的优点。
消失模工艺简介：
• 消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸 件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成 模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在 干石英砂中振动造型，在负压下浇注， 使模型气化，液体金属占据模型位置， 凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
消失模铸造工艺流程为：
1）制作泡塑气化模； 2）组合浇注系统； 3）气化模表面刷、喷特制耐火涂料并烘干； 4）将特制隔层砂箱置于振动工作台上； 5）填入底砂（干砂）振实，刮平； 6）将烘干的气化模放于底砂上，填满干砂，微振适当时间 刮平箱口； （填沙） 7）用塑料薄膜覆盖，放上浇口杯，接真空系统抽真空，干 砂紧固成型后，进行浇注，气化模气化消失，金属液取代其 位置； （浇注） 8）释放真空，待铸件冷凝后翻箱，从松散的砂中取出铸件。
数字化无模铸造课件
1.喷嘴 2.固定装置 3.气管 4.阀门 5.气泵 6.加工主轴 7.刀头
图14 铸造成形机排砂流程图
四喷嘴排砂洗尘系统
通过建立四喷嘴模型，利用Fluent 流体软件对其进行初步的模拟仿真，得 到四喷嘴对吹机构可以产生沿刀具一股 竖直向下的气流，此气流可以有效的排 出正在加工砂型中的深孔或窄槽中的废 砂。通过数值模拟与实验对比研究分析， 喷嘴的偏置距离为刀具的半径时，为喷 嘴最佳的偏置距离、喷嘴的角度为60°、 距离在64mm~80mm 之间时，气流的 能量损失最少、流速最大，对排除深孔、 窄槽中的废砂最为有利，得到最佳的喷 嘴布局设计。
德国AcTech 公司无模铸型制造技术
根据国内外文献资料检索，目前德国 的AcTech 公司研发了该项技术，并且 该公司于1998年申请了关于“直接制 造用于金属铸件的消失模铸型的设备 及方法”的专利，并于1999在整个欧 洲范围内申请了专利。此外，该公司 还在日本、美国和加拿大申请了相关 专利。目前AcTech 公司有2台用于直 接加工铸型的设备，其可加工的最大 外形尺寸达2.4米，该设备可用于加工 大型的车身结构、批量生产的压铸模 等。AcTech公司通常接到客户提供的 三维CAD 数据后，根据铸件尺寸和复 杂程度的不同，在3周时间内即可为顾 客提供1-5个铸件。如图9为该公司的 数控铣床在砂坯上直接加工铸型的过 程，图10为直接加工出的铸型。
研制专门的长寿命刀具 高速旋转的刀具加工砂型易磨损或崩刃
5
气动排砂工艺 加工的废砂如何及时清除
空心立铣刀的气动排砂原理
空心立铣刀的气动排砂原理如图11 所示，空气压缩机将高压气体输送到密 封腔内部，高压气体先进入转换刀柄的 十字交叉孔，然后进入转换刀柄与立铣 刀相连的一端通孔，接着进入立铣刀内 部，从立铣刀的切削刃附近的小孔喷出， 喷出的高压气体将刀具周围的废砂吹开 或排出型腔。 在型腔内部，气体压力从底部到顶 部逐渐减小，气体流速从大逐渐减小， 并且型腔出口风速及流场平均风速大于 3.3m/s。在此压力供给调节下，将会浪 费气体资源。当型腔出口平均风速大于 等于3.3m/s时，就能保证型腔内的气体 风速达到气动排砂的要求，而不必供给 过高压力的气体。
图14 铸造成形机排砂流程图
四喷嘴排砂洗尘系统
通过建立四喷嘴模型，利用Fluent 流体软件对其进行初步的模拟仿真，得 到四喷嘴对吹机构可以产生沿刀具一股 竖直向下的气流，此气流可以有效的排 出正在加工砂型中的深孔或窄槽中的废 砂。通过数值模拟与实验对比研究分析， 喷嘴的偏置距离为刀具的半径时，为喷 嘴最佳的偏置距离、喷嘴的角度为60°、 距离在64mm~80mm 之间时，气流的 能量损失最少、流速最大，对排除深孔、 窄槽中的废砂最为有利，得到最佳的喷 嘴布局设计。
德国AcTech 公司无模铸型制造技术
根据国内外文献资料检索，目前德国 的AcTech 公司研发了该项技术，并且 该公司于1998年申请了关于“直接制 造用于金属铸件的消失模铸型的设备 及方法”的专利，并于1999在整个欧 洲范围内申请了专利。此外，该公司 还在日本、美国和加拿大申请了相关 专利。目前AcTech 公司有2台用于直 接加工铸型的设备，其可加工的最大 外形尺寸达2.4米，该设备可用于加工 大型的车身结构、批量生产的压铸模 等。AcTech公司通常接到客户提供的 三维CAD 数据后，根据铸件尺寸和复 杂程度的不同，在3周时间内即可为顾 客提供1-5个铸件。如图9为该公司的 数控铣床在砂坯上直接加工铸型的过 程，图10为直接加工出的铸型。
研制专门的长寿命刀具 高速旋转的刀具加工砂型易磨损或崩刃
5
气动排砂工艺 加工的废砂如何及时清除
空心立铣刀的气动排砂原理
空心立铣刀的气动排砂原理如图11 所示，空气压缩机将高压气体输送到密 封腔内部，高压气体先进入转换刀柄的 十字交叉孔，然后进入转换刀柄与立铣 刀相连的一端通孔，接着进入立铣刀内 部，从立铣刀的切削刃附近的小孔喷出， 喷出的高压气体将刀具周围的废砂吹开 或排出型腔。 在型腔内部，气体压力从底部到顶 部逐渐减小，气体流速从大逐渐减小， 并且型腔出口风速及流场平均风速大于 3.3m/s。在此压力供给调节下，将会浪 费气体资源。当型腔出口平均风速大于 等于3.3m/s时，就能保证型腔内的气体 风速达到气动排砂的要求，而不必供给 过高压力的气体。
无模精密砂型快速技术铸造方法课件
易于实现个性化定制。
低成本
减少了传统铸造方法中的模具 制作成本，降低了生产成本。
应用领域与前景
汽车制造
航空航天
适用于汽车发动机、底盘等复杂金属部件 的制造。
适用于飞机发动机、航空器结构件等高精 度、高性能金属部件的制造。
石油化工
未来展望
适用于压力容器、管道等金属部件的制造 。
随着技术的不断进步和普及，无模精密砂 型快速铸造技术有望在更多领域得到应用 ，成为金属铸造行业的重要发展方向。
控制原材料质量
确保使用高质量的原材料和辅 助材料，如砂子、粘结剂等。
优化铸造工艺
通过调整铸造工艺参数，如浇 注温度、浇注速度等，减少铸 造缺陷的产生。
提高操作技能
加强操作人员的培训和技能提 升，确保操作过程符合规范要 求。
质量检测与评估
通过无损检测、金相检测等方 法对铸件进行质量检测和评估
，确保产品质量符合要求。
工艺优化
对工艺流程进行优化，以提高生产效率、降低能耗和减少废 品率。
关键工艺参数
浇注温度
浇注温度是影响铸件质量 的关键参数，需根据材料 特性和铸件结构合理选择。
冷却速度
冷却速度对铸件组织和机 械性能有重要影响，需根 据不同材料和工艺要求进 行控制。
砂型强度
砂型强度是保证铸件尺寸 精度和表面质量的重要因 素，需合理选择砂型材料 和工艺参数。
浇注系统设计
浇注系统是铸造过程中的重要环节， 设计合理的浇注系统可以有效减少铸 造缺陷和提高铸件质量。
砂型制作工艺优化
工艺参数优化
通过调整砂型制作的工艺参数，如砂型温度、压力、时间等，可以提高砂型的强度和耐火性，减少铸造缺陷。
设备升级
采用先进的砂型制作设备可以提高生产效率和铸件质量，如3D打印技术在砂型制作中的应用。
低成本
减少了传统铸造方法中的模具 制作成本，降低了生产成本。
应用领域与前景
汽车制造
航空航天
适用于汽车发动机、底盘等复杂金属部件 的制造。
适用于飞机发动机、航空器结构件等高精 度、高性能金属部件的制造。
石油化工
未来展望
适用于压力容器、管道等金属部件的制造 。
随着技术的不断进步和普及，无模精密砂 型快速铸造技术有望在更多领域得到应用 ，成为金属铸造行业的重要发展方向。
控制原材料质量
确保使用高质量的原材料和辅 助材料，如砂子、粘结剂等。
优化铸造工艺
通过调整铸造工艺参数，如浇 注温度、浇注速度等，减少铸 造缺陷的产生。
提高操作技能
加强操作人员的培训和技能提 升，确保操作过程符合规范要 求。
质量检测与评估
通过无损检测、金相检测等方 法对铸件进行质量检测和评估
，确保产品质量符合要求。
工艺优化
对工艺流程进行优化，以提高生产效率、降低能耗和减少废 品率。
关键工艺参数
浇注温度
浇注温度是影响铸件质量 的关键参数，需根据材料 特性和铸件结构合理选择。
冷却速度
冷却速度对铸件组织和机 械性能有重要影响，需根 据不同材料和工艺要求进 行控制。
砂型强度
砂型强度是保证铸件尺寸 精度和表面质量的重要因 素，需合理选择砂型材料 和工艺参数。
浇注系统设计
浇注系统是铸造过程中的重要环节， 设计合理的浇注系统可以有效减少铸 造缺陷和提高铸件质量。
砂型制作工艺优化
工艺参数优化
通过调整砂型制作的工艺参数，如砂型温度、压力、时间等，可以提高砂型的强度和耐火性，减少铸造缺陷。
设备升级
采用先进的砂型制作设备可以提高生产效率和铸件质量，如3D打印技术在砂型制作中的应用。
消失模铸造工艺设计ppt课件
积自上而下逐渐增大；
• 模样在砂箱中的位置应有利于干砂充填， 尽量避免水平面和水平向下的盲孔 。
总结
• 消失模铸造工艺设计目的：获得表面和内 部质量较好的优质铸件。
• 消失模铸造工艺特点：消失模的型腔是实 型的，且有泡沫塑料模样，高温浇注时， 模样气化消失。
• 消失模铸造优点：精度高、污染小、低成 本 ，可以铸造各种材质、大中小型、形状 复杂的铸件。
浇铸：
1、铸件典型浇注系统由浇口杯（外浇口）、直 浇道、直浇道道窝、橫浇道和内浇道等部分组成。 能否获得健全的铸件，与浇注系统结构和形式有 很大的关系。如果设计不合理，就可能使铸件产 生气孔、缩孔和冷隔等缺陷。
2、浇注系统的设计应该有利于金属液顺利平稳 地充满整个型腔，而且具有良好的浮渣和排气能 力，以获得无缺陷的优质铸件。消失模浇注系统 的位置安放自由，不受起模、合箱、抽芯的限制。
（4）制模：制模在制模机上进行，将熟化后的聚苯乙烯 珠粒用压缩空气发送到模具内，通入蒸汽使其软化膨 胀，珠粒间受热融合，黏结成型，模具冷却后开模， 取出模样。
（5）组模：将制成的模样与切割的浇道、浇口等粘接在 一起，形成浇注模。
填砂
填充的干砂温度不能高于50℃，特别是经过使 用后的干砂，必须经过冷却处理，与新砂混合 后才能使用。 泡沫塑料模样放入砂箱前，需在砂箱底部预先 放入一层底砂，经振实、挂平，其厚度一般为 100mm左右，再将上好涂料的模样组（带有 浇、冒口）放在上面，边填砂，边紧实。干砂 的充填和紧实过程必须保证干砂能充填到模型 内部的空腔，并具有足够高的紧实密度，在浇 注过程中起支撑作用。
• 制模流程：原料 → 预发泡 → 珠粒熟化处理 → 制模 → 模样的熟化 →模样组合
（1）原料采用聚苯乙烯珠粒，聚苯乙烯塑料具有发气量 低，残留物量少，密度小、气化迅速、价格适中等优 点。 （2）预发泡：聚苯乙烯在制模之前，必须经过预发泡 处理，来调整并获得所需的粒度和密度
• 模样在砂箱中的位置应有利于干砂充填， 尽量避免水平面和水平向下的盲孔 。
总结
• 消失模铸造工艺设计目的：获得表面和内 部质量较好的优质铸件。
• 消失模铸造工艺特点：消失模的型腔是实 型的，且有泡沫塑料模样，高温浇注时， 模样气化消失。
• 消失模铸造优点：精度高、污染小、低成 本 ，可以铸造各种材质、大中小型、形状 复杂的铸件。
浇铸：
1、铸件典型浇注系统由浇口杯（外浇口）、直 浇道、直浇道道窝、橫浇道和内浇道等部分组成。 能否获得健全的铸件，与浇注系统结构和形式有 很大的关系。如果设计不合理，就可能使铸件产 生气孔、缩孔和冷隔等缺陷。
2、浇注系统的设计应该有利于金属液顺利平稳 地充满整个型腔，而且具有良好的浮渣和排气能 力，以获得无缺陷的优质铸件。消失模浇注系统 的位置安放自由，不受起模、合箱、抽芯的限制。
（4）制模：制模在制模机上进行，将熟化后的聚苯乙烯 珠粒用压缩空气发送到模具内，通入蒸汽使其软化膨 胀，珠粒间受热融合，黏结成型，模具冷却后开模， 取出模样。
（5）组模：将制成的模样与切割的浇道、浇口等粘接在 一起，形成浇注模。
填砂
填充的干砂温度不能高于50℃，特别是经过使 用后的干砂，必须经过冷却处理，与新砂混合 后才能使用。 泡沫塑料模样放入砂箱前，需在砂箱底部预先 放入一层底砂，经振实、挂平，其厚度一般为 100mm左右，再将上好涂料的模样组（带有 浇、冒口）放在上面，边填砂，边紧实。干砂 的充填和紧实过程必须保证干砂能充填到模型 内部的空腔，并具有足够高的紧实密度，在浇 注过程中起支撑作用。
• 制模流程：原料 → 预发泡 → 珠粒熟化处理 → 制模 → 模样的熟化 →模样组合
（1）原料采用聚苯乙烯珠粒，聚苯乙烯塑料具有发气量 低，残留物量少，密度小、气化迅速、价格适中等优 点。 （2）预发泡：聚苯乙烯在制模之前，必须经过预发泡 处理，来调整并获得所需的粒度和密度
铸造概述PPT课件
裂纹
由于铸件结构不合理、浇注温度过低或冷却 过快等原因引起。
缺陷预防措施和补救方法
预防缩孔与缩松措施
改进铸件结构、降低浇注温度、 增加冒口补缩等。
预防裂纹措施
改进铸件结构、提高浇注温度、 控制冷却速度等。
预防气孔措施
控制型砂水分、烘干型芯、降 低金属液含气量等。
预防夹渣措施
提高型砂质量、改进浇注系统、 降低金属液含渣量等。
节能技术
采用先进的节能技术和设备，可以降低铸造过程中的能耗和排放， 提高能源利用效率和环保性能。
绿色材料
开发和应用绿色材料，如可再生材料、低污染材料等，可以减少 对环境的污染和破坏，促进可持续发展。
未来发展趋势预测
01 02
个性化定制
随着消费者需求的多样化，个性化定制将成为未来铸造发展的重要趋势 之一。通过数字化技术和3D打印技术等手段，可以实现快速、灵活的 生产个性化产品。
铸造概述ppt课件
contents
目录
• 铸造基本概念与分类 • 铸造材料选择与性能要求 • 铸造工艺流程及关键环节 • 典型铸造方法及设备介绍 • 铸件缺陷分析与防止措施 • 现代铸造技术发展趋势与展望
01
铸造基本概念与分类
铸造定义及作用
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金 属材料，并将其倒入模具中冷却 凝固，从而获得所需形状和性能 的工件的加工方法。
清理与检验标准
清理操作
去除铸件表面的型砂、芯砂、浇口、冒口等多余部分，使铸件表 面达到规定的粗糙度要求。
检验项目
对铸件进行外观检查、尺寸测量、化学成分分析、力学性能试验等 检验项目，确保铸件质量符合要求。
检验标准
根据铸件用途和重要性，制定相应的检验标准和质量等级要求，对 不合格的铸件进行返工或报废处理。
由于铸件结构不合理、浇注温度过低或冷却 过快等原因引起。
缺陷预防措施和补救方法
预防缩孔与缩松措施
改进铸件结构、降低浇注温度、 增加冒口补缩等。
预防裂纹措施
改进铸件结构、提高浇注温度、 控制冷却速度等。
预防气孔措施
控制型砂水分、烘干型芯、降 低金属液含气量等。
预防夹渣措施
提高型砂质量、改进浇注系统、 降低金属液含渣量等。
节能技术
采用先进的节能技术和设备，可以降低铸造过程中的能耗和排放， 提高能源利用效率和环保性能。
绿色材料
开发和应用绿色材料，如可再生材料、低污染材料等，可以减少 对环境的污染和破坏，促进可持续发展。
未来发展趋势预测
01 02
个性化定制
随着消费者需求的多样化，个性化定制将成为未来铸造发展的重要趋势 之一。通过数字化技术和3D打印技术等手段，可以实现快速、灵活的 生产个性化产品。
铸造概述ppt课件
contents
目录
• 铸造基本概念与分类 • 铸造材料选择与性能要求 • 铸造工艺流程及关键环节 • 典型铸造方法及设备介绍 • 铸件缺陷分析与防止措施 • 现代铸造技术发展趋势与展望
01
铸造基本概念与分类
铸造定义及作用
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金 属材料，并将其倒入模具中冷却 凝固，从而获得所需形状和性能 的工件的加工方法。
清理与检验标准
清理操作
去除铸件表面的型砂、芯砂、浇口、冒口等多余部分，使铸件表 面达到规定的粗糙度要求。
检验项目
对铸件进行外观检查、尺寸测量、化学成分分析、力学性能试验等 检验项目，确保铸件质量符合要求。
检验标准
根据铸件用途和重要性，制定相应的检验标准和质量等级要求，对 不合格的铸件进行返工或报废处理。
《消失模铸造简介》课件
清理处理
对铸件表面进行清理，去除多余的砂粒和杂物，进行后续加 工处理。
03
消失模铸造材料选择
铸铁
灰铸铁
具有良好的铸造性能和切削加工性能 ，广泛应用于汽车、拖拉机、机床等 机械制造业。
球墨铸铁
具有较高的强度和塑性，适用于制造 受力较复杂、要求承受冲击、耐磨损 的零件。
铸钢
碳素铸钢
具有良好的韧性和塑性，适用于制造要求承受较大载荷和冲击的零件。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，消失模铸造工艺 将更加成熟，生产效率更高，成本更低
。
智能化发展
随着智能化技术的不断发展，消失模 铸造工艺将逐步实现智能化生产，提
高生产效率和产品质量。
环保要求提高
随着环保要求的不断提高，消失模铸 造工艺将更加注重环保方面的研究和 改进。
应用领域拓展
随着消失模铸造工艺的不断完善和应 用领域的拓展，该工艺将在更多领域 得到应用和推广。
优势分析
高效节能
消失模铸造工艺能够显 著提高生产效率，减少 能源消耗，降低生产成
本。
轻量化设计
由于该工艺能够实现近 净成形，因此可以减少 后续加工量，降统铸造方法难以 实现的复杂结构，提高
产品性能。
环保
该工艺减少了废砂、废 渣的产生，降低了对环
境的污染。
由于塑料泡沫模型在高温下气化消失，不 会对金属零件产生任何残留，因此可以获 得高精度的金属零件。
适用范围广
低成本
消失模铸造技术可以应用于各种金属材料 ，如铸铁、铸钢、铝合金等，适用于生产 各种复杂形状的金属零件。
消失模铸造技术可以大幅度减少材料浪费 和加工成本，提高了经济效益。
消失模铸造的应用领域
对铸件表面进行清理，去除多余的砂粒和杂物，进行后续加 工处理。
03
消失模铸造材料选择
铸铁
灰铸铁
具有良好的铸造性能和切削加工性能 ，广泛应用于汽车、拖拉机、机床等 机械制造业。
球墨铸铁
具有较高的强度和塑性，适用于制造 受力较复杂、要求承受冲击、耐磨损 的零件。
铸钢
碳素铸钢
具有良好的韧性和塑性，适用于制造要求承受较大载荷和冲击的零件。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，消失模铸造工艺 将更加成熟，生产效率更高，成本更低
。
智能化发展
随着智能化技术的不断发展，消失模 铸造工艺将逐步实现智能化生产，提
高生产效率和产品质量。
环保要求提高
随着环保要求的不断提高，消失模铸 造工艺将更加注重环保方面的研究和 改进。
应用领域拓展
随着消失模铸造工艺的不断完善和应 用领域的拓展，该工艺将在更多领域 得到应用和推广。
优势分析
高效节能
消失模铸造工艺能够显 著提高生产效率，减少 能源消耗，降低生产成
本。
轻量化设计
由于该工艺能够实现近 净成形，因此可以减少 后续加工量，降统铸造方法难以 实现的复杂结构，提高
产品性能。
环保
该工艺减少了废砂、废 渣的产生，降低了对环
境的污染。
由于塑料泡沫模型在高温下气化消失，不 会对金属零件产生任何残留，因此可以获 得高精度的金属零件。
适用范围广
低成本
消失模铸造技术可以应用于各种金属材料 ，如铸铁、铸钢、铝合金等，适用于生产 各种复杂形状的金属零件。
消失模铸造技术可以大幅度减少材料浪费 和加工成本，提高了经济效益。
消失模铸造的应用领域
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进步，从不要木模开始。
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无模铸造技术
数字化无模铸造精密成型技术，简称无模铸造技术，是计算机、自动控 制、新材料、铸造等技术的集成和原始创新：由三维CAD模型直接驱动 铸型制造，不需要模具缩短了铸造流程，实现了数字化铸造、快速制造。
图2 技术流程图 .
目录
无模铸造的背景意义 无模铸造技术简介
无模铸造与传统造型的对比
选择性激光烧结铸 型制造工艺（SLS）、 3D打印工艺等
离散堆积 成形技术
去除加工 成形技术
数控铣削铸造工艺等
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基于离散堆积原理的无模铸型制造技术近年来取得一定进展， 通过以铸造用的陶瓷粉末或型砂为原料，在CAD 模型驱动下通过 快速成形机，可以直接制成铸造用的型壳。在CAD 环境中，直接 将零件模型转换为壳型，再配以浇冒口系统。型壳的厚度可取5～ 10mm，烧结或粘接过程中，非零件部分进行烧结或粘接，零件部 分仍是粉末。造型完成后将粉末倒出，再经固化处理就获得铸造用 的型壳。用此方法，省去传统精密铸造过程中蜡型、泡沫塑料模、
德国EOS 公司利用选区激光烧结工 艺进行砂型、塑料等模型的制造技术、 一直处于世界领先地位， 近几年随着国 内在该项技术方面的研究及发展， 技术 水平已经与国外接近， 甚至在成型空间 及某些材料加工领域已超越国外。
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3D打印技术
三维打印是通过粘结剂将粉末材料连接成成型物体的工艺。可二维运动 的机构带动喷头在计算机控制下， 按照零件轮廓形状将液体材料有选择性地 喷涂在粉末材料上， 使粉末材料与液体材料进行反应而完成当前层的固化。 每一层完成后工作台下降一定高度， 铺上一层新的粉末， 重复以上喷涂的工 作， 最终将整个零件制作完成， 见图4。目前该工艺常用的原材料有铸造砂、 陶瓷粉等。根据成型材料及成型工艺不同， 所喷涂的液体材料也不同。有的 直接将粘结剂喷涂在粉末材料上， 如在陶瓷粉末上喷涂硅溶胶； 也有将粘结 剂喷涂在预先混制固化剂的铸造砂粉末上完成固化； 还有将树脂及固化剂分 两次喷涂在铸造砂粉末上以完成固化。
图4 三维打. 印工艺示意图
3D打印技术
使用陶瓷粉为原材料制作的陶瓷型 经过二次焙烧固化后， 可结合陶瓷型精
铸工艺进行铸件生产。使用铸造砂为原 材料制作的砂型， 可直接用于铸件组芯 工艺铸造。
ExOne公司的ProMetal RCT技术是 一种专门制作铸造砂型的3DP技术，其成 形材料为树脂砂，其型砂多为硅砂、合 成砂及其他的铸造介质。成形件（砂型） 不需要特别的后处理工序，进行清扫后 就可以用于铸造生产。ProMetal RCT技 术的工作空间达到1800mm×1000mm ×700mm，层厚为0.28~0.50mm，打 印速度为59400~108000cm3/h，可用 于大型铸型的制造。ProMetal RCT技术 打印的砂型见图5。
无模铸造的应用
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无模铸型的数字化快速制造技术是近来国内外在近净成形技术方面研究的新
热点，它是建立在新材料、机电一体化、计算机技术、自动化技术、数值分析和 模拟技术等多学科高新技术成果基础上，改造了传统的毛坯成形技术，为单件小 批量零件的快速制造提供解决方案。
数字化快速铸造技术将是装备行业快速铸件制造技术的发展方向。目前无模 铸型的数字化快速制造主要包括离散堆积成形技术和去除加工成形技术。
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图3 激光选取烧结工艺示意图
激光烧结技术
使用覆膜砂材料烧结完成的砂型经 过二次烘烤固化后， 应用组芯浇注工艺 进行生产， 适用于大部分可应用组芯工 艺生产的铸铁及铸铝件。使用聚苯乙烯 粉末烧结的工件进行渗蜡后可应用精铸 工艺进行生产， 适用于融模、陶瓷型等 精铸工艺的铸件生产。激光选区烧结工 艺受设备成型空间及加工效率的影响， 不适合于大型件的生产。
数字化无模铸造技术
——吴智洲
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目录
无模铸造的背景意义 无模铸造技术简介
无模铸造与传统造型的对比
无模铸造的应用
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传统的手工砂箱造型
传统的手工砂型铸造是指用型砂紧实成铸型并用重力浇注 的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造 方法获得。
图1 传统. 的手工砂型铸造
随着汽车、机床等现今制造业技术的高速进步，以及核电、航空航 天、国防军工等重大装备和重大工程的实施，铸造产品发展的趋势要求 更好的综合性能，更高的精度，更少的余量，更好的表面质量，更复杂 的结构。同时，节能降耗、减少污染也是现代制造业的迫切要求。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
激光烧结技术
目前，SLS直接砂型制造的方法有 两种，直接烧结工艺和间接烧结工艺。 2003年新加坡国立大学对硅砂的直接 烧结工艺进行研究，提出由于硅砂中少 量Al2O3的存在可降低砂粒表面的熔点， 因此无需粘结剂即可烧结的观点。此方 法激光功率在140～200W之间，但成 形速度较慢，制造周期较长，且它对设 备要求高，因此未得到广泛地应用。目 前普遍采用的是间接烧结工艺，即烧结 表面覆有热塑性粘结剂的覆膜砂，酚醛 树脂的固化温度不高，激光功率只要求 在25～100W内。完成的砂型（芯）强 度较低，需经过进一步的后固化处理， 其固化温度一般控制在200～280℃。
木基模的于制作离等散多种堆工艺积过程原，是理传的统铸无造过模程的铸重型大变制革。造技术
轮廓扫描喷射固化工艺
这是将快速成形理论引进到树脂砂造型工艺中，采用轮廓扫描喷射 固化工艺，实现了无模型铸型的快速制造。该工艺由清华大学研制成功， 并推出商品化机型。该工艺采用传统树脂砂工艺中的水洗砂、树脂和固 化剂，原材料的准备过程与传统工艺相同，与以上工艺相比无需单独制 备原材料，且成本低廉，铸型强度高，无需特殊的后处理，尤其适合制 造大中型铸件。但该工艺对树脂砂的用量较大，粘结剂成份高，进而导 致加工精度不高，且加工获得的铸型透气性差，不适于对透气性要求高 的大型铸件的制造。
反观传统铸造工艺，为了达到要求，木模、金属模等的制作过程耗 时耗力，动辄以月为单位的开发周期，拖了制造后腿。
铸造生产中，砂型铸造应 用最广泛，世界上大约80%的 铸件都采用木模、金属模等进 行砂型铸造。
目前，我国有3 万多家的 铸造企业，2011 年我国铸件 年产量超过了4000 万吨，消 耗了大量木材和金属。
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无模铸造技术
数字化无模铸造精密成型技术，简称无模铸造技术，是计算机、自动控 制、新材料、铸造等技术的集成和原始创新：由三维CAD模型直接驱动 铸型制造，不需要模具缩短了铸造流程，实现了数字化铸造、快速制造。
图2 技术流程图 .
目录
无模铸造的背景意义 无模铸造技术简介
无模铸造与传统造型的对比
选择性激光烧结铸 型制造工艺（SLS）、 3D打印工艺等
离散堆积 成形技术
去除加工 成形技术
数控铣削铸造工艺等
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基于离散堆积原理的无模铸型制造技术近年来取得一定进展， 通过以铸造用的陶瓷粉末或型砂为原料，在CAD 模型驱动下通过 快速成形机，可以直接制成铸造用的型壳。在CAD 环境中，直接 将零件模型转换为壳型，再配以浇冒口系统。型壳的厚度可取5～ 10mm，烧结或粘接过程中，非零件部分进行烧结或粘接，零件部 分仍是粉末。造型完成后将粉末倒出，再经固化处理就获得铸造用 的型壳。用此方法，省去传统精密铸造过程中蜡型、泡沫塑料模、
德国EOS 公司利用选区激光烧结工 艺进行砂型、塑料等模型的制造技术、 一直处于世界领先地位， 近几年随着国 内在该项技术方面的研究及发展， 技术 水平已经与国外接近， 甚至在成型空间 及某些材料加工领域已超越国外。
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3D打印技术
三维打印是通过粘结剂将粉末材料连接成成型物体的工艺。可二维运动 的机构带动喷头在计算机控制下， 按照零件轮廓形状将液体材料有选择性地 喷涂在粉末材料上， 使粉末材料与液体材料进行反应而完成当前层的固化。 每一层完成后工作台下降一定高度， 铺上一层新的粉末， 重复以上喷涂的工 作， 最终将整个零件制作完成， 见图4。目前该工艺常用的原材料有铸造砂、 陶瓷粉等。根据成型材料及成型工艺不同， 所喷涂的液体材料也不同。有的 直接将粘结剂喷涂在粉末材料上， 如在陶瓷粉末上喷涂硅溶胶； 也有将粘结 剂喷涂在预先混制固化剂的铸造砂粉末上完成固化； 还有将树脂及固化剂分 两次喷涂在铸造砂粉末上以完成固化。
图4 三维打. 印工艺示意图
3D打印技术
使用陶瓷粉为原材料制作的陶瓷型 经过二次焙烧固化后， 可结合陶瓷型精
铸工艺进行铸件生产。使用铸造砂为原 材料制作的砂型， 可直接用于铸件组芯 工艺铸造。
ExOne公司的ProMetal RCT技术是 一种专门制作铸造砂型的3DP技术，其成 形材料为树脂砂，其型砂多为硅砂、合 成砂及其他的铸造介质。成形件（砂型） 不需要特别的后处理工序，进行清扫后 就可以用于铸造生产。ProMetal RCT技 术的工作空间达到1800mm×1000mm ×700mm，层厚为0.28~0.50mm，打 印速度为59400~108000cm3/h，可用 于大型铸型的制造。ProMetal RCT技术 打印的砂型见图5。
无模铸造的应用
.
无模铸型的数字化快速制造技术是近来国内外在近净成形技术方面研究的新
热点，它是建立在新材料、机电一体化、计算机技术、自动化技术、数值分析和 模拟技术等多学科高新技术成果基础上，改造了传统的毛坯成形技术，为单件小 批量零件的快速制造提供解决方案。
数字化快速铸造技术将是装备行业快速铸件制造技术的发展方向。目前无模 铸型的数字化快速制造主要包括离散堆积成形技术和去除加工成形技术。
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图3 激光选取烧结工艺示意图
激光烧结技术
使用覆膜砂材料烧结完成的砂型经 过二次烘烤固化后， 应用组芯浇注工艺 进行生产， 适用于大部分可应用组芯工 艺生产的铸铁及铸铝件。使用聚苯乙烯 粉末烧结的工件进行渗蜡后可应用精铸 工艺进行生产， 适用于融模、陶瓷型等 精铸工艺的铸件生产。激光选区烧结工 艺受设备成型空间及加工效率的影响， 不适合于大型件的生产。
数字化无模铸造技术
——吴智洲
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目录
无模铸造的背景意义 无模铸造技术简介
无模铸造与传统造型的对比
无模铸造的应用
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传统的手工砂箱造型
传统的手工砂型铸造是指用型砂紧实成铸型并用重力浇注 的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造 方法获得。
图1 传统. 的手工砂型铸造
随着汽车、机床等现今制造业技术的高速进步，以及核电、航空航 天、国防军工等重大装备和重大工程的实施，铸造产品发展的趋势要求 更好的综合性能，更高的精度，更少的余量，更好的表面质量，更复杂 的结构。同时，节能降耗、减少污染也是现代制造业的迫切要求。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
激光烧结技术
目前，SLS直接砂型制造的方法有 两种，直接烧结工艺和间接烧结工艺。 2003年新加坡国立大学对硅砂的直接 烧结工艺进行研究，提出由于硅砂中少 量Al2O3的存在可降低砂粒表面的熔点， 因此无需粘结剂即可烧结的观点。此方 法激光功率在140～200W之间，但成 形速度较慢，制造周期较长，且它对设 备要求高，因此未得到广泛地应用。目 前普遍采用的是间接烧结工艺，即烧结 表面覆有热塑性粘结剂的覆膜砂，酚醛 树脂的固化温度不高，激光功率只要求 在25～100W内。完成的砂型（芯）强 度较低，需经过进一步的后固化处理， 其固化温度一般控制在200～280℃。
木基模的于制作离等散多种堆工艺积过程原，是理传的统铸无造过模程的铸重型大变制革。造技术
轮廓扫描喷射固化工艺
这是将快速成形理论引进到树脂砂造型工艺中，采用轮廓扫描喷射 固化工艺，实现了无模型铸型的快速制造。该工艺由清华大学研制成功， 并推出商品化机型。该工艺采用传统树脂砂工艺中的水洗砂、树脂和固 化剂，原材料的准备过程与传统工艺相同，与以上工艺相比无需单独制 备原材料，且成本低廉，铸型强度高，无需特殊的后处理，尤其适合制 造大中型铸件。但该工艺对树脂砂的用量较大，粘结剂成份高，进而导 致加工精度不高，且加工获得的铸型透气性差，不适于对透气性要求高 的大型铸件的制造。
反观传统铸造工艺，为了达到要求，木模、金属模等的制作过程耗 时耗力，动辄以月为单位的开发周期，拖了制造后腿。
铸造生产中，砂型铸造应 用最广泛，世界上大约80%的 铸件都采用木模、金属模等进 行砂型铸造。
目前，我国有3 万多家的 铸造企业，2011 年我国铸件 年产量超过了4000 万吨，消 耗了大量木材和金属。