铸造工艺学
铸造工艺学
铸造工艺学.上册铸造工艺学，即针对金属件和非金属件加工成型的一门学科。
它既包括了传统的铸造工艺，也包括其他新型成型技术，如模压成型、浇注成型等，用以制造各种精密零件。
基于不断发展的铸造工艺，有助于改变传统的制造方法，提升产品品质，满足实际的应用要求，推动世界制造业的发展。
铸造工艺学是一门让学生了解和掌握各种铸造过程的课程。
本章将重点介绍铸造工艺学的内容：一、铸造的历史1. 古代铸造铸造技术在古代已出现，古代以铸铁和铸铝等金属为原料，利用各种高温烧结技术在木模型中塑造出想要的结构。
2. 近代铸造近代铸造技术发展较快，金属成形更加复杂、精细。
例如转火铸钢及其复合材料的大规模应用，被应用到航天、轨道交通、核能发电等高科技行业。
二、铸造的方法1. 选料在铸造过程中，很重要的一步是对原料进行选择，铸造过程中使用的材料一般是铸铁、铸钢、铝材等各种可以被熔化的金属。
2. 合金合金也是铸造过程中重要的一部分，常见的合金有铁锰合金、铝锡合金等，它们可以提高铸件的耐热性、耐腐蚀性、强度及硬度等特性。
3. 模具模具是铸件加工过程的关键装备，它可以定义出铸件的外形、结构及尺寸。
一般的模具可分为模具的型腔板和钻孔、锻塑机及模具模座，它们结合在一起，可以使得模具更加精细化、可靠性更高。
三、铸造的术语1. 冷铸：指在室温下进行铸造，由于温度比较低，所以铸件的精度也不高。
2. 热铸：指在较高的温度下进行铸造，它可以使铸件具有更精细的配置，更高的精度及耐久性。
3. 投入：指在铸模内投入一定金属加工材料，以得到所要打造的铸件。
4. 机加工：指利用机械设备加工卡具等材料，以获得所需要的铸件。
四、铸造的大类1. 普通铸造：普通铸造方法比较简单，无需使用复杂的铸造工艺，只需金属材料由熔炉灌注到模具内就可以完成整个铸造过程。
2. 精密铸造：精密铸造技术是普通铸造技术的升级版，利用一系列的技术，可以提高加工铸件的性能和精度，适用于制造高精度的部件和组件。
铸造工艺学
一、名词解释1.铸造工艺设计：对于某一个铸件，编制出其铸造生产工艺过程的技术文件就是铸造工艺设计。
2.零件结构铸造工艺性：指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质、简化铸造工艺过程和降低成本。
3.芯头：指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。
4.分型面：指两半铸型相互接触的表面。
5.工艺补正量：因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度称为工艺补正量。
6.反变形量：为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样，这种在模样上做出的预变形量称为反变形量。
7.分芯负数：在砂芯的分开面处，将砂芯尺寸减去间隙尺寸，被减去的尺寸称为分芯负数。
8.起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯，这个斜度称为起模斜度。
9.分型负数：为了保证铸件尺寸精确，在拟定工艺时，为抵消铸件在分型面部位的增厚，在模样上相应减去的尺寸，称为分型负数。
10.砂芯负数：为了保证铸件尺寸准确，将芯盒的长、宽尺寸减去一定量，这个被减去的尺寸称为砂芯负数。
11.缩孔：铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，在铸件最后凝固的部位若得不到金属液的补偿，则会容易出现孔洞，称为缩孔。
12.缩松：铸件内分散在某区域的细小缩孔通常称为缩松。
13.冒口：在铸型内专门设置的储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属液。
（习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口）14.浇注时间：液态金属从开始进入铸型到充满铸型所经历的时间叫浇注时间。
15.冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。
16.活块：模样上妨碍起模的部分设计分割成活动的，这种活动而又可拆卸的部分叫做活块。
17.砂箱：砂箱是铸造车间造型所必须的工艺装备，是构成铸型的一部分，其作用是制造和运输砂型。
18.芯盒：芯盒是是制造砂芯专用的工艺装备，其尺寸精度和结构合理与否，将在很大程度上影响砂芯的质量和造芯效率。
铸造工艺学
铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属和非金属材料的加工工艺的学科，它涉及到材料的熔炼、浇注、冷却、热处理、机械加工等工艺过程。
一、熔炼工艺
熔炼工艺是铸造工艺的基础，它是将原料熔炼成液态金属的过程。
熔炼工艺的主要方法有电弧熔炼、电极熔炼、燃烧熔炼、热风熔炼、热压熔炼等。
二、浇注工艺
浇注工艺是将熔炼的金属从熔炼容器中浇入模具中的过程，它是铸造工艺的核心。
浇注工艺的主要方法有重力浇注、压力浇注、真空浇注、液压浇注等。
三、冷却工艺
冷却工艺是将浇注后的金属从模具中取出，使其冷却到室温的过程。
冷却工艺的主要方法有水冷却、油冷却、气冷却、空气冷却等。
四、热处理工艺
热处理工艺是将冷却后的金属经过加热、保温、冷却等工艺处理，以改变金属的组织结构和性能的过程。
热处理工艺的主要方法有正火、退火、回火、淬火、渗碳等。
五、机械加工工艺
机械加工工艺是将热处理后的金属经过机械加工，以改变金属的形状和尺寸的过程。
机械加工工艺的主要方法有铣削、钻削、切削、磨削、冲压等。
铸造工艺学课程设计案例
成果报告需以PDF格式提交，同时附上所有相关数据和图表。
报告内容
报告需包含设计思路、工艺流程、数据分析及结论等部分，要求 内容详实、逻辑清晰。
成果展示形式和内容安排建议
展示形式
鼓励采用多媒体形式进行展示，如PPT、视频等。
内容安排
建议按照设计背景、设计思路、工艺流程、数据 分析、结论与展望等顺序进行展示。
时间安排
每个小组展示时间不超过20分钟，需提前做好时 间规划。
课程设计评价标准及成绩评定方法
01
评价标准
将从设计创新性、实用性、技术 难度、报告质量等方面进行综合 评价。
02
成绩评定方法
03
优秀作品选拔
采用百分制评分，其中设计创新 性占30%、实用性占20%、技术 难度占20%、报告质量占30%。
铸造材料选择
根据零件使用要求、生产批量和成本 等因素，选择合适的铸造合金，如铸 铁、铸钢、铝合金等。
性能要求
铸造合金应具有良好的流动性、收缩 性、偏析倾向小等性能，以保证铸件 质量。同时，合金成分和性能应符合 相关标准或技术条件的规定。
03
案例分析：典型铸件生产工艺设计
铸件结构分析与设计优化建议
根据评分结果，选拔出优秀作品 进行表彰和奖励。
THANKS
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推广新技术和新材料
积极推广先进的铸造技术和新材料，如3D打印技术、高性能铸造合 金等，提高铸件的精度和性能。
加强人才培养
加强铸造领域的人才培养和引进，提高从业人员的专业素质和技能水 平，为铸造行业的发展提供有力的人才保障。
06
课程设计成果展示与评价标准
课程设计成果提交要求说明
提交时间
所有成果需在课程结束前一周内提交，逾期将不予受理。
铸造工艺学
铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属铸造工艺的学科，主要研究铸造的原理、方法、工艺流程以及铸件的质量控制。
铸造工艺学.上册是铸造工艺学的教材之一，通常包含铸
造工艺学的基础知识和常用工艺流程。
铸造工艺学.上册可能包含以下内容：
1.铸造的原理：介绍金属铸造的基本原理，包括流动、填充、冷却和凝固的过程。
2.铸造的方法：介绍各种常见的铸造方法，包括压铸、锻铸、铸轧和铸锻等。
3.铸造的工艺流程：介绍铸造工艺流程的各个环节，包括模具设计、型腔清理、
型腔加热和浇注等。
4.铸件的质量控制：介绍铸件质量控制的各项措施，包括材料控制、工艺参数控
制和检验控制等。
铸造工艺学.上册是铸造工艺学学习的重要教材，通过阅读和理解这本书，学生可
以掌握铸造工艺学的基础知识，为进一步深入学习打下坚实的基础。
铸造工艺学.上册可能还包括以下内容：
5.模具设计：介绍模具设计的基本原则和方法，包括模具的结构、尺寸和材料的
选择等。
6.型腔加热：介绍型腔加热的目的和方法，包括加热的温度和时间的选择等。
7.浇注：介绍浇注的基本原则和方法，包括浇注的速度和压力的选择等。
8.铸件冷却：介绍铸件冷却的基本原则和方法，包括冷却的温度和时间的选择等。
9.铸件拆模：介绍铸件拆模的基本原则和方法，包括拆模的工具和技术的选择等。
10.铸件修整：介绍铸件修整的基本原则和方法，包括修整的工具和技术的选择等。
这些内容是铸造工艺学.上册的重要部分，学生在学习时应当加强对这些内容的理
解和应用，以便更好地学习和掌握铸造工艺学的知识。
铸造工艺学
一、名词解释铸造：采用熔炼方法，将金属熔化成液态在砂型、陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工方法。
铸造工艺学：是研究铸件成形方法的一门学科，包括铸造工艺方案及参数设计、铸型材料和铸造方法、铸型及芯的制造、合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、补缩系统原理及设计。
技术审查：审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。
零件的工艺性：零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、厚度是否大于最小壁厚，铸件壁的联结处的联结方式是否合理，薄厚壁是否均匀过渡，拐角处是否圆角过渡，是否利于起模，是否有利于清砂。
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。
铸造工艺参数：指需要确定的工艺数据，具体包括铸造线收缩率、机械加工余量、拔模斜度、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。
铸造线收缩率:指铸件在凝固过程中所产生的长度方面的缩小，表达式为％模件模100L L -L ⨯=ε机械加工余量：指在铸件加工表面上留出的，准备切去的铸件表层厚度。
往往和铸件尺寸公差配合使用。
加工余量值由两部分构成，一部分是尺寸公差CT 值，另一部分为要求的铸件机械加工余量RMA 值。
起模斜度：为了利于起模或脱芯，在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度，以避免损坏铸型和芯子。
最小铸出孔及槽：对于一些较小的孔和槽，如果采用铸造方法生成，往往会产生问题，如：精度、粘砂，有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机加工，故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。
工艺补正量：有时模样和芯盒的尺寸准确无误，但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求，对于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。
分型负数：分型面在制造过程中往往因为修整、烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面上铺垫的石棉绳、泥条或油灰条等，这样在分型面处增加了铸件尺寸，为了保证铸件尺寸精度，通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。
通常与铸件大小、工艺习惯以及铺垫材料有关。
铸造工艺学
设计铸造模具：根据铸造工艺方案和铸 件要求，设计合适的铸造模具，包括模 具结构、模具材料、模具制造工艺等。
设计铸造工艺流程：包括熔炼、浇注、冷 却、脱模等环节，以保证铸件的质量和生 产效率。
铸造工艺参数选择
浇注温度： 根据合金种 类和铸件大 小选择合适 的浇注温度
浇注速度： 根据铸件大 小和壁厚选 择合适的浇
航空航天：飞机发动机、火箭发动机 等零部件的制造
机械制造：各种机械设备的制造，如 机床、模具等
船舶行业：船舶发动机、螺旋桨等零部 件的制造
电子行业：电子元器件、集成电路等 电子产品的制造
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铸造材料
铸造用原材料
铸铁：含碳量在 2%-4.3%之间的 铁碳合金，常用 于制造机器零件、 汽车零件等
铸钢：含碳量在 0.2%-2%之间的铁 碳合金，常用于制 造高强度、耐磨损 的零件
铸造合金材料
铸造合金的分类：铁基合金、 铝基合金、铜基合金等
铸造合金的性能：强度、硬度、 韧性、耐腐蚀性等
铸造合金的应用：汽车、船舶、 飞机、火箭等
铸造合金的发展趋势：轻量化、 高强度、耐高温、耐腐蚀等
耐火材料：用于铸造过程中的耐 高温、耐腐蚀材料
铸造用辅助材料
铸造砂：用于制造砂型和芯盒， 提供铸件形状和尺寸
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汇报人：
浇铸设备 的设计： 包括浇铸 机、浇铸 模具等
造型设备 的设计： 包括砂箱、 砂芯盒等
制芯设备 的设计： 包括制芯 机、制芯 模具等
铸造工艺 装备的选 择：根据 铸造工艺 要求和生 产效率进 行选择
铸造工艺 装备的维 护和保养： 定期检查、 维修和更 换磨损部 件，确保 设备正常 运行。
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铸造生产工艺
注速度
铸造工艺学(3篇)
第1篇一、引言铸造工艺学是研究金属熔炼、造型、熔炼处理、凝固、冷却、铸件处理等一系列工艺过程和原理的学科。
它是金属工艺学的一个重要分支，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、船舶、能源、化工等领域。
本文将从铸造工艺学的概念、分类、特点、应用等方面进行阐述。
二、铸造工艺学的概念铸造工艺学是一门研究金属熔炼、造型、熔炼处理、凝固、冷却、铸件处理等一系列工艺过程和原理的学科。
其主要任务是研究金属材料的熔炼、凝固、冷却等过程，以及铸件质量与工艺参数之间的关系，从而为铸造生产提供理论指导和实践经验。
三、铸造工艺学的分类1. 按照铸件材料分类：铸铁铸造、铸钢铸造、有色金属铸造、粉末冶金铸造等。
2. 按照铸型材料分类：砂型铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造等。
3. 按照铸造方法分类：重力铸造、压力铸造、离心铸造、电磁铸造等。
四、铸造工艺学的特点1. 材料广泛：铸造工艺可以应用于各种金属材料，包括铸铁、铸钢、有色金属等。
2. 形状复杂：铸造工艺可以生产形状复杂、尺寸精度要求高的铸件。
3. 生产成本低：与机械加工相比，铸造工艺生产成本较低。
4. 便于大批量生产：铸造工艺可以实现大批量生产，提高生产效率。
5. 可实现自动化：随着技术的发展，铸造工艺可以实现自动化生产，提高生产效率和质量。
五、铸造工艺学的应用1. 机械制造：铸造工艺在机械制造领域应用广泛，如汽车、机床、工程机械等。
2. 航空航天：铸造工艺在航空航天领域具有重要作用，如发动机、机体、零件等。
3. 船舶制造：铸造工艺在船舶制造领域应用广泛，如船体、舵叶、螺旋桨等。
4. 能源：铸造工艺在能源领域具有重要作用，如锅炉、汽轮机、发电机等。
5. 化工：铸造工艺在化工领域应用广泛，如反应器、塔、阀门等。
六、铸造工艺学的发展趋势1. 绿色铸造：随着环保意识的提高，绿色铸造技术逐渐成为主流，如水玻璃砂、粘土砂、熔模铸造等。
2. 智能化铸造：利用计算机技术、传感器、机器人等实现铸造过程的智能化控制。
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填空
1、防止机械粘砂的措施：减少微孔尺寸、提高背压、用非硅砂
2、防止侵入气孔的措施：减少型的发气量、易于排气、提高气体进入金属的阻力
3、铸件质量三要素：交货期、价格、质量
4、植物油按干燥程度分为：干性、半干性、不干性
5、铸件按达到的质量指标分为：合格、一等、优等
6、底柱浇注系统的种类：基本、牛角、底雨淋
7、湿型砂按造型时的情况分为：面砂、背砂、单一砂
8、铸件中气孔的种类：反应型、析出型、侵入型
9、常用非石英砂的原砂有：铬铁、镁砂、锆砂
名词解释
1、铸造：铸造生产是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，这种制造金属制品的过程称为铸造生产，简称铸造。
2、机械粘砂：机械粘砂是指铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，它是由金属渗入铸型表面的微孔中形成的。
3、起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。
这个斜度，称为起模斜度。
4、冒口：冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。
习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
5、砂眼：砂眼是在铸件内部或表面充塞有型砂的孔眼，它是一种较常见的铸造缺陷。
6、分型面：是指两半铸型相互接触的表面。
7、化学粘砂：化学粘砂是铸件的部分或整个表面上粘附一层由金属氧化物和造型材料相互作用而生成的低熔点化合物。
8、机械加工余量：在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度，称为机械加工余量，简称加工余量。
9、浇注系统：是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。
10、冷铁：为增加铸件局部的冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。
11、透气性：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性。
简答
1、影响铸渗效果的主要因素
含合金元素的涂料（或膏剂）的组成及配制、浇注温度、浇注系统及涂料层在铸型中的位置、铸型及涂料层或膏块的预热、母材合金的种类等。
2、常用的工艺参数有哪些？
缩尺、加工余量、斜度、最小的铸孔尺寸、工艺补正量、分型负数、砂芯负数。
3、铸型中气体的来源有哪些？
○1型腔和型砂孔隙中原有的空气受热膨胀；○2铸型尤其是湿型存在较多的水分；○3粘
结剂、附加物和杂质中有机物质受热、分解与燃烧，产生大量气体；○4无机物受热分解等也会产生许多气体。
4、湿型砂配制时要考虑哪些因素？
在拟定型砂的配方之前，必须首先根据浇注合金种类，铸件特征和要求，造型方法和工艺，清理方法等因素确定型砂应具有的性能范围，然后再根据各种造型原材料的品种和规格，砂处理方法和设备性能，砂铁比和各项材料烧损比例等因素拟定砂型的配方。
5、防止砂眼的措施
○1提高砂型的表面强度。
○2正确的设置浇冒口系统。
○3仔细地进行造型、合箱、浇注
等操作。
6、涂料的基本组成
通常有耐火粉料、载体液体、悬浮剂、粘结剂和改善某些性能的添加剂所组成。
7、对模板的要求
模板尺寸应符合造型机的要求，模底板和砂箱、各模样之间应有准确的定位，模板应有足够的强度、刚度和耐磨性，制作容易，使用方便，尽量标准化。
8、为什么要规定铸件有合适的壁厚？
为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。
铸件的最小允许壁厚和铸造合金的流动性密切相关。
铸件也不应设计得太厚，超过临界壁厚的铸件中心部分晶粒粗大，常出现缩孔、缩松等缺陷，导致力学性能降低。
各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的三倍来考虑。
铸件壁厚应随铸件尺寸增大而相应增大，在适宜壁厚条件下，既方便铸造又能充分发挥材料的力学性能。
9、确定浇注位置的原则
○1铸件的重要部分应尽量置于下部；○2重要的加工面应朝下或呈直立状态；○3使铸件的大平面朝下；○4应保证铸件能充满；○5应有利于铸件的补缩。
10、内浇道设计的原则
（1）内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。
（2）方向不要冲着细小砂芯、型壁、冷铁和芯撑。
（3）内浇道应尽量薄。
（4）对薄铸件可用多内浇道的浇注系统实现补缩，这时内浇道尺寸应符合冒口颈的要求。
（5）内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位，以防止金相组织粗大。
（6）为了使金属液快速而平稳的充型，有利于排气和除渣。
（7）尽量在分型面上开设内浇道，使造型方便。
11、铸渗的特点
①不需要专用的处理设备②生产周期短，成本低零件不变形③应用范围广
12、如何提高气体进入金属液的阻力？
保证直浇道有所需的高度和金属液在型内的上升速度，在砂芯（型）表面使用涂料以减小砂型（芯）表面孔隙等。
13、铸造工艺设计内容有哪些？
一般包括：铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图）、工艺卡及操作工艺规程。
广义地讲，铸造工艺装备的设计也属于铸造工艺设计的内容，例如模样图、模板图、芯盒图、砂箱图、压铁图、专用量具图和样板图、组合下芯夹具图等。
14、湿型砂中常用的附加物有几种？加入的目的是什么？
煤粉、渣油、淀粉等。
目的是使型砂具有特定的性能，并改善铸件的表面质量。
15、铸造工艺设计的依据是什么？
在进行铸造工艺设计前，设计者应掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件，这些是铸造工艺设计的基本依据。
16、选冒口位置的原则？
①冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁②冒口应尽量设在铸件最高最厚的部位③冒口不应设在铸件重要的受力大的部位，以防止组织粗大降低强度④冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹⑤尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件⑥冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好⑦不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。
17、铸造的优缺点
优点：①适用范围广②可制造各种合金铸件③铸件的尺寸精度高④成本低廉
缺点：晶粒粗大易形成缺陷，人工劳动强度大，环境差。
18、冷铁的作用
（1）在冒口难于补缩的部位防止缩孔、缩松。
（2）防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。
（3）与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积。
（4）用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固。
（5）改善铸件局部的金相组织和力学性能。
（6）减轻或防止壁厚铸件中的偏析。
19、芯头的组成
包括芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构。
20、金属过滤材料的种类？过滤网、板应满足什么条件？
种类：陶瓷网格过滤板、泡沫陶瓷过滤板和编织的玻璃纤维过滤网。
满足条件：
（1）有足够的耐火度，使变形、软化温度应高于金属的浇注温度；
（2）能滤去金属液中尽可能小的微观杂质，使金属液净化；
（3）具有高的抗热冲击性和抗重力冲击性，浇注时不碎裂；
（4）有足够的金属液通过速度；
（5）热容量小，以减小初始金属液的降温；
（6）不污染金属，不发气；
（7）室温下有足够的强度，不碎裂，不掉粒或粉末。