1、铸造4 主编 砂型(芯)质量引起铸件粘砂。型砂偏细、型砂灰分过高、粘结剂用量过多、型砂材料耐火度偏低等因素都会导致金属液严重烧结型壁，使铸件产生化学粘砂。混砂不均匀，砂型含水量太高，湿型湿度过大，干型烘干不透或浇注前返潮等，均会使金属液严重氧化或因水蒸气爆炸而产生铸件粘砂。面砂层太薄或不均匀，使型壁耐火度和化学热稳定性较差，将产生局部化学粘砂。砂型或砂芯紧实度不够使砂粒间空隙增大，型砂粒度太粗或不刷涂料使砂粒间空隙偏大，都会导致铸件产生机械粘砂。金属液质量差或浇注温度太高导致铸件粘砂。金属液中存在着大量的氧化物或气体，熔炼温度太高或炉渣熔点太低，导致熔渣与金属液难以分离而同时注入铸型形成粘砂。
2、金属液浇注温度太高加重型壁热负荷，使铸件产生严重粘砂缺陷。2)防止产生粘砂缺陷的方法 在不影响铸件使用性能的前提下，将铸件壁厚设计得尽量均匀，并适当加大圆角半径，尽量减小热节圆；在不过多增大热节的情况下，可考虑不铸出小孔和凹槽；缩减冒口大小和数量，采用冷铁减少热节。根据铸件厚度和金属液浇注温度，正确选择原砂粒度，面砂和粘结剂的耐火度要适当高一些；在不影响铸型强度的情况下，减少粘结剂的加入量，采用发气量和膨胀量小一些的粘结剂；在面砂中减少旧砂加入量，对旧砂进行清洗处理，去除旧砂中的烧结物和水分；对涂料要求涂刷性强、附着力大，保证涂层耐火度高和热化学稳定性好；制备型(芯)砂时要掌握好水分含量，混匀
3、型砂；在造型操作中掌握好砂型紧实度；修型过程中尽量减少刷水量，干型浇注的铸型在修型后要进行再烘干处理；认真检查砂型烘干质量，浇注前严重返潮的铸型，必须进行再烘干后才可以浇注。提高金属液质量，降低金属液中气体的含量，对铸钢件进行脱氧处理；控制好金属液熔炼温度，炉温不宜过高，金属液出炉后要尽量除渣，浇注时挡好渣；在不影响金属液除渣和流动性的条件下，适当降低浇注温度；在不影响铸件凝固和产生冷隔的情况下，适当降低浇注速度。(2)砂眼缺陷铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。(3)夹砂结疤缺陷夹砂结疤是在铸件表面产生的疤片状金属凸起物。3.裂纹类缺陷的特征、产生原因及防止方法4.其他缺陷的特征、产生原因
4、及防止方法三、铸件缺陷的修补第四节铸件的热处理一、铸铁件的热处理二、铸钢件的热处理三、非铁合金铸件的热处理第五节铸件质量检验一、铸件质量的检验内容二、铸件质量的检验方法三、铸件质量的评定一、判断题(对的画，错的画)二、选择题(将正常答案的序号填入括号内)一、箱体的造型制芯二、电动机外壳的造型制芯三、套筒的造型制芯四、上盖的造型制芯五、散热套的造型制芯六、底座的造型制芯七、进料器的造型制芯八、水泵叶轮的造型制芯九、阀体的造型制芯十、大齿轮的造型制芯十一、座圈的刮板造型制芯十二、带轮的刮板造型制芯十三、弯管的刮板造型制芯十四、三通管的刮板造型制芯十五、识读主汽阀阀壳的铸造工艺图一、判断题(对的画，
5、错的画；每题1分，共40分)二、选择题(将正确答案的序号填入括号内；每题2分，共60分)一、判断题二、选择题一、判断题二、选择题 砂型(芯)质量引起铸件粘砂。型砂偏细、型砂灰分过高、粘结剂用量过多、型砂材料耐火度偏低等因素都会导致金属液严重烧结型壁，使铸件产生化学粘砂。混砂不均匀，砂型含水量太高，湿型湿度过大，干型烘干不透或浇注前返潮等，均会使金属液严重氧化或因水蒸气爆炸而产生铸件粘砂。面砂层太薄或不均匀，使型壁耐火度和化学热稳定性较差，将产生局部化学粘砂。砂型或砂芯紧实度不够使砂粒间空隙增大，型砂粒度太粗或不刷涂料使砂粒间空隙偏大，都会导致铸件产生机械粘砂。金属液质量差或浇注温度太高导致铸件
6、粘砂。金属液中存在着大量的氧化物或气体，熔炼温度太高或炉渣熔点太低，导致熔渣与金属液难以分离而同时注入铸型形成粘砂。金属液浇注温度太高加重型壁热负荷，使铸件产生严重粘砂缺陷。2)防止产生粘砂缺陷的方法 在不影响铸件使用性能的前提下，将铸件壁厚设计得尽量均匀，并适当加大圆角半径，尽量减小热节圆；在不过多增大热节的情况下，可考虑不铸出小孔和凹槽；缩减冒口大小和数量，采用冷铁减少热节。根据铸件厚度和金属液浇注温度，正确选择原砂粒度，面砂和粘结剂的耐火度要适当高一些；在不影响铸型强度的情况下，减少粘结剂的加入量，采用发气量和膨胀量小一些的粘结剂；在面砂中减少旧砂加入量，对旧砂进行清洗处理，去除旧砂中的
7、烧结物和水分；对涂料要求涂刷性强、附着力大，保证涂层耐火度高和热化学稳定性好；制备型(芯)砂时要掌握好水分含量，混匀型砂；在造型操作中掌握好砂型紧实度；修型过程中尽量减少刷水量，干型浇注的铸型在修型后要进行再烘干处理；认真检查砂型烘干质量，浇注前严重返潮的铸型，必须进行再烘干后才可以浇注。提高金属液质量，降低金属液中气体的含量，对铸钢件进行脱氧处理；控制好金属液熔炼温度，炉温不宜过高，金属液出炉后要尽量除渣，浇注时挡好渣；在不影响金属液除渣和流动性的条件下，适当降低浇注温度；在不影响铸件凝固和产生冷隔的情况下，适当降低浇注速度。(2)砂眼缺陷铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。1)砂眼产生的
8、原因。砂型结构：砂型存在窄槽、深沟或尖角，这些部位强度低，起模斜度小，起模时易碰裂型壁；金属液冲击出现型壁脱落现象；铸件壁太薄；下芯困难，在下芯操作过程中碰落或擦落型壁表面砂粒。造型与造型材料：造型过程中型壁未压光，易脱砂；型壁紧实度不够，金属液侵入型壁表层砂粒空隙中会引起脱砂；型壁紧实度过高，型壁表层压应力太大，易造成表层脱落现象；造型材料热膨胀系数太大，涂料粘性不够，型(芯)砂强度不够等因素都会导致型壁掉砂。浇注系统与浇注：浇注系统截面积偏小，浇注时间被延长，对上方型壁热辐射的时间过长，使其产生膨胀开裂；浇注温度太高，对上型壁热辐射作用强烈，使上型壁膨胀脱落；内浇道位置不正确，浇注速度太大
9、，浇包口离浇口杯距离太大等，造成金属液冲击型壁过猛，易产生型壁掉砂现象。(2)砂眼缺陷铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。合型操作：合型前型腔内散落的砂粒未能清除干净，合型不准确或不平稳而碰坏或压坏砂型与砂芯，导致铸型内存在砂粒或砂块。2)防止产生砂眼的方法。修改工艺：适当增大铸型中砂型尖角部位的圆角半径，对狭窄沟槽在允许的条件下可不铸出，或用高强度型芯铸出；对于起模深度大和起模斜度小的铸件，适当加大起模斜度；对于下芯困难，或因型腔窄小而使下芯困难的铸型，考虑加大铸件壁厚或改变下芯工艺方案。提高造型材料和造型质量：选用较高热强度和粘性较好的粘结剂，铸钢件尽量不用膨胀量大的膨润土作粘结剂，其他
10、造型材料也要求杂质少和热膨胀量小；造型时尽量使砂型紧实度适中，修光铸型表面以防止型壁脱落。(2)砂眼缺陷铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。改进浇注系统和控制好浇注操作：改进内浇道位置和内浇道形状，防止金属液猛烈冲击型壁或直接冲刷型壁(见图6-23)；大型铸件采用耐火砖制作浇注系统，能有效地防止浇注系统内砂粒脱落；适当加大浇注系统截面积，缩短浇注时间，控制好浇注温度和浇包口高度，都能有效地减小热辐射作用和金属液对型壁的猛烈冲击。提高合型操作质量：合型前认真检查砂型(芯)烘干质量和强度，测量砂芯高度及芯头尺寸，避免上型压坏砂型(芯)；合型操作中应用压力风管吹尽散落在型腔中的砂粒，或用吸尘器吸出
11、；合型要平稳准确，防止碰撞挤压，一旦出现挤碰现象，就要开型检查并修补损坏部位，修补合格后再合型。1)砂眼产生的原因。砂型结构：砂型存在窄槽、深沟或尖角，这些部位强度低，起模斜度小，起模时易碰裂型壁；金属液冲击出现型壁脱落现象；铸件壁太薄；下芯困难，在下芯操作过程中碰落或擦落型壁表面砂粒。造型与造型材料：造型过程中型壁未压光，易脱砂；型壁紧实度不够，金属液侵入型壁表层砂粒空隙中会引起脱砂；型壁紧实度过高，型壁表层压应力太大，易造成表层脱落现象；造型材料热膨胀系数太大，涂料粘性不够，型(芯)砂强度不够等因素都会导致型壁掉砂。浇注系统与浇注：浇注系统截面积偏小，浇注时间被延长，对上方型壁热辐射的时间
12、过长，使其产生膨胀开裂；浇注温度太高，对上型壁热辐射作用强烈，使上型壁膨胀脱落；内浇道位置不正确，浇注速度太大，浇包口离浇口杯距离太大等，造成金属液冲击型壁过猛，易产生型壁掉砂现象。合型操作：合型前型腔内散落的砂粒未能清除干净，合型不准确或不平稳而碰坏或压坏砂型与砂芯，导致铸型内存在砂粒或砂块。2)防止产生砂眼的方法。修改工艺：适当增大铸型中砂型尖角部位的圆角半径，对狭窄沟槽在允许的条件下可不铸出，或用高强度型芯铸出；对于起模深度大和起模斜度小的铸件，适当加大起模斜度；对于下芯困难，或因型腔窄小而使下芯困难的铸型，考虑加大铸件壁厚或改变下芯工艺方案。提高造型材料和造型质量：选用较高热强度和粘性
13、较好的粘结剂，铸钢件尽量不用膨胀量大的膨润土作粘结剂，其他造型材料也要求杂质少和热膨胀量小；造型时尽量使砂型紧实度适中，修光铸型表面以防止型壁脱落。改进浇注系统和控制好浇注操作：改进内浇道位置和内浇道形状，防止金属液猛烈冲击型壁或直接冲刷型壁(见图6-23)；大型铸件采用耐火砖制作浇注系统，能有效地防止浇注系统内砂粒脱落；适当加大浇注系统截面积，缩短浇注时间，控制好浇注温度和浇包口高度，都能有效地减小热辐射作用和金属液对型壁的猛烈冲击。图6-23改进内浇道位置a)改变前b)改变后 提高合型操作质量：合型前认真检查砂型(芯)烘干质量和强度，测量砂芯高度及芯头尺寸，避免上型压坏砂型(芯)；合型操作
14、中应用压力风管吹尽散落在型腔中的砂粒，或用吸尘器吸出；合型要平稳准确，防止碰撞挤压，一旦出现挤碰现象，就要开型检查并修补损坏部位，修补合格后再合型。(3)夹砂结疤缺陷夹砂结疤是在铸件表面产生的疤片状金属凸起物。1)产生夹砂结疤的原因。强烈热辐射作用：铸件大平面处于水平面位置(见图6-24a)，金属液进入铸型后，上型大平面长时间受热辐射作用，在图中点画线区域出现水分凝集区，但点画线以下表层在热辐射直接作用下为干燥层，干燥层与水分凝集区脱离而产生鼓胀现象(见图6-24b)；如果鼓胀层破裂，金属液进入图6-24c所示的裂口，凝固后得到图6-24d所示的夹砂结疤铸件；如果干燥层严重碎裂，碎裂砂块下落(
15、见图6-25a)，最后得到图6-25b所示夹砂结疤铸件；如果干燥层的鼓胀层并未破裂(见图6-26a)，将得到图6-26b所示的凹陷缺陷铸件；当干燥层鼓胀破裂，但裂口未进入金属液时，得到的是图6-26c所示的沟槽缺陷铸件。(3)夹砂结疤缺陷夹砂结疤是在铸件表面产生的疤片状金属凸起物。砂型(芯)质量：型(芯)砂中粘结剂的加入量不够或粘结性差，型(芯)紧实度不够，涂料层粘附性差，烘干质量未达到要求，湿型浇注含水量偏高等，都易在金属液浇入铸型后使铸件产生型壁开裂现象，铸型浇满后产生结疤；铸型在修补过程中有撞坏或掉落砂块现象，如果未能将其清理干净，那么浇注后也会使铸件产生夹砂结疤缺陷。金属液质量与浇注速
16、度：对于型腔底面是大平面的铸型，金属液流动性太差，金属液不能较快覆盖型腔底面，使铸件产生图6-27所示的底部夹砂结疤缺陷；浇注速度太慢，使型腔底面未能及时覆盖，而且型腔上方长时间受热辐射作用，铸型下方或上方都有可能开裂并产生夹砂结疤缺陷。2)防止铸件产生夹砂结疤的方法。(3)夹砂结疤缺陷夹砂结疤是在铸件表面产生的疤片状金属凸起物。减小水平方向上、下型壁的平面面积：由于铸型上下水平方向型壁过大，受热辐射作用时间长，易产生开裂，因此可以在上、下型壁的大平面上附设肋的结构，把大平面划分成不连续的较小平面；或把水平方向有大平面的铸型倾斜浇注(见图6-28)，也可在砂型大平面上插钉加固。提高砂型(芯)质
17、量：在型(芯)砂中适当增加粘结剂用量，少用收缩性大的粘结剂，检查粘结剂粘结性能，不用粘结性能差的粘结剂；对于易垮塌的部位，可增加芯骨或吊砂钩，或者插入适量的铁钉加固；降低湿型含水量，增加铸型湿强度，多开通气孔，使水蒸气排除方便；对于干型浇注铸型，要认真检查烘干深度，保证铸型干强度；在铸型修补后或合型前将型腔内的砂块清理干净，测量好砂芯正常高度，合型时不要碰撞和压坏铸型，保持铸型干净完好。(3)夹砂结疤缺陷夹砂结疤是在铸件表面产生的疤片状金属凸起物。保证金属液熔炼质量和浇注速度：减少金属液杂质含量，使金属液有较好的流动性；控制好浇注温度，适当增多或增大内浇道，加大浇注量，以得到较大的浇注速度，缩
18、短金属液对型壁热辐射作用的时间。(3)夹砂结疤缺陷夹砂结疤是在铸件表面产生的疤片状金属凸起物。图6-24鼓胀破裂夹砂结疤缺陷a)水分集结b)产生鼓胀c)鼓胀破裂d)夹砂结疤缺陷铸件1)产生夹砂结疤的原因。图6-25鼓胀碎裂夹砂结疤缺陷a)鼓胀碎裂b)夹砂结疤缺陷铸件 强烈热辐射作用：铸件大平面处于水平面位置(见图6-24a)，金属液进入铸型后，上型大平面长时间受热辐射作用，在图中点画线区域出现水分凝集区，但点画线以下表层在热辐射直接作用下为干燥层，干燥层与水分凝集区脱离而产生鼓胀现象(见图6-24b)；如果鼓胀层破裂，金属液进入图6-24c所示的裂口，凝固后得到图6-24d所示的夹砂结疤铸件；
19、如果干燥层严重碎裂，碎裂砂块下落(见图6-25a)，最后得到图6-25b所示夹砂结疤铸件；如果干燥层的鼓胀层并未破裂(见图6-26a)，将得到图6-26b所示的凹陷缺陷铸件；当干燥层鼓胀破裂，但裂口未进入金属液时，得到的是图6-26c所示的沟槽缺陷铸件。图6-26凹陷与沟槽缺陷a)鼓胀未破裂b)凹陷缺陷铸件c)沟槽缺陷铸件 强烈热辐射作用：铸件大平面处于水平面位置(见图6-24a)，金属液进入铸型后，上型大平面长时间受热辐射作用，在图中点画线区域出现水分凝集区，但点画线以下表层在热辐射直接作用下为干燥层，干燥层与水分凝集区脱离而产生鼓胀现象(见图6-24b)；如果鼓胀层破裂，金属液进入图6-2
20、4c所示的裂口，凝固后得到图6-24d所示的夹砂结疤铸件；如果干燥层严重碎裂，碎裂砂块下落(见图6-25a)，最后得到图6-25b所示夹砂结疤铸件；如果干燥层的鼓胀层并未破裂(见图6-26a)，将得到图6-26b所示的凹陷缺陷铸件；当干燥层鼓胀破裂，但裂口未进入金属液时，得到的是图6-26c所示的沟槽缺陷铸件。图6-27翘裂夹砂结疤缺陷a)水分集结b)翘裂c)夹砂结疤缺陷铸件 砂型(芯)质量：型(芯)砂中粘结剂的加入量不够或粘结性差，型(芯)紧实度不够，涂料层粘附性差，烘干质量未达到要求，湿型浇注含水量偏高等，都易在金属液浇入铸型后使铸件产生型壁开裂现象，铸型浇满后产生结疤；铸型在修补过程中有
21、撞坏或掉落砂块现象，如果未能将其清理干净，那么浇注后也会使铸件产生夹砂结疤缺陷。图6-28倾斜浇注大平面铸件 金属液质量与浇注速度：对于型腔底面是大平面的铸型，金属液流动性太差，金属液不能较快覆盖型腔底面，使铸件产生图6-27所示的底部夹砂结疤缺陷；浇注速度太慢，使型腔底面未能及时覆盖，而且型腔上方长时间受热辐射作用，铸型下方或上方都有可能开裂并产生夹砂结疤缺陷。2)防止铸件产生夹砂结疤的方法。减小水平方向上、下型壁的平面面积：由于铸型上下水平方向型壁过大，受热辐射作用时间长，易产生开裂，因此可以在上、下型壁的大平面上附设肋的结构，把大平面划分成不连续的较小平面；或把水平方向有大平面的铸型倾斜
22、浇注(见图6-28)，也可在砂型大平面上插钉加固。提高砂型(芯)质量：在型(芯)砂中适当增加粘结剂用量，少用收缩性大的粘结剂，检查粘结剂粘结性能，不用粘结性能差的粘结剂；对于易垮塌的部位，可增加芯骨或吊砂钩，或者插入适量的铁钉加固；降低湿型含水量，增加铸型湿强度，多开通气孔，使水蒸气排除方便；对于干型浇注铸型，要认真检查烘干深度，保证铸型干强度；在铸型修补后或合型前将型腔内的砂块清理干净，测量好砂芯正常高度，合型时不要碰撞和压坏铸型，保持铸型干净完好。保证金属液熔炼质量和浇注速度：减少金属液杂质含量，使金属液有较好的流动性；控制好浇注温度，适当增多或增大内浇道，加大浇注量，以得到较大的浇注速度
23、，缩短金属液对型壁热辐射作用的时间。3.裂纹类缺陷的特征、产生原因及防止方法(1)裂纹产生机理(2)铸件产生裂纹的原因(3)裂纹的预防方法铸件裂纹产生的主要原因是铸造应力大于金属强度极限。3.裂纹类缺陷的特征、产生原因及防止方法图6-29热裂纹形状(1)裂纹产生机理1)热裂纹产生机理。2)冷裂纹产生机理。(2)铸件产生裂纹的原因1)铸件结构引起裂纹。图6-30断面不均匀产生裂纹(2)铸件产生裂纹的原因2)浇注系统和冒口引起裂纹。图6-32浇注系统引起裂纹a)内浇道阻碍铸件收缩产生裂纹b)改内浇道为弹性结构(2)铸件产生裂纹的原因3)冷铁引起裂纹。4)收缩肋引起裂纹。5)砂型(芯)退让性差引起铸
24、件裂纹。6)金属液质量差和浇注温度不当引起裂纹。7)其他原因产生裂纹。(3)裂纹的预防方法铸件裂纹产生的主要原因是铸造应力大于金属强度极限。1)设计合理的铸件结构。图6-33肋壁热节a)十字肋壁b)交错肋壁2)选择恰当的浇冒口系统和安放位置。(3)裂纹的预防方法铸件裂纹产生的主要原因是铸造应力大于金属强度极限。图6-34板状铸件a)水平浇注b)立式浇注3)正确安放冷铁。(3)裂纹的预防方法铸件裂纹产生的主要原因是铸造应力大于金属强度极限。4)正确设置收缩肋。图6-35铸件转角处收缩肋的设置5)保证型砂、芯砂良好的其退让性。(3)裂纹的预防方法铸件裂纹产生的主要原因是铸造应力大于金属强度极限。6
25、)提高金属液的质量。7)控制好浇注温度和速度。8)其他预防裂纹的措施。4.其他缺陷的特征、产生原因及防止方法(1)冷隔类缺陷冷隔是在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。(2)残缺类缺陷(3)几何误差缺陷(1)冷隔类缺陷冷隔是在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。1)产生原因：开始浇入铸型中的金属液流前端呈圆弧状，两股金属液流的接触界面上将因金属液温度过低，不能相互融合而产生冷隔。金属液的熔炼温度或浇注温度低，或者金属液的化学成分不正确，夹渣物偏多，碳当量太高或太低，含硫量偏高等，都会降低金属液的流动性。铸型温度低或湿型浇注的砂型水分高，型壁吸收掉金属液大量热量，或金属液产生沸腾，型壁析
26、出大量的水蒸气没有及时排出；型砂、芯砂发气物太多，在浇注时产生大量气体，砂型透气性差，在型腔内存积过量气体而产生气压；砂型型壁太薄，箱带和芯骨离型腔太近，使铸型传热和散热过快；型壁过于粗糙，造成金属液流动阻力加大等。这样因素都会降低金属液温度和充型能力。(1)冷隔类缺陷冷隔是在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。浇注系统截面积小，直浇道高度不够，都会延长浇注时间，使金属液流动速度缓慢；内浇道过于集中，使金属液流程太长，或因型腔内部分金属提前凝固等。这些因素都使铸件产生冷隔。浇注时间太长，或在浇注后期过早降低浇注速度；或因金属液准备不足，浇包内的金属液不够浇满一个铸型，在第二次补浇时第一次浇
27、注的金属液已凝固。这些使金属液进入型腔不连续的因素都易造成铸件产生冷隔，还有可能产生浇不到或未浇满缺陷。2)防止方法 在金属液熔炼过程中，严格控制其他元素的加入量，以保证化学成分合格；认真除渣，用稀土元素处理钢液，减少钢液中夹杂物含量，降低钢液粘度和表面张力；控制好熔炼温度和浇注温度，保证金属液在铸型中有合适的温度和较好的流动性。(1)冷隔类缺陷冷隔是在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。减少型(芯)砂中发气物加入量和粘结剂用量，减少旧砂加入量，适当选用粒度大一些的新砂，控制型(芯)砂水分含量，提高铸型的透气性；在选用砂箱时不要使吃砂量太小，箱带和芯骨都要与型腔保持较大的距离，预防箱带和芯
28、骨传热太快等，都可以适当减缓铸型中金属液凝固速度，提高金属液的充型能力；修型过程中应修光型腔表面，减小型壁对金属液的流动阻力。对于薄壁、大平面铸件，可以将铸型倾斜浇注，或加大浇注系统截面积，加高直浇道，以增加金属液压力；对于流程过长的浇注系统，可改变内浇道位置和数量，缩短金属液流程；增大浇注速度，提高金属液浇注温度。认真核实铸型所需金属液重量，准确估计浇包中金属液重量，要求浇包中金属液重量至少大于铸型所需金属液重量的10%。(2)残缺类缺陷1)跑火。产生原因。防止产生跑火的措施。应根据跑火原因采取相应措施：图6-36型漏缺陷(2)残缺类缺陷2)型漏。产生原因。型漏主要与砂型底部砂层强度有关，具
29、体原因如下：防止方法。选用较高的下砂箱，保证下型底部型壁厚度，提高下砂型紧实度，用干砂和石棉绳填满下型芯座与芯头间的间隙；使通气孔与型腔保持一定距离，防止金属液外漏；在砂床制作过程中，去除砂中的块状物，砂床要平整、均匀并有一定硬度；在不影响铸型浇满和补缩的条件下，适当降低浇冒口的高度，减轻金属液对铸型的压力。(3)几何误差缺陷1)拉长缺陷。产生原因。制作模样使用的收缩率大于铸件实际收缩率，起模前模样被过重地敲击引起整个型腔尺寸增大；砂型或砂芯紧实度高，芯骨或箱带离型壁太近，使铸件收缩受到阻碍；分型面上放置的石棉绳、封箱泥条等防漏材料增加了合型高度，使铸件产生拉长缺陷。(3)几何误差缺陷 防止方
30、法。在工艺设计时多参阅与该铸件化学成分和零件结构相似合金的自由收缩和阻碍收缩的收缩率，重要铸件和大批量生产的铸件有必要进行收缩率试验，测定符合工艺要求的收缩率；减少型(芯)砂中粘结剂的加入量，在型砂的背砂中加入少量木屑；选用砂箱时考虑箱带与模样间的距离大一些，芯骨不宜过粗，芯骨与砂芯表面保持合适距离，掌握适度的砂型(芯)紧实度；工艺设计中考虑加大分型负数，合型时放置的防漏材料高度要适当。2)超重缺陷。(3)几何误差缺陷表6-7铸件重量偏差铸件理论计算重量/kg精 度 等 级偏差（%）8057880500467500356(3)几何误差缺陷 产生原因。起模过程中模样松动量偏大，修型时砂型压下量偏
31、多，修补尺寸不到位，砂型水分含量高使砂型(芯)严重收缩，砂型(芯)紧实度不够产生胀砂等，增大了型腔尺寸，导致铸件厚大而超重。防止方法。造型前在模样上涂脱模剂，以便于起模时脱模；模样在砂型中放置时间不宜过长，防止模样吸湿严重使模样尺寸外胀，并且不利于起模；起模过程中摇动幅度要小一些；修补砂型时要尽量保证砂型形状和尺寸复原；控制型砂的水分含量，砂型、砂芯紧实度不能太低，以免胀砂，使铸件超重。3)变形缺陷。(3)几何误差缺陷 产生原因。铸件结构存在过大的铸造应力，会使铸件产生变形缺陷，如图6-37所示的铸件在铸造应力作用下向外撑开。图6-38a所示的铸件，上方较薄部分先凝固收缩，下方厚大部分后凝固收
32、缩，其收缩量大于上方较薄部分的收缩量，使铸件上凸变形。图6-39所示铸件上方厚度大于下方厚度，上方厚大部分最后凝固冷却，上方收缩量大于下方收缩量，使铸件下凹变形。图6-37铸造应力导致变形a)铸件变形方向b)合铸防止变形c)加拉肋防止变形(3)几何误差缺陷 防止方法。对于图6-37a所示的变形铸件，可以采用合铸或设置拉肋的方法阻止其变形，如图6-37b和图6-37c所示。对于凝固时铸件各部分收缩不均匀引起的变形，可采用增加反变形量的方法使铸件获得正确的形状和尺寸，如图6-38b和图6-39b所示。图6-38T形断面结构铸件变形a)变形方向b)加反变形量防止变形(3)几何误差缺陷图6-40错型缺
33、陷4)错型缺陷。(3)几何误差缺陷 产生原因。上、下模样或上、下模板定位不准以及定位销与定位销孔间隙太大，砂箱定位销与销孔的配合过松，定位销长度不够等，都会产生错型缺陷。手工造型时起模敲击过重，定位装置移位或合型后铸型受撞击产生位移，也会产生错型。防止方法。检查模样和模样上下对准状况及定位销松紧程度，在大批量生产中重点检查首批铸件合型情况；造型前检查砂箱定位孔与定位销的配合情况，要求销的长度足够，销与孔配合松紧适度；对于起模难度大的铸件，可考虑加大起模斜度；对于大中型铸件，可在起模位置镶上钢板，或者安放起模螺栓，起模时从各个方向敲击钢板，但不能敲击销钉和销孔，用起模螺栓向上起模；如果在砂箱外打
34、箱号合型，则要求砂箱四周各记号线不一致，并且清楚易认。(3)几何误差缺陷图6-41错芯缺陷5)错芯缺陷。(3)几何误差缺陷 产生原因。芯盒定位销与定位孔的配合太松，或两半砂芯组合时错位，没有进行修整，两半芯结合面粘结不好，都会产生错芯；芯头与芯座之间间隙太大，浇注时在金属液的冲击下使两半砂芯相对移位而错芯。防止方法。芯盒的定位销与孔配合太松时要对芯盒进行修理；两半砂芯的粘结应小心细致，修光砂芯的粘结部位；砂芯装配操作时应保证芯头间隙适度，并将间隙填充满，使芯头无法移位。6)偏芯缺陷。(3)几何误差缺陷 产生原因。垂直方向安放的型芯，芯头两端的间隙大，芯座上方未能压住芯头或型芯顶面，在金属液作用
35、下产生图6-42a所示的偏斜；水平方向安放的型芯，芯头间隙大或芯座上方未压住，在金属液冲击和浮力作用下产生图6-42b所示的型芯水平位移缺陷；采用芯撑定位的型芯，由于芯撑个数不够或芯撑过早熔化而产生偏斜；芯盒磨损，芯座砂型紧实度不够，修型使芯座或芯头几何尺寸不正确等，也会产生偏芯。图6-42偏芯缺陷(3)几何误差缺陷 防止方法。在铸型装配过程中认真检查芯头与芯座间隙，间隙大的可采用干砂、泥条、石棉绳等材料垫、填，消除间隙；对于悬臂芯和一端固定的型芯，要仔细检查上型压芯情况，采用石棉绳等材料垫好芯头，保证上型牢固地压住芯头；如果芯盒磨损过量，则应进行修补或更新；适当增加砂型芯座紧实度，对修补过的
36、芯座与芯头，要检查其形状和尺寸是否正确。三、铸件缺陷的修补1.浸渗处理2.熔补3.补焊4.其他修补方式1.浸渗处理2.熔补图6-43真空减压浸渗处理1浸渗剂2铸件3密封橡胶圈4孔隙5有机玻璃罩6软管3.补焊图6-45开坡口铲除铸件的孔洞缺陷3.补焊图6-46裂纹缺陷末端钻孔及开U形坡口a)裂纹末端钻孔b)U形坡口3.补焊图6-47V形坡口3.补焊图6-48X形坡口(带钝边)4.其他修补方式(1)金属喷镀当铸件非加工表面有小缩孔、气孔、缩松缺陷时，可用金属喷镀法修补。(2)塞补在铸件不太重要的较厚部位有较大的孔洞类缺陷时，可镶入金属塞头进行修补。第四节铸件的热处理一、铸铁件的热处理1.灰铸铁件的
37、时效处理2.灰铸铁件的石墨化退火3.球墨铸铁件的退火处理4.白口铸铁件的可锻化退火处理1.灰铸铁件的时效处理图6-49中、小灰铸铁件人工时效工艺规范(1)装炉温度一般灰铸铁件都是冷炉装入的，如果需装热炉，则将炉温控制在100200。1.灰铸铁件的时效处理(2)加热速度升温加热速度要根据灰铸铁件的结构及复杂程度、灰铸铁件重量来确定，一般升温速度为50150/h，升温过快易引起复杂灰铸铁件开裂。(3)时效温度与保温时间消除残留应力的时效温度为550600，此温度为灰铸铁件塑性状态温度。(4)冷却速度和出炉温度冷却速度要慢，如果冷却速度太快，则会使灰铸铁件各部分温差太大，重新产生残留应力。2.灰铸铁
38、件的石墨化退火(1)低温石墨化退火灰铸铁件在300以下装炉，以70100/h的速度升温至650750，保温14h，使渗碳体充分分解为石墨和铁素体，然后以50100/h的速度缓慢冷却至400500，再置于空气中冷却。(2)高温石墨化退火高温石墨化退火使灰铸铁件中的渗碳体在高温加热过程中分解成奥氏体和石墨，消除白口组织，降低硬度，便于切削加工。图6-50灰铸铁件石墨化退火工艺规范a)低温退火工艺规范b)高温退火工艺规范3.球墨铸铁件的退火处理图6-51球墨铸铁件退火工艺规范a)高温退火工艺规范b)低温退火工艺规范4.白口铸铁件的可锻化退火处理图6-52白口铸铁件可锻化退火工艺规范二、铸钢件的热处理
39、1.退火2.正火3.正火+回火4.回火1.退火图6-53铸钢件完全退火工艺规范(1)加热根据铸钢件含碳量，将其加热至临界温度(Ac3)以上3050。1.退火(2)保温保温时间可根据铸钢件的材质和壁厚来确定，要有足够的时间使珠光体向奥氏体进行完全转变，使奥氏体的成分(含碳量)均匀化。(3)冷却保温结束后，铸钢件随炉冷却，待到炉温降至200300时，可以出炉在空气中冷却到常温。2.正火图6-54铸钢件正火处理工艺规范3.正火+回火图6-55铸钢件正火+回火工艺规范(1)加热对于一般铸钢件，将铸钢件均匀升温至Ac3以上3050。3.正火+回火(2)正火的保温与冷却升温到Ac3以上3050以后，有3h
40、左右的均热阶段，然后按铸钢件厚度以40mm/h确定保温时间。(3)回火处理当铸钢件在正火阶段空冷至400450后，重新加热铸钢件至Ac1线以下的温度范围，并保温一段时间，随炉冷却至400打开炉门，冷却至250300时出炉。4.回火三、非铁合金铸件的热处理1.非铁合金铸件热处理的目的和种类2.铸造铝合金铸件的热处理3.铸造铜合金铸件的热处理1.非铁合金铸件热处理的目的和种类1)充分提高非铁合金铸件的力学性能，保证一定的塑性，提高非铁合金铸件的抗拉强度和硬度，改善其可加工性能。2)消除非铁合金铸件快速冷却所造成的内应力。3)稳定非铁合金铸件的尺寸和组织，消除偏析和针状组织，防止和消除因高温引起相变
41、产生的体积胀大现象，改善非铁合金铸件的组织和力学性能。2.铸造铝合金铸件的热处理(1)ZL104合金铸件的热处理典型的热处理规范为T6，在5355范围内保温26h，淬于20100的水中，自炉中向淬火槽转移的时间应少于1min，再在1755时效处理1015h。(2)ZL201合金铸件的热处理典型的热处理规范为T4，即在5305保温79h，再升温至5405保温79h，淬于20100的水中，从炉中向淬火槽转移的时间应少于15s。(3)ZL301合金铸件的热处理合金的热处理规范为T4，即在4355保温615h，淬于80以上的水中。3.铸造铜合金铸件的热处理(1)锡青铜铸件的热处理对于要求耐磨的锡青铜铸
42、件，退火会消除晶内偏析，使+共析体减少或消失，使耐磨性降低，所以可不进行热处理。(2)ZCuAl10Fe3青铜铸件的热处理为了提高此青铜铸件的硬度，可对其进行调质处理：先加热到850900，到达单相区，然后水淬，得到针状马氏体型组织，再进行250350回火23h的处理，使相发生分解，形成弥散状共析体。第五节铸件质量检验一、铸件质量的检验内容(1)铸件外观质量它包括铸件的表面缺陷、形状偏差、尺寸偏差、表面粗糙度、重量偏差等。(2)铸件内在质量它包括存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷，以及铸件的化学成分、金相组织、力学性能、物理性能等。(3)铸件使用质量它是指铸件能满足使用要求的性能，如在强
43、力、高速、磨损、腐蚀、高热等条件下的工作性能，以及焊接性能、可加工性能等工艺性能。(1)铸件外观质量它包括铸件的表面缺陷、形状偏差、尺寸偏差、表面粗糙度、重量偏差等。(2)铸件内在质量它包括存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷，以及铸件的化学成分、金相组织、力学性能、物理性能等。(3)铸件使用质量它是指铸件能满足使用要求的性能，如在强力、高速、磨损、腐蚀、高热等条件下的工作性能，以及焊接性能、可加工性能等工艺性能。二、铸件质量的检验方法(1)外观检查(简称VT)铸件的表面缺陷大多数在外观检查时就可发现，如粘砂、夹砂、表面气孔、冷隔、错型、偏芯、明显裂纹等。(2)无损检测(简称NDT)目前广
44、泛使用的无损检测方法有磁粉探伤(简称MT)、着色和荧光探伤(简称PT)、射线探伤(简称RT)、超声波探伤(简称UT)等。(3)化学成分检验化学成分检验的目的是测定铸件材质的化学成分是否符合技术要求。(4)金相组织检验金相组织对铸件的性能有很大影响。(5)渗漏检验渗漏检验是检验铸件致密性的一种方法。(6)力学性能检验力学性能检验是指检验铸件的强度、硬度、塑性、韧性等性能是否达到技术要求，通常用标准试样进行力学性能试验。(1)外观检查(简称VT)铸件的表面缺陷大多数在外观检查时就可发现，如粘砂、夹砂、表面气孔、冷隔、错型、偏芯、明显裂纹等。1)铸件形状和尺寸的检测。检测铸件图和铸造工艺文件规定的全
45、部尺寸。这种检测方式适用于检测试生产铸件的首件、成批量或大量生产铸件的随机抽样单件、单件或小批量生产的铸件。检测铸件图和铸造工艺文件规定的控制尺寸。这种检测方式适用于对流水线上大批量生产的铸件尺寸进行控制检测。所规定的控制尺寸，通常为精度要求高、易变形超差的尺寸，以及能代表铸件变形程度的尺寸。采用这种检测方式的前提是铸件生产工艺稳定，流水线设备运行正常。对需要进行机械加工铸件的划线检测。检测时应划出机械加工基准线，必要时应对偏差较大的尺寸进行调整。(1)外观检查(简称VT)铸件的表面缺陷大多数在外观检查时就可发现，如粘砂、夹砂、表面气孔、冷隔、错型、偏芯、明显裂纹等。对机械加工过程中引起争议的
46、尺寸进行分析性检测。该方式用于仲裁性检测，找出争议原因，提出解决措施。用专用的工具、夹具、量具检测全部铸件的主要尺寸。该方式适用于对流水线上大批量生产的重要铸件或复杂铸件的尺寸进行检测。其优点是检测速度快、效率高，并可与机械加工同时进行。2)铸件表面和近表面缺陷的目视检验。3)铸件内腔质量的检验。4)铸件浇道冒口残余量的检验。5)铸件重量偏差的检验。铸件公称重量和被检铸件重量应采用经计量部门检验合格的同一精度等级的衡器测量。(1)外观检查(简称VT)铸件的表面缺陷大多数在外观检查时就可发现，如粘砂、夹砂、表面气孔、冷隔、错型、偏芯、明显裂纹等。被检铸件在称重前应清理干净，浇道和冒口残留应达到技
47、术文件规定的要求，有缺陷的铸件应在修补合格后称量。铸件重量检验结果为下列情况之一时，应判定铸件重量偏差合格：当铸件重量大于公称重量时，铸件重量不大于铸件重量公差的上偏差；当铸件重量小于公称重量时，铸件重量偏差小于铸件重量公差的下偏差。若结果为其他情况，则应判定铸件重量偏差不合格。有重量公差要求的铸件，应在铸件图或技术文件中按规定的标注方法注明铸件的公称重量和铸件的重量公差等级。(2)无损检测(简称NDT)目前广泛使用的无损检测方法有磁粉探伤(简称MT)、着色和荧光探伤(简称PT)、射线探伤(简称RT)、超声波探伤(简称UT)等。图6-56磁粉探伤原理1磁力线2缺陷3铸件4磁极5电源(2)无损检
48、测(简称NDT)目前广泛使用的无损检测方法有磁粉探伤(简称MT)、着色和荧光探伤(简称PT)、射线探伤(简称RT)、超声波探伤(简称UT)等。1)磁粉探伤。2)着色探伤。图6-57着色探伤a)向缺陷渗透b)表面清洗c)喷显影剂后的情况1着色渗透液2显影剂3着色液4铸件3)射线探伤。(2)无损检测(简称NDT)目前广泛使用的无损检测方法有磁粉探伤(简称MT)、着色和荧光探伤(简称PT)、射线探伤(简称RT)、超声波探伤(简称UT)等。图6-58射线探伤原理1射线光管2光栅3铸件4缺陷5铅板6感光底片7底片上黑度的变化情况(2)无损检测(简称NDT)目前广泛使用的无损检测方法有磁粉探伤(简称MT)
49、、着色和荧光探伤(简称PT)、射线探伤(简称RT)、超声波探伤(简称UT)等。4)超声波探伤。图6-59超声波探伤示意图a)无缺陷b)有小缺陷c)有大缺陷1探头2铸件3波形图(3)化学成分检验化学成分检验的目的是测定铸件材质的化学成分是否符合技术要求。1)炉前控制性检验。2)铸件化学成分检验。(4)金相组织检验金相组织对铸件的性能有很大影响。(5)渗漏检验渗漏检验是检验铸件致密性的一种方法。(6)力学性能检验力学性能检验是指检验铸件的强度、硬度、塑性、韧性等性能是否达到技术要求，通常用标准试样进行力学性能试验。图6-60便携式硬度计三、铸件质量的评定(1)铸件废品率很多工厂把铸件废品率作为质量
50、考核指标。(2)铸件质量的分级铸件废品率低并不等于铸件质量高。(3)铸件平均质量等级评定1.滚筒式落砂机有哪些特点？使用落砂机时应注意哪些事项？2.什么是水爆清砂？它有何优缺点？3.喷丸清理与抛丸清理各有何特点？4.简述Q3110型抛丸清理滚筒的工作原理。5.履带式抛丸清理滚筒有何优缺点？6.Q365A型间隙式抛丸清理室由哪几部分组成？它有何优缺点？7.常用铸件缺陷修补方法有哪些？补焊铸件时要注意些什么问题？8.灰铸铁件热处理的目的是什么？有哪几种热处理方法？试述灰铸铁件人工时效处理工艺措施。9.试述球墨铸铁件退火处理的工艺规范。三、铸件质量的评定10.碳钢铸件热处理的目的是什么？有哪几种热处
