1、铸造基础知识教程铸造基础知识教程第一篇第一篇 铸铁简介铸铁简介第一章：绪论第一章：绪论1.铸造在国民经济中的地位和作用铸造在国民经济中的地位和作用铸造是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸铸造是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。1.铸造在国民经济中的地位和作用铸造在国民经济中的地位和作用 1)、特点及其重要性、特点及其重要性 1适用范围广适用范围广 从几克到从几克到480吨的各种合金铸件。铸件形状可以非常复吨的各种合金铸件。铸件形状可以非常复杂杂 2可制造各种合金铸件可制造各种合金铸件 3铸件的尺寸精
2、度高铸件的尺寸精度高 4成本低廉成本低廉 铸件在一般机器生产中约占总质量的铸件在一般机器生产中约占总质量的40%80，而成，而成本只占机器总成本的本只占机器总成本的25%30。成本低廉的原因是：成本低廉的原因是：容易实现机械化生产；容易实现机械化生产；可大量利可大量利用废、旧金属料；用废、旧金属料；与锻件相比，其动力消耗小；与锻件相比，其动力消耗小；尺寸尺寸精度高，加工余量小，节约加工工时和金属精度高，加工余量小，节约加工工时和金属2)、我国铸造技术的发展、我国铸造技术的发展 我国的铸造技术已有我国的铸造技术已有6000年悠久的历史，是世界年悠久的历史，是世界上较早掌握铸造技术的文明古国，上较
3、早掌握铸造技术的文明古国，1978年湖北省随县出土的曾侯乙墓青铜器重达年湖北省随县出土的曾侯乙墓青铜器重达t。有。有64件的一套编钟，铸造时代是距今件的一套编钟，铸造时代是距今2400年前的战国初期。湖北省随县出土的曾侯尊盘可年前的战国初期。湖北省随县出土的曾侯尊盘可以看出铸工之精湛，铸于战国初期。以看出铸工之精湛，铸于战国初期。河北省沧州的大铁狮，高河北省沧州的大铁狮，高5m多，长近多，长近6m重重193t，是公元，是公元9世纪五代后周时铸成的世纪五代后周时铸成的战国时期的青铜编钟战国时期的青铜编钟之一之一 战国初期铸的曾侯尊盘战国初期铸的曾侯尊盘 沧州的大铁狮沧州的大铁狮(铸于公铸于公元元
4、953年年)5m轧机机架(480T)浇注情况合金船用推进器直径11米重量100吨吉祥钟大钟之最 锡青铜铸造重ll6吨加工中心床身立车工作台135T球铁横梁14米唐津床身 3）近代工业生产中占有不可替代的地位，特别是基础工）近代工业生产中占有不可替代的地位，特别是基础工业业:（1）机械加工工业）机械加工工业如机床，铸件占如机床，铸件占5090%；（2）汽车、拖拉机工业；）汽车、拖拉机工业；（3）铁路；）铁路；（4）石油化工、矿山冶金；）石油化工、矿山冶金；（5）国防工业；）国防工业；（6）其他）其他造船、仪表、航空航天、民政城建等。造船、仪表、航空航天、民政城建等。4）铸造生产水平的标志：）铸造
5、生产水平的标志：（1）机械化、自动化生产；）机械化、自动化生产；（2）质量（包括表面质量）大大提高；）质量（包括表面质量）大大提高；（3）生产规模扩大；）生产规模扩大；（4）产量。）产量。2.铸造生产工艺流程和控制关键铸造生产工艺流程和控制关键1）生产工艺流程：）生产工艺流程：合同签订合同签订行政管理行政管理环境管理环境管理生产计生产计划划生产调度生产调度原材料进厂原材料进厂原材料检验原材料检验库房管理库房管理基本建设基本建设设备管理设备管理设备设备维护维护工艺设计工艺设计工装设计工装设计模型制作模型制作模型检验模型检验工艺施工工艺施工工艺检验工艺检验配配 砂砂天车运输天车运输造造 型型制制
6、芯芯合合 箱箱配配 料料熔熔 化化浇浇 注注打打 箱箱落落 砂砂清清 理理退退 火火抛抛 丸丸打打 磨磨精精 整整油油 漆漆产产品检验品检验产品加工产品加工产品包装产品包装产品运输产品运输出入库管理出入库管理产品销售产品销售售后服务售后服务1）生产工艺流程）生产工艺流程砂处理砂处理造型造型金属炉料金属炉料制芯材料制芯材料砂处理砂处理制芯制芯熔炼熔炼下芯下芯浇注浇注落砂落砂清理清理成品成品热处理热处理机加工机加工造型材料造型材料合箱合箱2）控制关键：）控制关键：（1）原材料（包括金属的、非金属的、以）原材料（包括金属的、非金属的、以及辅料）；及辅料）；（2）熔炼（包括配料及其控制，熔炼方法）熔炼
7、（包括配料及其控制，熔炼方法及设备）；及设备）；（3）造型（包括造型方法、铸型工艺设计）造型（包括造型方法、铸型工艺设计以及造型材料处理）；以及造型材料处理）；（4）热处理；）热处理；（5）检测。）检测。3.铸铁的特性和分类铸铁的特性和分类 1）特性：）特性：（1）具有一定的力学性能；）具有一定的力学性能；*性能举例和检测方法介绍。性能举例和检测方法介绍。bHBak金相组织HT100350/150270/P、F、G片QT4009002-18150300 3060P、F、B、G球RuT260420 0.53.0 120280/P、F、G虫KT300700215120270 3060 P、F、G团
8、（Cm）BT300500/500800/P、Cm、M（2）铸造性能好，造型工艺性好）铸造性能好，造型工艺性好流动流动性、补缩性、防裂性；性、补缩性、防裂性；（3）减震性好，缺口敏感性低；）减震性好，缺口敏感性低；（4）加工切削性能好；）加工切削性能好；（5）有一定的耐磨性和其他特殊性能；）有一定的耐磨性和其他特殊性能；（6）较好的热处理性；）较好的热处理性；（7）生产成本低、设备可简单。）生产成本低、设备可简单。2）分类：）分类：HT、QT、RuT、KT、特种铸铁等。、特种铸铁等。第二章第二章 灰铸铁灰铸铁 2-1 灰铸铁的特点灰铸铁的特点 1.金相组织与力学性能金相组织与力学性能 组织组织:
9、G片片+P 或或 G片片+P+F（间或有少量（间或有少量Cm）非金属夹杂物非金属夹杂物:硫化物硫化物+磷共晶磷共晶 2.牌号与成分牌号与成分 1）灰铸铁牌号：灰铸铁牌号：HT150、HT200、HT250、HT300、HT350，共，共5个牌号个牌号 表一表一 灰铸铁件的化学成分灰铸铁件的化学成分牌号铸件主要壁厚(mm)化学成分(%)CSiMnPSHT100 所有尺寸 3.23.82.12.7 0.50.80.200.15HT150503.33.73.23.63.13.53.03.42.02.42.02.31.92.21.82.10.50.80.200.12HT200503.23.63.13.
10、53.03.43.03.21.92.21.82.11.51.81.41.70.60.90.70.90.81.00.81.00.150.12表一表一 灰铸铁件的化学成分灰铸铁件的化学成分牌号铸件主要壁厚(mm)化学成分(%)CSiMnPSHT250503.23.53.13.43.03.32.93.21.82.11.61.91.51.81.41.70.70.90.81.00.81.00.91.10.150.12HT300503.13.43.03.32.93.22.83.11.51.81.41.71.41.71.31.60.81.00.81.00.91.11.01.20.150.12HT350502
11、.93.22.83.12.83.12.73.01.41.71.31.61.21.51.11.40.91.21.01.31.11.31.11.40.150.12 说明说明:1.随牌号提高（即随牌号提高（即b），则），则C、Si；2.同一牌号，铸件壁厚同一牌号，铸件壁厚，则，则C、Si；3.高于高于HT250的牌号（或高于的牌号（或高于HT200），），是通过孕育处理得到的；是通过孕育处理得到的；4.根据目前国内的生产水平，一般要求根据目前国内的生产水平，一般要求 P、S0.10%；5.高牌号灰铸铁件可采用低合金化。高牌号灰铸铁件可采用低合金化。2-3 灰铸铁组织中的石墨和基体灰铸铁组织中的石墨和
12、基体 1.石墨石墨 1）分布形态：）分布形态：A 均匀分布、无向性均匀分布、无向性过冷度小结晶；过冷度小结晶；B 片状和点状石墨聚集成菊花状（蔷薇状）片状和点状石墨聚集成菊花状（蔷薇状）较大过冷较大过冷下结晶；下结晶；C 部分石墨带尖角块状、粗大片状、初生石墨部分石墨带尖角块状、粗大片状、初生石墨过共过共晶成分、冷速小；晶成分、冷速小；D 晶间点状石墨、呈无向分布晶间点状石墨、呈无向分布冷速大，为过冷冷速大，为过冷石墨。亚、共、过共晶成分都存在；石墨。亚、共、过共晶成分都存在；E 晶间网状石墨、呈有向分布晶间网状石墨、呈有向分布冷速小，冷速小，Sc较小较小的成分下存在；的成分下存在；F 星状石
13、墨、初生石墨星状石墨、初生石墨过共晶成分、冷速大（薄过共晶成分、冷速大（薄壁铸件）。壁铸件）。2）尺寸大小：分）尺寸大小：分8级。级。2.基体基体 珠光体珠光体(P):b=800850N/mm2，HB=160260，=2025%铁素体铁素体(F):b=250300N/mm2，HB=80100，=4055%需要特别指出的是，由于石墨（片状）割需要特别指出的是，由于石墨（片状）割裂并缩减了基体，灰铸铁的裂并缩减了基体，灰铸铁的b只及纯只及纯P体体的的1/51/3，而，而0%。说明说明:（1）HT的基体由不同比例的的基体由不同比例的F、P组成，不容许组成，不容许 Cm存在（存在（13%）（降低切削性
14、能）。）（降低切削性能）。（2）HT中随中随P，则，则b，HB；而牌号越；而牌号越 高，高，P。高牌号。高牌号HT中，中，P100%；在；在 实际生产中，实际生产中，100%F的的HT几乎没有。几乎没有。（3）从提高铸件的均匀性、改善切削性能的角）从提高铸件的均匀性、改善切削性能的角 度出发，要求在度出发，要求在 b 同时同时HB 2-4 灰铸铁的孕育灰铸铁的孕育 1.孕育处理的目的孕育处理的目的 1）消除白口）消除白口结晶为灰口；结晶为灰口；2）改善石墨形态）改善石墨形态得到得到GA+P细片组织细片组织 b；3）细化晶粒）细化晶粒增加增加P量和共晶团数目；量和共晶团数目；4）提高组织均匀性）
15、提高组织均匀性消除壁厚差别。消除壁厚差别。3.孕育处理工艺孕育处理工艺 孕育剂：孕育剂：75Si-Fe、SiBaCa等。等。粒粒 度：度：2-5mm，加入量：，加入量：0.20.6%。加入方式：炉前包内冲入、出铁口随流、包底、瞬时随流加入方式：炉前包内冲入、出铁口随流、包底、瞬时随流等。等。第三章第三章 球墨铸铁球墨铸铁 3-1 概述概述 1.球墨铸铁的特点球墨铸铁的特点 1947年，英国人年，英国人H.Morrogh在实验室内采用在实验室内采用Ce处处理铁液，得到球状石墨，并于理铁液，得到球状石墨，并于1948年在美国铸造年在美国铸造工程师协会上宣布，成为球铁的发明者。球铁的工程师协会上宣布
16、，成为球铁的发明者。球铁的根本性特点：根本性特点：1）石墨形状的改变（从片石墨形状的改变（从片球状），使石墨对球状），使石墨对 基体的割裂作用减到最小，从而根本上改变基体的割裂作用减到最小，从而根本上改变 了铸铁的性能水平；了铸铁的性能水平；2）可以发挥基体的作用来达到性能要求：）可以发挥基体的作用来达到性能要求：（1）通过热处理调节；（）通过热处理调节；（2）铸态下获得。）铸态下获得。2.球铁的主要种类和应用：球铁的主要种类和应用：1）珠光体球）珠光体球铁铁典型牌号典型牌号（QT700-2）性能特点性能特点强度为主强度为主应用：曲轴、连杆应用：曲轴、连杆等等2）铁素体球）铁素体球铁铁典型牌号
17、典型牌号（QT450-10）性能特点性能特点韧性为主韧性为主应用：汽拖底盘零应用：汽拖底盘零件、铸管等件、铸管等3）混合基体）混合基体球铁球铁典型牌号典型牌号（QT500-7）性能特点性能特点强韧结合强韧结合应用：齿轮、叶轮、应用：齿轮、叶轮、螺栓等螺栓等4）其他类型）其他类型A体体QT（阀门、电力金具）、（阀门、电力金具）、A+B、B（齿（齿轮、凸轮轴）、轮、凸轮轴）、M、M+A、M+P+Cm（耐磨（耐磨件、磨球）等件、磨球）等 3.球铁的牌号球铁的牌号 QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2 QT
18、600-3 QT 球铁球铁 600抗拉强度抗拉强度600MPa 3 延伸率延伸率3 奥铁体球铁奥铁体球铁-等温淬火等温淬火ADI 1600Mp4.球铁生产工艺过程球铁生产工艺过程造型制芯造型制芯合箱合箱配料熔炼球化处理孕育处理浇注落砂清理检验机加工成品热处理炉前检测三角试样化学成分取样Y型试块砂处理化学分析附体试样金相组织标准力学性能*3-2 球墨铸铁的化学成分球墨铸铁的化学成分球铁的基本合金成分：球铁的基本合金成分：C、Si、Mn、P、S、Mg、RECSiMnPSMgRE3.43.92.03.00.10.70.080.020.030.050.020.04第四章第四章 冲天炉熔炼冲天炉熔炼 1
19、.冲天炉炉体为一直立的圆筒，由钢板卷成，冲天炉炉体为一直立的圆筒，由钢板卷成，内砌耐火砖炉衬。内砌耐火砖炉衬。2.金属炉料有铸造生铁、废钢、回炉料和硅金属炉料有铸造生铁、废钢、回炉料和硅铁、锰铁等合金。铁、锰铁等合金。3.燃料主要有焦炭。燃料主要有焦炭。4造渣熔剂有石灰石、萤石等。造渣熔剂有石灰石、萤石等。根据铸铁的技术要求，考虑到熔炼过程中根据铸铁的技术要求，考虑到熔炼过程中元素的增损情况，须进行配料计算并称量元素的增损情况，须进行配料计算并称量入炉。入炉。第二篇第二篇 铸造生产过程铸造生产过程 第一章第一章 造型造型 1.造型材料造型材料：1）原砂原砂：石英砂。主要成分：石英砂。主要成分S
20、iO2。颗粒形状：尖角形、多边形、圆形颗粒形状：尖角形、多边形、圆形 2）粘结材料粘结材料：1.粘土：用于粘土砂。粘土：用于粘土砂。高岭石高岭石：Al2O3.2SiO2.2H2O 蒙脱石蒙脱石：(Al,Mg)2【(OH)2|Si4O10】(Na,Ca)x*n H2O 2.膨润土：是以膨润土：是以蒙脱石为主的含水粘土矿。为主的含水粘土矿。3.水玻璃：俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸水玻璃：俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液为水玻璃。其盐，其水溶液为水玻璃。其化学式为为R2On SiO2 4.合成树脂：呋喃树脂是指以具有呋喃环的合成树脂：呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇、甲醛和尿素作原料生产的树脂
21、类的糠醇、甲醛和尿素作原料生产的树脂类的总称（总称（1：1：1），种类有糠醇树脂、糠醛），种类有糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮树脂、糠酮树脂、糠酮甲醛树脂等。外甲醛树脂等。外观为深褐色至黑色的液体或固体。观为深褐色至黑色的液体或固体。3）固化剂固化剂：使型：使型(芯芯)砂中的粘结剂产生化砂中的粘结剂产生化学反应而将砂粒固结在一起的材料。学反应而将砂粒固结在一起的材料。苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷酸和甲苯磺酸等。酸和甲苯磺酸等。4）涂料：）涂料：作用：作用：（1）防止铸件粘砂）防止铸件粘砂（2）降低表面粗糙度）降低表面粗糙度（3）加固砂型表面）加固
22、砂型表面（4）屏蔽或隔离作用）屏蔽或隔离作用（5）铸件表面合金化和晶粒细化）铸件表面合金化和晶粒细化（6）减少铸件落砂）减少铸件落砂（7）调节铸件凝固温度场）调节铸件凝固温度场 根据载体不同分为：根据载体不同分为：水基涂料（需烘干）、醇基涂料水基涂料（需烘干）、醇基涂料。组成：组成：1.耐火材料：石英粉、刚玉粉、锆英粉、石墨粉耐火材料：石英粉、刚玉粉、锆英粉、石墨粉等。等。2.载体载体 3.悬浮剂：膨润土。悬浮剂：膨润土。4.粘结剂：酚醛树脂。粘结剂：酚醛树脂。5.添加剂添加剂 方法：方法：1.刷涂法。刷涂法。2.浸涂法浸涂法3.喷涂法喷涂法4.流涂法。流涂法。5）树脂自硬砂）树脂自硬砂（1）
23、特点：）特点：1.无需加热烘干。无需加热烘干。2.铸件质量高。尺寸精度可达铸件质量高。尺寸精度可达CT8-CT10 3.型砂容易紧实，易溃散，好清理，旧砂容易再型砂容易紧实，易溃散，好清理，旧砂容易再生利用，大大减轻劳动强度，改善劳动环境生利用，大大减轻劳动强度，改善劳动环境 4.价格较高，成本高。价格较高，成本高。5.起模时间为几分钟到几十分钟，生产效率高起模时间为几分钟到几十分钟，生产效率高 6.受环境温度、湿度影响大，要求严格的工艺控受环境温度、湿度影响大，要求严格的工艺控制。制。7.有刺激性气味，注意劳动保护。有刺激性气味，注意劳动保护。8.发气量大，必须保持通气道畅通。发气量大，必须
24、保持通气道畅通。（2）原材料）原材料 1.原砂原砂：SiO290。含泥量。含泥量0.2。粒度适中。粒度适中。水分水分0.2%。颗粒形状越接近圆形越好。颗粒形状越接近圆形越好。2.粘结剂：呋喃树脂粘结剂：呋喃树脂，糠醇含量越高，强度越高，糠醇含量越高，强度越高，含氮越高，硬化速度越快。掺加量含氮越高，硬化速度越快。掺加量0.8-1.0。3.固化剂：甲苯磺酸固化剂：甲苯磺酸。加入量依硬化速度，气温、。加入量依硬化速度，气温、湿度、砂温、树脂种类调整。加入量增加，硬化湿度、砂温、树脂种类调整。加入量增加，硬化速度加快，但不能过量，否则，树脂膜焦化，强速度加快，但不能过量，否则，树脂膜焦化，强度明显降
25、低。掺加量度明显降低。掺加量0.4-0.5 4.添加剂：硅烷、氧化铁粉、甘油等。提高强度，添加剂：硅烷、氧化铁粉、甘油等。提高强度，防止气孔、冲砂防止气孔、冲砂 混砂工艺：混砂工艺：砂砂+固化剂固化剂混匀混匀+树脂树脂混匀混匀卸砂卸砂（3）性能）性能：1.终强度：终强度：24h强度值。型砂：强度值。型砂：0.6-0.8MPa，芯砂芯砂0.8-1.0MPa,复杂砂芯复杂砂芯1.6-2.0MPa.8字模检测。字模检测。2.硬化速度。调整固化剂酸度值，温度降硬化速度。调整固化剂酸度值，温度降低，酸度值增加。固化剂加入量。低，酸度值增加。固化剂加入量。3.热变形性及溃散性。调整树脂成分比例。热变形性及
26、溃散性。调整树脂成分比例。4.紧实度：单位体积内型砂质量的大小表示紧实度：单位体积内型砂质量的大小表示密集程度。密集程度。1.6-1.8g/cm3。（4）旧砂再生：）旧砂再生：1.减少环境污染，降低成本。减少环境污染，降低成本。2.减少树脂掺入量。减少树脂掺入量。3.热稳定性好，易控制。热稳定性好，易控制。（5）常见缺陷：）常见缺陷：1.气孔。固化剂加入过多。涂料干燥不充分。气孔。固化剂加入过多。涂料干燥不充分。通气道堵塞及砂芯出气不良通气道堵塞及砂芯出气不良 2.机械粘砂：原砂粒度太粗或分布过于集中。机械粘砂：原砂粒度太粗或分布过于集中。紧实度不够。涂料耐火度不够、涂料层太紧实度不够。涂料耐
27、火度不够、涂料层太薄薄.2.造型方法：造型方法：1）根据铸造方法分：）根据铸造方法分：(1)砂型铸造砂型铸造 用型砂紧实成型的铸造方法。用型砂紧实成型的铸造方法。型砂来源广泛，价格低廉，且砂型铸造方型砂来源广泛，价格低廉，且砂型铸造方法适应性强，因而是目前生产中用得最多、法适应性强，因而是目前生产中用得最多、最基本的铸造方法。最基本的铸造方法。(2)特种铸造特种铸造 与砂型铸造不同的其它铸造与砂型铸造不同的其它铸造方法，如熔模铸造、石膏型铸造、陶瓷型方法，如熔模铸造、石膏型铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造和离心铸造等。和离心铸造等。区别：区别
28、：1.改变铸型的制造工艺或材料改变铸型的制造工艺或材料2.改善液体金属充填铸型及随后的冷凝条件改善液体金属充填铸型及随后的冷凝条件 2）根据操作方式分：手工造型和机器造型）根据操作方式分：手工造型和机器造型 3）根据模型类型分：实样造型和型板造型）根据模型类型分：实样造型和型板造型 4)根据工装分：砂箱造型和地坑造型根据工装分：砂箱造型和地坑造型 5）根据砂型分）根据砂型分 湿型湿型 干型干型 自硬型自硬型第二章第二章 制芯制芯 1.作用：形成铸件的内腔、孔和铸件外形不作用：形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。砂型局部要求特殊性能的能出砂的部位。砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯
29、。部分，有时也用砂芯。2要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂。和容易清砂。3.芯头是指伸出铸件以外不与金属接触的芯头是指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。包括芯头长度、斜度、间隙等。砂芯部分。包括芯头长度、斜度、间隙等。芯头长度指的是砂芯伸入铸型部分的长度。芯头长度指的是砂芯伸入铸型部分的长度。芯头斜度、芯头间隙芯头斜度、芯头间隙 为了下
30、芯方便。通常为了下芯方便。通常在芯头和芯座之间留有间隙。在芯头和芯座之间留有间隙。（0.2-6mm）。）。防压环（打披缝）防止砂型被压塌，防止防压环（打披缝）防止砂型被压塌，防止掉砂缺陷。掉砂缺陷。作用：定位和固定砂芯，排出气体作用：定位和固定砂芯，排出气体。4芯盒种类：芯盒种类：1）整体式芯盒：结构简单，砂芯易取出）整体式芯盒：结构简单，砂芯易取出 2）可拆式芯盒：结构复杂，砂芯不易取出）可拆式芯盒：结构复杂，砂芯不易取出 3）对开式芯盒：结构简单且对称）对开式芯盒：结构简单且对称 4）脱落式芯盒：结构及其复杂，砂芯活块）脱落式芯盒：结构及其复杂，砂芯活块不容易取出不容易取出 5.芯骨（芯铁
31、）芯骨（芯铁）作用：作用：1）增加砂芯的强度和刚度）增加砂芯的强度和刚度 2）便于砂芯的吊运）便于砂芯的吊运 3）固定砂芯）固定砂芯 4）排气）排气 种类：铸铁浇注种类：铸铁浇注 铁丝绑扎铁丝绑扎 钢筋焊接钢筋焊接第三章合箱第三章合箱 1.检查砂型和砂芯检查砂型和砂芯 2.下芯下芯 3.验型验型 4.合箱合箱 5.紧固及放压铁：紧固及放压铁：（1）上砂型抬箱力：）上砂型抬箱力：P1=Fhg (2)砂芯浮力：砂芯浮力：P2=Vg-G(砂芯砂芯)（3）总压重：）总压重：P=(P1+P2)*S-G(上上)第四章第四章 浇注浇注 浇注温度：厚大的铸件，易裂的铸件应采浇注温度：厚大的铸件，易裂的铸件应采
32、取较低的浇注温度，薄壁铸件，应采用较取较低的浇注温度，薄壁铸件，应采用较高的浇注温度。高的浇注温度。原则：高温熔炼、低温浇注原则：高温熔炼、低温浇注 浇注速度：薄壁铸件、形状复杂、具有大浇注速度：薄壁铸件、形状复杂、具有大平面的铸件，应快速浇注。形状简单的厚平面的铸件，应快速浇注。形状简单的厚实铸件，宜慢速浇注。实铸件，宜慢速浇注。第五章第五章 落砂及清理落砂及清理 1.落砂温度：落砂温度：大型铸铁件大型铸铁件 200300 复杂易裂件复杂易裂件 300056反变形量反变形量铸件冷却缓慢的一侧必定受拉应力而产生内凹变形；铸件冷却缓慢的一侧必定受拉应力而产生内凹变形；冷却较快的一侧必定受压应力而
33、发生外凸变形冷却较快的一侧必定受压应力而发生外凸变形易变形铸件，为防止铸件在凝固收缩时弯曲变形，故造型时应做出反变形量易变形铸件，为防止铸件在凝固收缩时弯曲变形，故造型时应做出反变形量（挠度）（挠度）a)月牙形月牙形R=b）竹节形）竹节形 C)三角形三角形最小铸出孔及槽最小铸出孔及槽 较大的孔、槽等，应铸出来，以便节约金属和加较大的孔、槽等，应铸出来，以便节约金属和加工工时，同时还可以避免铸件局部过厚所造成的工工时，同时还可以避免铸件局部过厚所造成的热节，提高铸件质量。热节，提高铸件质量。较小的孔、槽，或者铸件壁很厚，则不宜铸出孔，较小的孔、槽，或者铸件壁很厚，则不宜铸出孔，直接依靠加工反而方
34、便。直接依靠加工反而方便。有些特殊要求的孔，如弯曲孔，无法实行机械加有些特殊要求的孔，如弯曲孔，无法实行机械加工，则一定要铸出。工，则一定要铸出。可用钻头加工的受制孔可用钻头加工的受制孔(有中心线位置精度要求有中心线位置精度要求)最好不铸，铸出后很难保证铸孔中心位置准确，最好不铸，铸出后很难保证铸孔中心位置准确，再用钻头扩孔也无法纠正中心位置。再用钻头扩孔也无法纠正中心位置。铸件的最小铸出孔铸件的最小铸出孔最小铸出孔直径指的是毛坯孔直径。最小铸出孔直径指的是毛坯孔直径。生 产 批 量最小铸出孔直径dmm灰铸铁件铸钢件大量生产1215成批生产15303050单件、小批生产305050起模斜度起模
35、斜度 要求：要求：1.小于或等于图上规定的起模斜度值。小于或等于图上规定的起模斜度值。2.内外壁，芯盒斜度取值相同，方向一致。内外壁，芯盒斜度取值相同，方向一致。3.非加工面于外形一致。尽量选用一种或两种斜度。非加工面于外形一致。尽量选用一种或两种斜度。a)增加铸件尺寸法增加铸件尺寸法 b)增加和减少铸件尺寸法增加和减少铸件尺寸法 c)减少铸件尺寸法减少铸件尺寸法铸件尺寸公差铸件尺寸公差（GB/T 6414-1999）基本尺寸铸件尺寸公差等级CT大于至1234567891 01 11 213 14 15 1610l61016250.090.10.1l0.130.140.150.180.20.2
36、20.260.280.300.360.380.420.520.540.580.740.780.8211.11.21.51.61.722.22.42.83.03.24.24.44.668101225406340631000.120.130.140.170.180.200.240.260.280.320.360.400.460.500.560.640.700.780.911.11.31.41.61.822.22.62.83.23.644.455.66789910111112l41416l81 00l 600.150.220.300.440.620.881.21.82.53.657101216201
37、 602 502504000.240.340.400.500.560.720.7811.11.41.622.22.83.244.45.6689111214161820222540063010006301000l6000.640.720.800.911.11.21.41.61.822.22.62.83.23.64.65677891011l3141618182023222529283237160025004000630025004000 6300100002.63.84.45.46.27891011101214161517202321242832263035403338445042495664注注
38、 在等级在等级CT1CT15中对壁厚采用粗一级公差。中对壁厚采用粗一级公差。对于不超过对于不超过16mm 的的尺寸，不采用尺寸，不采用CT13CT16的一般公差，对于这些尺寸应标注个别公差。的一般公差，对于这些尺寸应标注个别公差。等等级级CT16仅适用于一般公差规定为仅适用于一般公差规定为CT15的壁厚。的壁厚。我国的铸件尺寸公差标准GB6414-1999等效采用IA0 80621994第二版铸件尺寸公差制。它是设计和检验铸件尺寸的依据，具体规定了砂型铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造、熔模铸造等方法生产的各种铸造金属及合金的铸件尺寸公差，包括铸件基本尺寸公差值，所规定的公差是指正常生产条件
39、下通常能达到的公差，由精到粗分为16级，命名为CT l到CT l6(CT是CaAting TleranceA之缩写)。机械加工余量机械加工余量 GBT 113501999铸件尺寸公差与机械加工余量标准中规定：要求的机械加工余量RMA适用于整个毛坯铸件，且该值应根据最终机械加工后成品铸件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围来选取。加工余量的代号用字母RMA(Required Machining AllwanceA)表示。加工余量等级由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共10个等级。用于各种铸造合金和铸造方法，仅作为参考资料用。要求的铸件机械加工余量要求的铸件机械加工余量(RMA)(GBT
40、 64141999)最大尺寸要 求 的 机 械 加 工 余 量 等 级大于至A B CDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014100016000.711.
41、422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571014204000630011.422.845.581116226300100001.11.52.234.569121724 铸件尺寸公差：指铸件公称尺寸的两个允铸件尺寸公差：指铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差。（许极限尺寸之差。（GB6414-1999）CT8-CT10 铸件重量公差：铸件重量变动的允许值铸件重量公差：铸件重量变动的允许值（以占铸件公称重量的百分率为单位）。（以占铸件公称重量的百分率为单位）。MT1-16级级第三章浇注系统设计第三章
42、浇注系统设计一、典型浇注系统的结构典型浇注系统的结构1-浇口杯浇口杯 2-直浇道直浇道 3-直浇道窝直浇道窝 4-横浇道横浇道 5-末端延长段末端延长段 6-内浇道内浇道对浇注系统的基本要求对浇注系统的基本要求所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。方法。在规定的浇注时间内充满型腔。在规定的浇注时间内充满型腔。提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气体和使金属使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气体和使金
43、属过度氧化。过度氧化。具有良好的阻渣能力。具有良好的阻渣能力。金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。冷隔等缺陷。不破坏冷铁和芯撑的作用。不破坏冷铁和芯撑的作用。浇注系统的金属消耗小，并容易清理。浇注系统的金属消耗小，并容易清理。减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。此外，对于薄小铸件常可用浇注系统当冒口此外，对于薄小铸件常可用浇注系统当冒口浇口杯的功用：
44、用来承接来自浇包的金属液，防止金属液用来承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型腔飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型腔的冲击；分离渣滓和气泡，阻止其进入型的冲击；分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔；增加充型压力头。腔；增加充型压力头。分漏斗形分漏斗形 和盆形和盆形 两大类。漏斗形浇口杯挡渣效果差，但结两大类。漏斗形浇口杯挡渣效果差，但结构简单，消耗金属少。盆形浇口杯效果较构简单，消耗金属少。盆形浇口杯效果较好好直浇道窝作用直浇道窝作用 1缓冲作用缓冲作用 2.缩短直缩短直-横拐弯处的高度紊流区横拐弯处的高度紊流区 3改善内浇道的流量分布改善内浇道的流量分布 4减小直减小直
45、-横浇道拐弯处的局部阻力系数横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失和水头损失 5浮出金属液中的气泡浮出金属液中的气泡横浇道发挥阻渣作用应具备的条件 1横浇道应呈充满流态横浇道应呈充满流态 2流速应尽可能低流速应尽可能低 3内浇道的位置关系要正确内浇道的位置关系要正确 内浇道距直浇道应足够远内浇道距直浇道应足够远 有正确的横浇道末端延长段有正确的横浇道末端延长段 封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道具有同一底面。且和横浇道具有同一底面。开放式浇注系统需把内浇道重迭在横浇道上方，开放式浇注系统需把内浇道重迭在横浇道上方，用横浇道的顶面及末端延
46、长段粘附和储留渣滓。用横浇道的顶面及末端延长段粘附和储留渣滓。封闭式浇注系统横浇道末端延长段的形式封闭式浇注系统横浇道末端延长段的形式a)、b)差差 c)、d)中中 e)良良 f)优优浇注系统横、内浇道的位置关系浇注系统横、内浇道的位置关系a)、d)错误错误 b)、c)、e)正确正确(三)强化横浇道阻渣的措施1 1设置筛网芯的浇注系统轻合金浇注系统中过滤网设置筛网芯的浇注系统轻合金浇注系统中过滤网2 2设置集渣包的浇注系统设置集渣包的浇注系统设置集渣包的浇注系统设置集渣包的浇注系统a)齿形集渣包齿形集渣包 b)离心集渣包离心集渣包直浇道、横浇道和内浇道截面积之比称为浇直浇道、横浇道和内浇道截面
47、积之比称为浇口比口比充型时的两种流态充型时的两种流态a)封闭式封闭式 b)开放式开放式按充型条件分按充型条件分 1.封闭式浇注系统：阻渣能力好，防止金属封闭式浇注系统：阻渣能力好，防止金属卷入气体，消耗金属少，但流速高，易喷卷入气体，消耗金属少，但流速高，易喷溅和冲砂。溅和冲砂。2.开放式浇注系统：流速小，充型平稳。冲开放式浇注系统：流速小，充型平稳。冲刷力小。但阻渣效果差，金属消耗多。刷力小。但阻渣效果差，金属消耗多。内浇道的基本设计原则内浇道的基本设计原则 内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序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。或补缩方法。方向不要冲着细
48、小砂芯、型壁、冷铁和芯撑，必要时采方向不要冲着细小砂芯、型壁、冷铁和芯撑，必要时采用切线引入。用切线引入。内浇道应尽量薄，内浇道应尽量薄，对薄铸件可用多内浇道的浇注系统实现补缩，对薄铸件可用多内浇道的浇注系统实现补缩，内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位 为了使金属液快速而平稳地充型为了使金属液快速而平稳地充型 尽量在分型面上开设内浇道尽量在分型面上开设内浇道 对收缩大的合金铸件，内浇道的设置应尽量不阻碍铸件对收缩大的合金铸件，内浇道的设置应尽量不阻碍铸件的收缩。的收缩。二、按内浇道在铸件上的位置分类二、按内浇道在铸件上的位置分类(一一)顶注式浇注系统顶
49、注式浇注系统a)简单式简单式 b)楔形楔形(刀片刀片)式式 c)压边式压边式 d)雨淋雨淋(二二)底注式浇注系统底注式浇注系统a)基本形式基本形式 b)牛角式牛角式 c)底雨淋式底雨淋式 1-浇口杯浇口杯 2-直浇道直浇道 3-铸件铸件 4-内浇道内浇道 5-横浇道横浇道 6-牛角浇口牛角浇口(三三)中间注入式浇注系统中间注入式浇注系统1浇口杯浇口杯 2出气冒口出气冒口(四四)阶梯式浇注系统阶梯式浇注系统 a)多直浇道的多直浇道的 b)用塞球法控制的用塞球法控制的 c)控制备组元比例的控制备组元比例的 d)带缓冲直浇带缓冲直浇道的道的 e)带反直浇道的带反直浇道的铸铁件的浇口比铸铁件的浇口比类
50、类 型型A内内:A横横:A直直特特 点点 及及 应应 用用封封闭闭式式I1:1.5:21:1.2:1.4 1:1.1:1.151:1.06:1.11以以A内内为阻流，浇注系统充满快，金属液在横为阻流，浇注系统充满快，金属液在横浇道内流速较高，阻渣效果欠佳，进入型腔浇道内流速较高，阻渣效果欠佳，进入型腔时呈喷射状态，充型不平稳，可用于灰铸铁时呈喷射状态，充型不平稳，可用于灰铸铁件，干型件，干型1:1.4:1.21:1.5:1.13:8:4以横浇道截面最大，阻渣效果较好，俗称以横浇道截面最大，阻渣效果较好，俗称“半封闭式半封闭式”，仍以内浇道为阻，仍以内浇道为阻流，充型不平稳适用于灰铸铁件流，充型
