1、鑄造生產(chǎn)的工藝流程鑄造生產(chǎn)是一個復(fù)雜的多工序組合的工藝過程，它包括以下主要工序：1）生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備，根據(jù)要生產(chǎn)的零件圖、生產(chǎn)批量和交貨期限，制定生產(chǎn)工藝 方案和工藝文件，繪制鑄造工藝圖；2 ）生產(chǎn)準(zhǔn)備，包括準(zhǔn)備熔化用材料、造型制芯用材料和模樣、芯盒、砂箱等工 藝裝備；3）造型與制芯；4）熔化與澆注；成形原理鑄造生產(chǎn)是將金屬加熱熔化，使其具有流動性，然后澆入到具有一定形狀的鑄型 型腔中，在重力或外力（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成鑄件 （或零件）的一種金屬成形方法。圖1鑄造成形過程鑄件一般作為毛坯經(jīng)切削加工成為零件。但也有許多鑄件無需切削加工就能滿足 零件的設(shè)計精度和表面粗

2、糙度要求，直接作為零件使用。型砂的性能及組成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有強度、透氣性、耐火度、退讓性、流動性、緊 實率和潰散2、型砂的組成型砂由原砂、粘接劑和附加物組成。鑄造用原砂要求含泥量少、顆粒均勻、形狀 為圓形和多角形的海砂、河砂或山砂等。鑄造用粘接劑有粘土（普通粘土和膨潤土）、水玻 璃砂、樹脂、合脂油和植物油等，分別稱為粘土砂，水玻璃砂、樹脂砂、合脂油砂和植物油砂 等。為了進一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤 份、鋸末、紙漿等。型砂結(jié)構(gòu)，如圖 2所示。圖 2 型砂結(jié)構(gòu)示意圖工藝特點鑄造是生產(chǎn)零件毛坯的主要方法之一， 尤其對于有些脆性金

3、屬或合金材料 （如各 種鑄鐵件、有色合金鑄件等） 的零件毛坯， 鑄造幾乎是唯一的加工方法。 與其它加工方法相 比，鑄造工藝具有以下特點：1）鑄件可以不受金屬材料、 尺寸大小和重量的限制。 鑄件材料可以是各種鑄鐵、 鑄鋼、鋁合金、銅合金、鎂合金、 鈦合金、鋅合金和各種特殊合金材料； 鑄件可以小至幾克， 大到數(shù)百噸；鑄件壁厚可以從 05 毫米到 1 米左右； 鑄件長度可以從幾毫米到十幾米。2）鑄造可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛 坯，如各種箱體、缸體、葉片、葉輪等。3）鑄件的形狀和大小可以與零件很接近， 既節(jié)約金屬材料， 又省切削加工工時。4）鑄件一般使用的原材料來源

4、廣、鑄件成本低。5）鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高，既可以手工生產(chǎn)，也可以機械化生產(chǎn)。鑄件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型鑄造分為手工造型（制芯）和機器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯 的主要工作均由手工完成；機器造型是指主要的造型工作，包括填砂、緊實、起模、合箱等由 造型機完成。泊頭鑄造工量具友介紹手工造型的主要方法： 手工造型因其操作靈活、適應(yīng)性強，工藝裝備簡單，無需造型設(shè)備等特點，被廣 泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)。但手工造型生產(chǎn)率低，勞動強度較大。手工造型的方法很多，常 用的有以下幾種：1 整模造型對于形狀簡單， 端部為平面且又是最大截面的鑄件應(yīng)采用整模造型。 整模造型操 作簡便，造型時整個

5、模樣全部置于一個砂箱內(nèi)， 不會出現(xiàn)錯箱缺陷。 整模造型適用于形狀簡 單、最大截面在端部的鑄件，如齒輪坯、軸承座、罩、殼等（圖2）。圖 整模造型2分模造型當(dāng)鑄件的最大截面不在鑄件的端部時， 為了便于造型和起模， 模樣要分成兩半或 幾部分，這種造型稱為分模造型。 當(dāng)鑄件的最大截面在鑄件的中間時， 應(yīng)采用兩箱分模造型 （圖 3），模 樣從最大截面處分為兩半部分（用銷釘定位）。造型時模樣分別置于上、下砂箱 中，分模面（模 樣與模樣間的接合面）與分型面（砂型與砂型間的接合面）位置相重合。兩箱分 模造型廣泛 用于形狀比較復(fù)雜的鑄件生產(chǎn)，如水管、軸套、閥體等有孔鑄件。圖 3 套管的分模兩箱造型過程 鑄件形狀

6、為兩端截面大、中間截面小，如帶輪、槽輪、車床四方刀架等，為保證 順利起模，應(yīng)采用三箱分模造型（圖 4）。此時分模面應(yīng)選在模樣的最小截面處，而分型面 仍選在鑄件兩端的最大截面處，由于三箱造型有兩個分型面， 降低了鑄件高度方向的尺寸精度， 增加了分型面處飛邊毛刺的清整工作量，操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低，不適用于機器造型， 因此，三箱造型僅用于形狀復(fù)雜、不能用兩箱造型的鑄件生產(chǎn)。圖 4 三箱分模造型舉例3活塊模造型 鑄件上妨礙起模的部分（如凸臺、筋條等）做成活塊，用銷子或燕尾結(jié)構(gòu)使活塊 與模樣主體形成可拆連接。 起模時先取出模樣主體， 活塊模仍留在鑄型中， 起模后再從側(cè)面 取出活塊的造型方法稱為活塊模造

7、型 （圖 5）?；顗K模造型主要用于帶有突出部分而妨礙起 模的鑄件、單 件小批量、手工造型的場合。如果這類鑄件批量大，需要機器造型時，可以用砂 芯形成妨礙起模的那部分輪廓。圖 5 角鐵的活塊模造型工藝過程4挖砂造型當(dāng)鑄件的外部輪廓為曲面 （如手輪等） 其最大截面不在端部， 且模樣又不宜分成 兩半時，應(yīng)將模樣做成整體， 造型時挖掉妨礙取出模樣的那部分型砂， 這種造型方法稱為挖 砂造型。挖砂造型的分型面為曲面， 造型時為了保證順利起模， 必須把砂挖到模樣最大截面 處（圖 6）。由于是手工挖砂，操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)效率低，只適用于單件、小批量生產(chǎn)。圖 6 手輪的挖砂造型的工藝過程手工制芯 型芯用來形成

8、鑄件內(nèi)部空腔或局部外形。 由于型芯的表面被高溫金屬液包圍， 長 時間受到浮力作用和高溫金屬液的烘烤作用； 鑄件冷卻凝固時， 砂芯往往會阻礙鑄件自由收 縮；砂芯清理也比較困難。 因此造芯用的芯砂要比型砂具有更高的強度、 透氣性、耐高溫性、 退讓性和潰散性。手工制芯由于無需制芯設(shè)備， 工藝裝備簡單， 應(yīng)用得很普遍。 根據(jù)砂芯的大小和 復(fù)雜程度， 手工制芯用芯盒有整體式芯盒、對開式芯盒和可拆式芯盒，如圖 7 所示。圖 7 芯盒制芯示意圖 零件、模樣、芯盒與鑄件的關(guān)系 模樣用來形成鑄件的外部輪廓， 芯盒用來制作砂芯， 形成鑄件的內(nèi)部輪廓。 造型 時分別用模樣和芯盒制作鑄型和型芯。圖 1 分別表示零件、

9、模樣、芯盒和鑄件的關(guān)系。制 造模樣和芯盒 所選用的材料，與鑄件大小、生產(chǎn)規(guī)模和造型方法有關(guān)。單件小批量生產(chǎn)、手工 造型時常用 木材制作模樣和芯盒，大批量生產(chǎn)、機器造型時常用金屬材料（如鋁合金、鑄鐵 等）或硬塑 料制作模樣和芯盒。圖 零件、模樣、芯盒與鑄件的關(guān)系鑄造鑄件常見缺陷分析鑄造工藝過程復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量的因素很多，往往由于原材料控制不嚴(yán)，工藝 方案不合理，生產(chǎn)操作不當(dāng)，管理制度不完善等原因，會使鑄件產(chǎn)生各種鑄造缺陷。常見的鑄 件缺陷名稱、特征和產(chǎn)生的原因，見表。常見鑄件缺陷及產(chǎn)生原因缺陷名稱氣孔特征產(chǎn)生的主要原因 在鑄件內(nèi)部或表面有大小不等的光滑孔洞爐料不干或含氧化物、雜質(zhì)多；澆注工具或

10、爐前添加劑未烘干；型砂含水過多或起模和修型時刷水過多； 型芯烘干不 充分或型芯通氣孔被堵塞；春砂過緊，型砂透氣性差；澆注溫度過低或澆注速度太快等 縮孔與縮松縮孔多分布在鑄件厚斷面處，形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗糙鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，如壁厚相差過大，厚壁處未放冒口或冷鐵；澆注系統(tǒng)和冒口的位置不對；澆注溫度太高; 合金化學(xué)成分不合格，收縮率過大，冒口太小或太少 砂眼 在鑄件內(nèi)部或表面有型砂充塞的孔眼 型砂強度太低或砂型和型芯的緊實度不夠，故型砂被金屬液沖入型腔；合箱時砂型局部損壞；澆注系統(tǒng)不合理，內(nèi)澆口方向 不對，金屬液沖壞了砂型；合箱時型腔或澆口內(nèi)散砂未清理干凈粘砂鑄件表面粗糙，粘有一層砂粒 原砂耐火度低

11、或顆粒度太大；型砂含泥量過 高，耐火度下降；澆注溫度太高；濕型鑄造時型砂中煤粉含量太少； 干型鑄造時鑄型 未刷涂斜或涂料太薄夾砂鑄件表面產(chǎn)生的金屬片狀突起物，在金屬片狀突起物與鑄件之間夾有一層型砂型砂熱濕拉強度低，型腔表面受熱烘烤而膨脹開裂；砂型局部緊實度過高，水分過多, 水分烘干后型腔表面開裂；澆注位置選擇不當(dāng)，型腔表面長時間受高溫鐵水烘烤而膨脹 開裂；澆注溫度過高，澆注速度太慢錯型鑄件沿分型面有相對位置錯移 模樣的上半模和下半模未對準(zhǔn)；合箱時，上 下砂箱錯位；上下砂箱未夾緊或上箱未加足夠壓鐵，澆注時產(chǎn)生錯箱冷隔鑄件上有未完全融合的縫隙或洼坑，其交接處是圓滑的 澆注溫度太低，合金流動性差；

12、澆注速度太慢或澆注中有斷流；澆注系統(tǒng)位置開設(shè)不當(dāng)或內(nèi)澆道橫截面積太 ??；鑄件壁太??；直澆道（含澆口杯）高度不夠；澆注時金屬量不夠，型腔未充滿 澆不足鑄件未被澆滿裂紋鑄件開裂，開裂處金屬表面有氧化膜鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，壁厚相差太大，冷卻不均勻；砂型和型芯的退讓性差，或春砂過緊；落砂過早；澆口位置不當(dāng)，致 使鑄件各部分收縮不均勻常見鑄件缺陷及其預(yù)防措施序 缺陷名稱缺陷特征預(yù)防措施1氣孔在鑄件內(nèi)部、表面或近于表面處，有大小不等的光滑孔眼，形狀有圓的、長的及不規(guī)則的，有單個的，也有聚集成片的。顏色有白色的或帶一層暗色，有時覆 有一層氧化皮。降低熔煉時流言蜚語金屬的吸氣量。 減少砂型在澆注過程中的發(fā)氣量

13、， 改進鑄件 結(jié)構(gòu)，提高砂型和型芯的透氣性，使型內(nèi)氣體能順利排出。2縮孔在鑄件厚斷面內(nèi)部、兩交界面的內(nèi)部及厚斷面和薄斷面交接處的內(nèi)部或表面，形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗糙不平，晶粒粗大。 壁厚小且均勻的鑄件要采用同時凝固，壁厚大 且不均勻的鑄件采用由薄向厚的順序凝固，合理放置冒口的冷鐵。3縮松在鑄件內(nèi)部微小而不連貫的縮孔，聚集在一處或多處，晶粒粗大，各晶粒間存在很小的孔眼，水壓試驗時滲水。 壁間連接處盡量減小熱節(jié)，盡量降低澆注溫 度和澆注速 度。4渣氣孔 在鑄件內(nèi)部或表面形狀不規(guī)則的孔眼?？籽鄄还饣锩嫒炕虿糠殖?塞著熔渣。 提高鐵液溫度。降低熔渣粘性。提高澆注系統(tǒng)的擋渣能力。增大鑄件內(nèi)圓角。5砂眼

14、 在鑄件內(nèi)部或表面有充塞著型砂的孔眼。 嚴(yán)格控制型砂性能 和造型操作， 合型前注意打掃型腔。熱裂在鑄件上有穿透或不穿透的裂紋（注要是彎曲形的），開裂處金屬表皮氧化。嚴(yán)格控制鐵液中的 S、P 含量。鑄件壁厚盡量均勻。提高型砂和型芯的退讓性。 澆冒口 不應(yīng)阻礙鑄件收縮。避免壁厚的突然改變。開型不能過早。不能激冷鑄件。78冷裂粘砂在鑄件上有穿透或不穿透的裂紋（主要是直的），開裂處金屬表皮氧化。 在鑄件表面上，全部或部分覆蓋著一層金屬（或金屬氧化物）與砂（或涂料）的混（化）合物或一層燒結(jié)構(gòu)的型砂，致使鑄件表面粗糙。 屬的澆注溫度。提高型砂、芯砂的耐火度。減少砂粒間隙。適當(dāng)降低金9夾砂在鑄件表面上，有一

15、層金屬瘤狀物或片狀物，在金屬瘤片和鑄件之間夾有一層型砂。 嚴(yán)格控制型砂、芯砂性能。改善澆注系統(tǒng)，使金屬液流動平穩(wěn)。大平面 鑄件要傾斜澆注。10 冷 隔在鑄件上有一種未完全融合的縫隙或洼坑，其交界邊緣是圓滑的。 提高澆注 溫度和澆注速度。改善澆注系統(tǒng)。澆注時不斷流。11 澆不到 由于金屬液未完全充滿型腔而產(chǎn)生的鑄件缺肉。 提高澆注溫度和澆 注速度。不要斷流和防止跑火。鑄造鑄件金屬液的澆注生產(chǎn)中， 澆注時應(yīng)遵循高溫出爐， 低溫澆注的原則。 因為提高金屬液的出爐溫度 有利于夾雜物的徹底熔化、熔渣上浮，便于清渣和除氣，減少鑄件的夾渣和氣孔缺陷；采用 較低的澆注溫度，則有利于降低金屬液中的氣體溶解度、

16、液態(tài)收縮量和高溫金屬液對型腔表 面的烘烤，避免產(chǎn)生氣孔、粘砂和縮孔等缺陷。因此，在保證充滿鑄型型腔的前提下，盡量 采用較低的澆注溫度。把金屬液從澆包注入鑄型的操作過程稱為澆注。 澆注操作不當(dāng)會引起澆不足、 冷 隔、氣孔、縮孔和夾渣等鑄造缺陷，和造成人身傷害。為確保鑄件質(zhì)量、 提高生產(chǎn)率以及做到安全生產(chǎn)， 澆注時應(yīng)嚴(yán)格遵守下列操作要 領(lǐng)：（1）澆包、澆注工具、爐前處理用的孕育劑、球化劑等使用前必須充分烘干， 烘干后才能使用。（ 2）澆注人員必須按要求穿好工作服， 并配戴防護眼鏡， 工作場地應(yīng)通暢無阻。 澆包內(nèi)的金屬液不宜過滿，以免在輸送和澆注時溢出傷人。 （3）正確選擇澆注速度，即開始時應(yīng)緩慢澆注，便于對準(zhǔn)澆口，減少熔融金屬 對砂型的沖擊 和利于氣體排出；隨后快速澆注，以防止冷隔；快要澆滿前又應(yīng)緩慢澆注，即遵 循慢、快、慢的原則。 （4）對于液態(tài)收縮和凝固收縮比較大的鑄件，如中、大型鑄鋼件，澆注后要及 時從澆口或冒口補澆。 國際鑄業(yè)網(wǎng)：僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r