第九章鑄造[本章內(nèi)容]9.1鑄造概述9.2砂型鑄造9.6特種鑄造[重點(diǎn)掌握]鑄造的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用；砂型鑄造工藝過(guò)程。9.1鑄造概述

1.鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)

鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀尺寸和性能鑄件的成形方法稱為鑄造。凝固后得到一定形狀和性能的金屬件稱為鑄件。優(yōu)點(diǎn)：（1）能制造出形狀復(fù)雜的鑄件（2）適應(yīng)范圍廣，工藝靈活性大

（3）鑄造成本低（4）實(shí)現(xiàn)了少切削和無(wú)切削缺點(diǎn)：鑄造生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，工序較多，常因鑄型材料、模具、鑄造合金、合金的熔煉與澆注等工藝過(guò)程難以綜合控制，而出現(xiàn)縮孔、縮松、砂眼、冷隔、裂紋等鑄造缺陷。因此鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，鑄件的力學(xué)性能不及同類材料的鍛件。2.鑄造的分類

鑄造一般按造型方法來(lái)分類，習(xí)慣上分為砂型鑄造和特種鑄造。

砂型鑄造：直接形成鑄型的原材料主要為型砂，且液態(tài)金屬完全靠重力充滿型腔的鑄造方法。特種鑄造：與砂型鑄造不同的其他鑄造方法，統(tǒng)稱為特種鑄造。9.2砂型鑄造1.砂型鑄造的工藝過(guò)程砂型鑄造的工藝過(guò)程如下圖所示。砂型鑄造生產(chǎn)套筒鑄件的工藝流程示意圖

2.模樣和芯盒

模樣是用來(lái)形成鑄型型腔的工藝裝備,按組合形式，可分為整體模和分開(kāi)模。芯盒是制造砂芯或其他種類耐火材料芯所用的裝備。模樣和芯盒由木材、金屬或其他材料制成。3.造型材料

制造鑄型或型芯用的材料，稱為造型材料。一般指砂型鑄造用的材料，包括砂、有機(jī)或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、水和其他附加物。4.造型和制芯

造型是指用型砂、模樣、砂箱等工藝裝備制造砂型的過(guò)程。制芯是將芯砂制成符合芯盒形狀的砂芯的過(guò)程。1）造型方法（手工造型或機(jī)器造型）（1）手工造型P149表9-1手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序。（1）整體模造型（2）分模造型（3）挖砂造型（4）活塊造型（5）刮板造型（6）三箱造型

（2）機(jī)器造型2）制芯芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔或局部外形。單件、小批生產(chǎn)時(shí)采用手工制芯，大批生產(chǎn)時(shí)采用機(jī)器制芯。手工制芯常采用芯盒制芯。3）澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)是為填充型腔和冒口而開(kāi)設(shè)于鑄型中的一系列通道。通常有澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和冒口組成，如右圖所示。4）冒口和鑄型結(jié)構(gòu)

尺寸較大的鑄件或體收縮率較大的金屬還要加設(shè)冒口起補(bǔ)縮作用，為便于補(bǔ)縮，冒口一般設(shè)在鑄件的厚部或上部。冒口還可起排氣和集渣作用。5）熔煉與澆注如圖9-8所示。9.6特種鑄造

特種鑄造是指與砂型鑄造不同的其他鑄造方法。特種鑄造有近二十種，常用的有熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、低壓鑄造等。1.熔模鑄造

（1）可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁（0.2mm～0.7mm），且無(wú)分型面的鑄件。（2）熔模鑄造的尺寸精度高（IT10～I(xiàn)T14），表面粗糙度值低（Ra12.5～1.6μm），可實(shí)現(xiàn)少（無(wú)）切削加工。（3）能鑄造各種合金鑄件，尤其適于鑄造高熔點(diǎn)、難切削加工和利用其他加工方法難以成形的合金，如耐熱合金、磁鋼和不銹鋼等。（4）生產(chǎn)批量不受限制，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水線生產(chǎn)。（5）工藝過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)（4～15天），生產(chǎn)成本較高。（6）因蠟?zāi)Ｒ鬃冃?，型殼?qiáng)度不高等原因，鑄件質(zhì)量一般不超過(guò)25kg。熔模鑄造主要生產(chǎn)小型零件。

熔模鑄造特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

金屬型鑄造與砂型鑄造比較：在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上有許多優(yōu)點(diǎn)。（1）金屬型導(dǎo)熱快，鑄件冷卻迅速，晶粒細(xì)小，其力學(xué)性能比砂型鑄件高。（2）鑄件的精度和表面質(zhì)量比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。（3）鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約15～30％。（4）不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80～100％。2.金屬型鑄造

金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。

金屬型鑄造雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。如：（1）金屬型制造成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。（2）金屬型不透氣，而且無(wú)退讓性，易造成鑄件澆不到、開(kāi)裂或鑄鐵件產(chǎn)生白口等缺陷。（3）金屬型鑄造時(shí)，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間，以及所用的涂料等，對(duì)鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。3.壓力鑄造

壓力鑄造是指熔融金屬在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。壓鑄工藝過(guò)程是：向型腔噴射涂料、閉合壓型、壓射金屬、打開(kāi)壓型頂出鑄件。壓鑄型是壓鑄工藝過(guò)程的關(guān)鍵裝備，壓鑄機(jī)是壓鑄生產(chǎn)專用機(jī)器。

（1）壓鑄的生產(chǎn)率比其他鑄造方法都高，并易于實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化、自動(dòng)化。（2）壓鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好。（3）可鑄出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輪廓清晰的薄壁、深腔、精密鑄件。（4）壓鑄件組織細(xì)密，強(qiáng)度、硬度比砂型鑄件提高25%～40%。（5）設(shè)備和壓鑄型費(fèi)用高，壓鑄型制造周期長(zhǎng)，所以只適應(yīng)大批量生產(chǎn)。（6）壓鑄件不能進(jìn)行熱處理，因加熱時(shí)氣體膨脹會(huì)造成表面鼓泡或變