1、铸 造 生 产 的 工 艺 流 程铸 造 生 产 是 一 个 复 杂 的 多 工 序 组 合 的 工 艺 过 程 ， 它 包 括 以 下 主 要 工 序 ： 1）生 产 工 艺 准 备 ， 根 据 要 生 产 的 零 件 图 、 生 产 批 量 和 交 货 期 限 ， 制 定 生 产 工 艺 方 案和 工 艺 文 件 ， 绘 制 铸 造 工 艺 图 ；向 左 转 |向 右 转2） 生 产 准 备 ， 包 括 准 备 熔 化 用 材 料 、 造 型 制 芯 用 材 料 和 模 样 、 芯 盒 、 砂 箱等 工 艺 装 备 ； 3） 造 型 与 制 芯 ； 4） 熔 化 与 浇 注 ； 5） 落
2、砂 清 理 与 铸 件 检 验 等 主 要工 序 。成 形 原 理铸 造 生 产 是 将 金 属 加 热 熔 化 ， 使 其 具 有 流 动 性 ， 然 后 浇 入 到 具 有 一 定 形 状 的铸 型 型 腔 中 ， 在 重 力 或 外 力 （ 压 力 、 离 心 力 、 电 磁 力 等 ） 的 作 用 下 充 满 型 腔 ， 冷却 并 凝 固 成 铸 件 （ 或 零 件 ） 的 一 种 金 属 成 形 方 法 。图 1 铸 造 成 形 过 程铸 件 一 般 作 为 毛 坯 经 切 削 加 工 成 为 零 件 。 但 也 有 许 多 铸 件 无 需 切 削 加 工 就 能满 足 零 件 的
3、设 计 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 ， 直 接 作 为 零 件 使 用 。型 砂 的 性 能 及 组 成1、 型 砂 的 性 能型 砂 （ 含 芯 砂 ） 的 主 要 性 能 要 求 有 强 度 、 透 气 性 、 耐 火 度 、 退 让 性 、 流 动 性 、紧 实 率 和 溃 散 性 等 。2、 型 砂 的 组 成型 砂 由 原 砂 、 粘 接 剂 和 附 加 物 组 成 。 铸 造 用 原 砂 要 求 含 泥 量 少 、 颗 粒 均 匀 、形 状 为 圆 形 和 多 角 形 的 海 砂 、 河 砂 或 山 砂 等 。 铸 造 用 粘 接 剂 有 粘 土 （ 普 通 粘 土 和
4、膨 润 土 ） 、 水 玻 璃 砂 、 树 脂 、 合 脂 油 和 植 物 油 等 ， 分 别 称 为 粘 土 砂 ， 水 玻 璃 砂 、树 脂 砂 、 合 脂 油 砂 和 植 物 油 砂 等 。 为 了 进 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 粉 、 锯 末 、 纸 浆 等 。 型 砂 结 构 ， 如 图 2所 示 。图 2 型 砂 结 构 示 意 图工 艺 特 点铸 造 是 生 产 零 件 毛 坯 的 主 要 方 法 之 一 ， 尤 其 对 于 有 些 脆 性 金 属 或 合 金 材 料（
5、 如 各 种 铸 铁 件 、 有 色 合 金 铸 件 等 ） 的 零 件 毛 坯 ， 铸 造 几 乎 是 唯 一 的 加 工 方 法 。与 其 它 加 工 方 法 相 比 ， 铸 造 工 艺 具 有 以 下 特 点 ：1） 铸 件 可 以 不 受 金 属 材 料 、 尺 寸 大 小 和 重 量 的 限 制 。 铸 件 材 料 可 以 是 各 种铸 铁 、 铸 钢 、 铝 合 金 、 铜 合 金 、 镁 合 金 、 钛 合 金 、 锌 合 金 和 各 种 特 殊 合 金 材 料 ；铸 件 可 以 小 至 几 克 ， 大 到 数 百 吨 ； 铸 件 壁 厚 可 以 从 0 5毫 米 到 1米 左
6、右 ； 铸 件长 度 可 以 从 几 毫 米 到 十 几 米 。2） 铸 造 可 以 生 产 各 种 形 状 复 杂 的 毛 坯 ， 特 别 适 用 于 生 产 具 有 复 杂 内 腔 的 零件 毛 坯 ， 如 各 种 箱 体 、 缸 体 、 叶 片 、 叶 轮 等 。3） 铸 件 的 形 状 和 大 小 可 以 与 零 件 很 接 近 ， 既 节 约 金 属 材 料 ， 又 省 切 削 加 工工 时 。4） 铸 件 一 般 使 用 的 原 材 料 来 源 广 、 铸 件 成 本 低 。5） 铸 造 工 艺 灵 活 ， 生 产 率 高 ， 既 可 以 手 工 生 产 ， 也 可 以 机 械 化
7、 生 产 。铸 件 的 手 工 造 型手 工 造 型 的 主 要 方 法砂 型 铸 造 分 为 手 工 造 型 （ 制 芯 ） 和 机 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 ； 机 器 造 型 是 指 主 要 的 造 型 工 作 ， 包 括 填 砂 、 紧 实 、起 模 、 合 箱 等 由 造 型 机 完 成 。 泊 头 铸 造 工 量 具 友 介 绍 手 工 造 型 的 主 要 方 法 ：手 工 造 型 因 其 操 作 灵 活 、 适 应 性 强 ， 工 艺 装 备 简 单 ， 无 需 造 型 设 备 等 特 点
8、 ，被 广 泛 应 用 于 单 件 小 批 量 生 产 。 但 手 工 造 型 生 产 率 低 ， 劳 动 强 度 较 大 。 手 工 造 型的 方 法 很 多 ， 常 用 的 有 以 下 几 种 ：1 整 模 造 型对 于 形 状 简 单 ， 端 部 为 平 面 且 又 是 最 大 截 面 的 铸 件 应 采 用 整 模 造 型 。 整 模 造型 操 作 简 便 ， 造 型 时 整 个 模 样 全 部 置 于 一 个 砂 箱 内 ， 不 会 出 现 错 箱 缺 陷 。 整 模 造型 适 用 于 形 状 简 单 、 最 大 截 面 在 端 部 的 铸 件 ， 如 齿 轮 坯 、 轴 承 座 、
9、 罩 、 壳 等 。整 模 造 型2 分 模 造 型当 铸 件 的 最 大 截 面 不 在 铸 件 的 端 部 时 ， 为 了 便 于 造 型 和 起 模 ， 模 样 要 分 成 两半 或 几 部 分 ， 这 种 造 型 称 为 分 模 造 型 。 当 铸 件 的 最 大 截 面 在 铸 件 的 中 间 时 ， 应 采用 两 箱 分 模 造 型 （ 图 3） ， 模 样 从 最 大 截 面 处 分 为 两 半 部 分 （ 用 销 钉 定 位 ） 。 造型 时 模 样 分 别 置 于 上 、 下 砂 箱 中 ， 分 模 面 （ 模 样 与 模 样 间 的 接 合 面 ） 与 分 型 面 （ 砂型
10、 与 砂 型 间 的 接 合 面 ） 位 置 相 重 合 。 两 箱 分 模 造 型 广 泛 用 于 形 状 比 较 复 杂 的 铸 件生 产 ， 如 水 管 、 轴 套 、 阀 体 等 有 孔 铸 件 。套 管 的 分 模 两 箱 造 型 过 程铸 件 形 状 为 两 端 截 面 大 、 中 间 截 面 小 ， 如 带 轮 、 槽 轮 、 车 床 四 方 刀 架 等 ， 为保 证 顺 利 起 模 ， 应 采 用 三 箱 分 模 造 型 。 此 时 分 模 面 应 选 在 模 样 的 最 小 截 面 处 ， 而分 型 面 仍 选 在 铸 件 两 端 的 最 大 截 面 处 ， 由 于 三 箱
11、造 型 有 两 个 分 型 面 ， 降 低 了 铸 件高 度 方 向 的 尺 寸 精 度 ， 增 加 了 分 型 面 处 飞 边 毛 刺 的 清 整 工 作 量 ， 操 作 较 复 杂 ， 生产 率 较 低 ， 不 适 用 于 机 器 造 型 ， 因 此 ， 三 箱 造 型 仅 用 于 形 状 复 杂 、 不 能 用 两 箱 造型 的 铸 件 生 产 。三 箱 分 模 造 型 举 例3 活 块 模 造 型铸 件 上 妨 碍 起 模 的 部 分 （ 如 凸 台 、 筋 条 等 ） 做 成 活 块 ， 用 销 子 或 燕 尾 结 构 使活 块 与 模 样 主 体 形 成 可 拆 连 接 。 起 模
12、 时 先 取 出 模 样 主 体 ， 活 块 模 仍 留 在 铸 型 中 ，起 模 后 再 从 侧 面 取 出 活 块 的 造 型 方 法 称 为 活 块 模 造 型 。 活 块 模 造 型 主 要 用 于 带 有突 出 部 分 而 妨 碍 起 模 的 铸 件 、 单 件 小 批 量 、 手 工 造 型 的 场 合 。 如 果 这 类 铸 件 批 量大 ， 需 要 机 器 造 型 时 ， 可 以 用 砂 芯 形 成 妨 碍 起 模 的 那 部 分 轮 廓 。角 铁 的 活 块 模 造 型 工 艺 过 程4 挖 砂 造 型当 铸 件 的 外 部 轮 廓 为 曲 面 （ 如 手 轮 等 ） 其 最
13、 大 截 面 不 在 端 部 ， 且 模 样 又 不 宜分 成 两 半 时 ， 应 将 模 样 做 成 整 体 ， 造 型 时 挖 掉 妨 碍 取 出 模 样 的 那 部 分 型 砂 ， 这 种造 型 方 法 称 为 挖 砂 造 型 。 挖 砂 造 型 的 分 型 面 为 曲 面 ， 造 型 时 为 了 保 证 顺 利 起 模 ，必 须 把 砂 挖 到 模 样 最 大 截 面 处 （ 图 6） 。 由 于 是 手 工 挖 砂 ， 操 作 技 术 要 求 高 ， 生产 效 率 低 ， 只 适 用 于 单 件 、 小 批 量 生 产 。手 轮的 挖 砂 造 型 的 工 艺 过 程手 工 制 芯型
14、芯 用 来 形 成 铸 件 内 部 空 腔 或 局 部 外 形 。 由 于 型 芯 的 表 面 被 高 温 金 属 液 包围 ， 长 时 间 受 到 浮 力 作 用 和 高 温 金 属 液 的 烘 烤 作 用 ； 铸 件 冷 却 凝 固 时 ， 砂 芯 往 往会 阻 碍 铸 件 自 由 收 缩 ； 砂 芯 清 理 也 比 较 困 难 。 因 此 造 芯 用 的 芯 砂 要 比 型 砂 具 有 更高 的 强 度 、 透 气 性 、 耐 高 温 性 、 退 让 性 和 溃 散 性 。手 工 制 芯 由 于 无 需 制 芯 设 备 ， 工 艺 装 备 简 单 ， 应 用 得 很 普 遍 。 根 据
15、砂 芯 的 大小 和 复 杂 程 度 ， 手 工 制 芯 用 芯 盒 有 整 体 式 芯 盒 、 对 开 式 芯 盒 和 可 拆 式 芯 盒 。芯 盒 制 芯 示 意 图零 件 、 模 样 、 芯 盒 与 铸 件 的 关 系模 样 用 来 形 成 铸 件 的 外 部 轮 廓 ， 芯 盒 用 来 制 作 砂 芯 ， 形 成 铸 件 的 内 部 轮 廓 。造 型 时 分 别 用 模 样 和 芯 盒 制 作 铸 型 和 型 芯 。 图 1 分 别 表 示 零 件 、 模 样 、 芯 盒 和铸 件 的 关 系 。 制 造 模 样 和 芯 盒 所 选 用 的 材 料 ， 与 铸 件 大 小 、 生 产
16、规 模 和 造 型 方 法有 关 。 单 件 小 批 量 生 产 、 手 工 造 型 时 常 用 木 材 制 作 模 样 和 芯 盒 ， 大 批 量 生 产 、 机器 造 型 时 常 用 金 属 材 料 （ 如 铝 合 金 、 铸 铁 等 ） 或 硬 塑 料 制 作 模 样 和 芯 盒 。零 件 、 模 样 、 芯 盒 与 铸 件 的 关 系铸 造 铸 件 常 见 缺 陷 分 析铸 造 工 艺 过 程 复 杂 ， 影 响 铸 件 质 量 的 因 素 很 多 ， 往 往 由 于 原 材 料 控 制 不 严 ，工 艺 方 案 不 合 理 ， 生 产 操 作 不 当 ， 管 理 制 度 不 完 善
17、等 原 因 ， 会 使 铸 件 产 生 各 种 铸造 缺 陷 。 常 见 的 铸 件 缺 陷 名 称 、 特 征 和 产 生 的 原 因 ， 见 表 。常 见铸 件 缺 陷 及 产 生 原 因常 见 铸 件 缺 陷 及 其 预 防 措 施铸 造 铸 件 金 属 液 的 浇 注生 产 中 ， 浇 注 时 应 遵 循 高 温 出 炉 ， 低 温 浇 注 的 原 则 。 因 为 提 高 金 属 液 的 出 炉温 度 有 利 于 夹 杂 物 的 彻 底 熔 化 、 熔 渣 上 浮 ， 便 于 清 渣 和 除 气 ， 减 少 铸 件 的 夹 渣 和气 孔 缺 陷 ； 采 用 较 低 的 浇 注 温 度
18、， 则 有 利 于 降 低 金 属 液 中 的 气 体 溶 解 度 、 液 态 收缩 量 和 高 温 金 属 液 对 型 腔 表 面 的 烘 烤 ， 避 免 产 生 气 孔 、 粘 砂 和 缩 孔 等 缺 陷 。 因 此 ，在 保 证 充 满 铸 型 型 腔 的 前 提 下 ， 尽 量 采 用 较 低 的 浇 注 温 度 。把 金 属 液 从 浇 包 注 入 铸 型 的 操 作 过 程 称 为 浇 注 。 浇 注 操 作 不 当 会 引 起 浇 不足 、 冷 隔 、 气 孔 、 缩 孔 和 夹 渣 等 铸 造 缺 陷 ， 和 造 成 人 身 伤 害 。为 确 保 铸 件 质 量 、 提 高 生
19、 产 率 以 及 做 到 安 全 生 产 ， 浇 注 时 应 严 格 遵 守 下 列 操作 要 领 ： （ 1） 浇 包 、 浇 注 工 具 、 炉 前 处 理 用 的 孕 育 剂 、 球 化 剂 等 使 用 前 必 须 充分 烘 干 ， 烘 干 后 才 能 使 用 。 （ 2） 浇 注 人 员 必 须 按 要 求 穿 好 工 作 服 ， 并 配 戴 防 护眼 镜 ， 工 作 场 地 应 通 畅 无 阻 。 浇 包 内 的 金 属 液 不 宜 过 满 ， 以 免 在 输 送 和 浇 注 时 溢出 伤 人 。 （ 3） 正 确 选 择 浇 注 速 度 ， 即 开 始 时 应 缓 慢 浇 注 ，
20、便 于 对 准 浇 口 ， 减 少熔 融 金 属 对 砂 型 的 冲 击 和 利 于 气 体 排 出 ； 随 后 快 速 浇 注 ， 以 防 止 冷 隔 ； 快 要 浇 满前 又 应 缓 慢 浇 注 ， 即 遵 循 慢 、 快 、 慢 的 原 则 。 （ 4） 对 于 液 态 收 缩 和 凝 固 收 缩 比较 大 的 铸 件 ， 如 中 、 大 型 铸 钢 件 ， 浇 注 后 要 及 时 从 浇 口 或 冒 口 补 浇 。 （ 5） 浇 注时 应 及 时 将 铸 型 中 冒 出 的 气 体 点 燃 顺 气 ， 以 免 由 于 铸 型 憋 气 而 产 生 气 孔 ， 以 及 由于 气 体 的 不 完 全 燃 烧 而 损 害 人 体 健 康 和 污 染 空 气 。
