铸造工艺基础

1材料成形基础－铸 1

铸造工艺基础


第二篇铸造第二篇铸造GB/T5611 － 1998 规定：铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将

熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。

用铸造方法获得的金属毛坯或零件称为铸件 . 铸造被广泛采用，具有如下优点： 1. 适应性广适应性广


它适用于各种合金 ( 如铸铁、铸钢和有色金属等 ), 能制出外形和内腔很复杂的零件 , 铸件的尺寸、重量和生产批量都不受限制。

谓：材料能熔便可铸，尺寸形状复杂件 2. 成本低廉成本低廉。所用原材料来源广，设备投资少，节省工时，

材料利用率高。铸件材质内在质量得到提高，一些现代铸造方法生产出来的铸件质量已接近锻件。


谓：性能改善形状精，加工量少成本低。

但是，铸造生产过程中的工艺控制较困难，因而铸件质量不稳定，废品率较高 ;

铸造劳动强度大，条件差，环境污染严重。

铸造按生产方式不同，可分为：

砂型铸造砂型铸造和和特种铸造特种铸造

砂型铸造的铸件占总产量的 80% 以上，其生产过程如图。


第一章铸造工艺基础第一章铸造工艺基础§1 充形能力充形能力

一、合金的流动性合金的流动性与以下因素有关： 1. 化学成分化学成分纯金属、共晶成分合金流动性好。 2. 物理性质物理性质如导热性、粘滞性、侵润性等。


二、浇注条件浇注条件 1. 温度高，流动性好；但吸气多，收缩大。 2. 压力大，易流动，好充形，如直浇口高低。三、铸型条件 1. 铸型材料；如金属型导热好，散热快，流

动性差。 2. 铸型温度；型温高，液态保持久，利流动 . 3. 铸型中气体阻碍。


§2 §2 合金的凝固特性合金的凝固特性一、铸件的凝固方式一、铸件的凝固方式 1. 逐层凝固 2. 体积凝固又称: 糊状凝固 3. 中间凝固二、铸造合金的收缩二、铸造合金的收缩合金的收缩经历三个阶段合金的收缩经历三个阶段 1. 液态收缩

2. 凝固收缩


此两项形成体收缩是造成缩孔（松）的主要原因。

3. 固态收缩造成线收缩，形成应力、变形的原因。影响收缩的因素影响收缩的因素 :: 1. 化学成分见附表钢收缩大，灰铸铁收缩小 ( 为什么？ ) 2. 浇注温度 3. 铸件结构与铸型条件


三、铸件中的缩孔与缩松三、铸件中的缩孔与缩松

1. 缩孔与缩松的形成 1 ）缩孔缩孔—集中的凝固收缩孔洞，—集中的凝固收缩孔洞，产生于铸

件厚大热节处。 2 ）缩松缩松—细小而分散的缩孔细小而分散的缩孔，具体又分：宏观缩松—肉眼可见分散小孔；显微缩松—显微镜下可见分散小孔。 2.2. 缩孔与缩松的防止缩孔与缩松的防止


1)“定向凝固”（顺序凝固）定向凝固的主要措施：安放“冒口”或“冷铁安放“冒口”或“冷铁”。冒口—在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属

的空腔。如图冒口作用：补缩、出气、集渣、观察补缩、出气、集渣、观察冷铁冷铁—在铸型中安放的金属物或其他激冷物。—在铸型中安放的金属物或其他激冷物。冒口分明、暗冒口，用于铸件内部“厚大热

节”处；


§3 §3 铸造内应力、变形和裂纹铸造内应力、变形和裂纹一、内应力的形成按内应力产生原因，分为：热应力和机械应

力两种。 1. 热应力因铸件的壁厚不匀、冷却速度不一而造成铸因铸件的壁厚不匀、冷却速度不一而造成铸

件各部分收缩不一致而引起的。件各部分收缩不一致而引起的。

按凝固次序还有：同时凝固，为求降低各部温差。


一般固态金属在再结晶温度以上（钢和铸铁为 620～ 650℃）时，处于塑性状态的变形应力可自行消除；

在此温度以下金属呈弹性状态，而弹性状态下的变形应力将会继续存在。

结论：铸件厚壁或心部受拉伸；

“＋”为拉应力；”－”为压应力。

薄壁或表层受压缩。


二、铸件变形与防止二、铸件变形与防止

1. 铸件变形规律：厚大受拉易内凹；薄外受压易外凸。 2. 变形的防止与消除 ①壁厚设计均匀、形状对称；

2.机械应力指合金在固态收缩受铸型或芯子阻碍形成的内应力，多为暂时性的。


三、铸件的裂纹与防止

②铸造工艺上用“同时凝固原则”；

③细长易变形件运用“反变形法”；

裂纹分成热裂和冷裂两种。 1. 热裂纹短、缝宽、形状曲折、缝内有氧纹短、缝宽、形状曲折、缝内有氧化色化色。形成热裂的主要因素有： ⑴合金性质结晶区间越宽、含硫量高易裂。 ⑵ 铸型阻力注意型砂的退让性。


§4 §4 铸件的质量控制铸件的质量控制

2.冷裂形状细小，直线状。冷裂常常出现在铸件形状复杂受拉伸处，与

铸造缺陷有关；与合金性质有关。

由于铸造工序繁多 , 影响质量的因素复杂 , 难以绝对防止，故而 , 造成铸造生产废品率高 , 在生产中仍有许多防范措施 , 而及时进行铸件缺陷分析 ,目的是找出产生原因 , 以采取措施加以防止。是质量控制重要环节。


邓本 P42 表 2-2列出了常见铸造缺陷特征及其名称。应重点理解并熟记的是：

缩孔—厚大热节 , 孔内粗糙；

气孔—上表皮下 , 孔内光滑；

砂眼—转角皮表 , 孔内有砂；

渣眼—上表转角 , 孔内有渣。

GB/T5611-19 规定：

铸件缺陷分九大类，计 137种。


小结：本章主要讨论了合金的充型、铸件的凝固与

收缩、铸造内应力、变形和裂纹及铸件质量控制。

本章内容专业性强，苦涩！许多专业术语还应多读、细看，课后还需反复咀嚼，求得含含英咀华。英咀华。

作业： P43 5、 6、 8 。


逐层凝固中间凝固体积凝固


合金种类

铸造碳钢

白口铸铁

灰铸铁


关于邓本关于邓本 P43P43名词解释的补充名词解释的补充 GB5611-1998 ： 1. 浇不足：铸件残缺或轮廓不完整或可能完整，但边角圆且光亮。

常出现在远离浇口的部位及薄壁处。简单说：未浇满。 2.冷隔：在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。


多出现在远离浇口的宽大表面或薄壁处、金属流汇合处，以及冷铁、芯撑等激冷部位。

简单说：铸件上出现未被完全融合在一起的缝隙。

3.冒口：铸件内储存供补缩用熔融金属的空腔。

4. 出气口：在型腔最高处设置的直径不大，贯穿上型的出气通道。

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