越大，充型能力越差。
（三）铸型充填条件
1. 铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的 金属吸取热量并储存在本身的能力。
2.铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型的温差
越小，充型能力越强。 3.铸型中的气体
（四）铸件结构
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与 表面积之比 。折算厚 度大 ， 热 量散失慢 ， 充型能 力就 好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。
之间的收缩。T浇 — T液
（2） 凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。 T液 — T固 （3） 固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。 T固 — T室 体收缩率： V 线收缩率：
V铸型 V铸件 V铸件 100%
体收缩率是铸件产生缩 孔或缩松的根本原因。
L
L铸型 L铸件 L铸件
i) 刮板造型
（二）机器造型
机器造型是指用机器全部完成或至少完成 紧砂操作的造型工序。机器造型铸件尺寸精确、 表面质量好、加工余量小，但需要专用设备， 投资较大，适合大批量生产。 1. 机器造型方法分类 常用的机器造型方法有：压实紧实、高压紧实、 震击紧实、震压紧实、微震紧实、抛砂紧实、 射压紧实、射砂紧实。
+ -
反变形法
防止变形的方法： 1）使铸件壁厚尽可能均匀； 2）采用同时凝固的原则； 3）采用反变形法。 1 ．热裂 热裂的形状特征是：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内 呈氧化色。
（三）铸件的裂纹与防止
① 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。 热裂的防止： ② 应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。 ③ 对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量， 防止热脆性。
f) 挖砂造型
假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型
前预先做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱， 因底胎不参予浇注，故称假箱。比挖砂造型操作简单， 且分型面整齐。适用于成批生产中需要挖砂的铸件。
j) 假箱造型
分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位
于上、下两个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面 在中部的铸件。
（一）液态合金的流动性
合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢： 200mm 4.3%C 铸铁： 1800mm
浇口杯
出气口
温度（℃）
30 0 20 0 10 0 0 80
流动性cm）
60
40 20 0
Pb 20
40
60
80
Sb
合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点
暗冒口
冒口— 储存补缩用金属 液的空腔。 顺序凝固— 铸件按照一定 的次序逐渐凝固。
冷铁
热节
确定热节的方法
等温线法 内切圆法
冷铁
同时凝固— 整个铸件几乎同时凝固。
三、铸造内应力、变形与裂 纹
（一）铸造内应力
铸件在凝固以后的继续冷却过程中，其固态收缩受到阻 碍，铸件内部即将产生内应力。
1.机械应力（收缩应力）
铸件的部分或整个表面粘附着一层 金属和砂粒的机械混和物，多发生 裂纹 在铸件厚壁和热节处。 铸件表面上有凸起的金属片状物， 化学 表面粗糙，边角锐利，有小部分与 成分 铸件本体相连。 及力 灰铸铁件断面全部或表面出现亮白 学性 色组织，常在铸件薄的断面，棱角 能不 合格 及边缘部分。
夹 砂
白 口
铸件的化学成分和硬度、强度、伸长率、冲击 韧度、耐热、耐蚀及耐磨等性能不符合技术条 件要求。
b) 高压紧实
震击紧实主要依靠
震击力坚实砂型。该方 法机器结构简单，制造 成本低，但噪声大、生 产率低、要求厂房基础 好。砂型坚实度沿砂箱 高度方向愈往下愈大。 主要适用于需成批生产 的中，小型铸件。
c) 震击紧实
震压紧实是经过
多次震击后再压实砂 型。该方法生产率高， 能量消耗少，机械磨 损少，砂型坚实度较 均匀，但噪声大。广 泛用于成批生产中、 小型铸件。
铸件缺陷的产生与铸造工艺、造型材料、模具、合金的熔炼与浇注、 铸造合金的选择、铸件结构设计、技术要求的设计是否合理等各个环节密 切相关。因此，应从以下几个方面控制铸件质量： 1．合理选定铸造合金和铸件结构 2．合理制定铸件的技术要求 具有缺陷的铸件并不都是废品，在合格铸件 中，允许存在那些缺陷及其存在的程度，应在零件图或有关的技术文件中 做出具体规定，作为铸件质量要求的依据。 3．铸件质量检验 铸件质量检验是控制铸件质量的重要措施。 铸件检验的项目有：铸件外观质量，包括铸件表面缺陷、表面粗糙度、重 量公差和尺寸公差等；铸件内在质量，包括铸件内部缺陷、化学成分、金 相组织和材质性能等；铸件使用性能，包括铸件在强力、高速、耐蚀、耐 热、耐低温等不同条件下的工作能力。 铸件质量检验最常用的是宏观法。它是通过肉眼观察（或借助尖咀锤） 找出铸件的表面缺陷和皮下缺陷，如气孔、砂眼、夹渣、粘砂、缩孔、浇 不到、冷隔、尺寸误差等。对于内部缺陷则要用仪器检验，如着色渗透检 验、超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、荧光探伤、耐压试验等。此外， 若有必要还应对铸件进行解剖检验、金相检验、力学性能检验和化学成分 分析等。
1．缩孔：形状为不规则的封闭或敞露的空洞， 孔壁粗糙并带有枝状晶，常出现在铸件最后凝 固部位。 2．缩松：铸件断面上出现的分散而细小的缩 孔。 1．热裂：断面严重氧化，无金属光泽，断口 沿晶界产生和发展，外形曲折而不规则的裂纹。 2．冷裂：穿过晶体而不沿晶界断裂，断口有 金属光泽或有轻微氧化色。
粘 砂
线收缩率是铸件产生应 100% 力、变形、裂纹的根本 原因。
2. 缩孔与缩松
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩 减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些 孔洞 。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。
1)缩孔和缩松的形成
2)缩孔和缩松的防止
防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固 次序，使铸件实现“顺序凝固”。
砂箱。它可提高铸件的精度，但成本高。适用于大 批量生产形状复杂的铸件。
d) 组芯造型
整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型
型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生 错型缺陷。适用于铸件最大截面在一端，且为平面的 铸件。
e) 整模造型
挖砂造型的模样是整体的，但铸件分型面为曲面。
为便于起模，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂、其造 型费工、生产率低，工人技术水平要求高。用于分型面 不是平面的单件、小批生产铸件。
（2）铸件的温度梯度
在合金结晶温度范围已定的前 提下，凝固区域的宽窄取决与铸 件内外层之间的温度差。若铸件 内外层之间的温度差由小变，则 其对应的凝固区由宽变窄。
温度 T浇 T液 温度
S1
T2 T1
T固
S
T室 成分
表层 中心
（二）合金的收缩
1. 收缩的概念 合金的收缩经历如下三个阶段：
（1）液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度
一、什么是液态成型（铸造生产）
将液态金属浇注到与零件形状相
适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，
以获得毛坯或零件的生产方法。
二、砂型铸造的工艺过程
型砂
零 件 图 铸 型 熔化 芯盒 芯砂 浇注 型 芯 合 冷却
铸 造 工 艺 图
模型
箱 凝固
落 砂 、 清 理
检 验
铸 件
三、铸造生产的特点
1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。 （1）合金种类不受限制； 2．适应性强： （2）铸件大小几乎不受限制。
2 2
T室 t 0 t1
2 t2 t3
t
热应力：由于形状复杂，厚薄不均，各部分 的冷却速度不同，以至在同一时刻，铸件各部 位收缩不一致而引起的内应力称为热应力。热 应力的形成过程如下图框形梁铸件所示。
Ⅱ Ⅰ Ⅱ
热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。 热应力是永久应力。
（二）铸件的变形与防止
第二节 砂型铸造
用型砂紧实成型的铸造方法称为砂型铸造。 砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法，其主要 工序包括：制造模样，制备造型材料、造型、造 芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。 一、造型方法的选择 二、铸造工艺设计
一、造型方法的选择
用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称 为造型。造型是砂型铸造的最基本工序，通常分为手工 造型和机器造型两大类。 （一）手工造型 手工造型主要用于单件小批生产，特别是重型和形 状复杂的铸件。 1. 手工造型方法分类 根据砂型的不同特征，手工造型方法可分为：两箱 造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型、组芯造型；根 据模样的不同特征，手工造型方法可分为：整模造型、 分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型。 各种手工造型方法的示意图如图1-15所示。 2. 各种手工造型方法的主要特征及其适用范围
g) 分模造型
活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸台，
肋条等这些部分作成活动的（即活块）。起模时，先起 出主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型费时，工 人技术水平要求高。主要用于单件、小批生产带有突出 部分、难以起模的铸件。
h) 活块造型
刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低
模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低， 工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、 中型铸件的单件、小批生产、如带轮、铸管、弯头等。
2. 各种机器造型方法的主要特征及其适用范围
压实紧实方法单纯借助
压力紧实砂型，机器结构简 单、噪声小，生产率高，消 耗动力少，型砂的紧实度沿 砂箱高度方向分布不均匀， 上下紧实度相差很大。主要 适用于成批生产高度小于 200mm薄而小的铸件。 a) 压实紧实
高压紧实主要是用较
高压实比压（一般在 0.7MPa-1.5MPa）压实砂 型。砂型紧实度高，铸件 尺寸精度高，表面粗糙度 Ra值小，废品率低，生产 率高、噪声低、灰尘小、 易于机械化、自动化、但 机器结构复杂、制造成本 高。主要适用于需大量生 产的中、小型铸件，如汽 车、机械车辆、缝纫机等 产品较为单一的制造业。