6
材料成形工艺基础
砂箱
刮砂板
底板
砂舂
通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
7
材料成形工艺基础
⑴ 整模造型
特点：分型面为平面，铸型型腔全部在一个砂箱 内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。 应用：铸件最大截面在一端，且是平面。
第三章金属的铸造成形工艺
8
材料成形工艺基础
整模造型
9
材料成形工艺基础
⑵ 分模造型
材料成形工艺基础
第三章 金属的铸造成形工艺
❖ 本章主要内容：
铸造成 形工艺
砂型铸造
手工造型 机器造型
特种铸造
金属型铸造 熔模铸造
压力铸造 离心铸造 低压铸造
重力作用 下的铸造 成形
外力作用下 的铸造成形
工艺特点 和应用
第三章金属的铸造成形工艺
1
材料成形工艺基础
一、砂型铸造
❖ 1、生产过程
零件
制造模型 配制型砂 制造芯盒 制造芯砂
2)应用
主要适用于高熔点、难以切削加工的合金钢铸件的成批、大 量生产。如汽轮机叶片和叶轮、切削刀具及航天飞行器、汽车、 船舶、机床上的小型零件等。
33
材料成形工艺基础
四、离心铸造
离心铸造是将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心 力的作用下充型和凝固而形成铸件的方法。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
第三章金属的铸造成形工艺
26
材料成形工艺基础 金属型结构－水平分型式
第三章金属的铸造成形工艺
27
材料成形工艺基础 金属型结构－垂直分型式
第三章金属的铸造成形工艺
28
材料成形工艺基础 金属型结构－垂直分型式
第三章金属的铸造成形工艺
29
材料成形工艺基础
铝 活 塞 模 具
第三章金属的铸造成形工艺
30
专用模具。
2）不适合与三箱造型及活块造型
对形体上需采用三箱或活块的铸件采用两个砂箱
进行机器造型时，常采用外型芯等措施来解决起模
方面的问题。
5
材料成形工艺基础
手工造型基本过程
a.造下型 放下砂箱于底板上，将模样大端朝下置于砂箱 内的合适位置，分批加砂舂实。 b.造上型 下型反转180º放上箱，撒分型砂；放直浇道、 填砂紧实；刮平砂箱，拔浇道、压浇口；在上砂型处扎 通气孔，在砂箱壁画定位线。 c.起 模 打开铸型，用起模针起模。 d.修 型 起模后型腔有损坏，进行修补。 e.下 芯 先找正位置再放入。 f.合 型 上型保持水平，对正定位线（或定位销）缓缓落 下；用箱卡（或压铁）将上下型卡紧；盖住浇道以防砂 粒落入型腔。
25
材料成形工艺基础
二、金属型铸造
定义：指在重力作用下将液态金属浇入金属型而获得 铸件的铸造方法。 1、金属型材料及结构：
金属型材料：铸铁或铸钢。
金属型结构：可分为整体式、水平分型式、垂直分型式
和复合分型式四种，其中垂直分型应用较广。
2、工艺特点
1) 加强排气； 2) 型腔喷刷涂料 ； 3) 铸型预热并控制温度 ； 4) 及时开型取件。
造型方法
特点
应用范围
整模造型
整体模，分型面为平面，铸型简单， 铸件最大截面在一端，
铸件不会产生错型缺陷
且为平面
分模造型
模样沿最大截面分为两半，型腔位 于上、下两个砂箱内，造型方便， 但制作模样较麻烦
最大截面在中部，一般 为对称性铸件
挖砂造型
整体模，分型面是曲面，造型时需 单件小批量生产模样；
挖去阻碍起模的型砂。造型麻烦、 薄，分模后易损坏或变
2)应用：
离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也可 用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
37
材料成形工艺基础
五、压力铸造
指在高压作用下将金属液快速压入金属压铸型中，并 在压力下凝固而获得铸件的方法。
1.压铸机和压铸工艺 过程
压铸机是压力铸造生 产的主要设备，按压 室（压射室）分,一般
震压紧实：中、小型铸件 抛砂紧实：大、中型铸件
射砂紧实：制芯
第三章金属的铸造成形工艺
4
材料成形工艺基础
❖ 机器造型 起模方法
顶箱起模: 结构简单、型腔较浅的铸型；
漏模起模: 结构较简单、型腔较深的铸型；
翻转起模: 形状复杂、型腔较深的铸型。
机器造型的工艺特点:
1）采用模板造型
模板是将模样、浇注系统与底板连接成一体的
向坩埚中通压缩 空气→金属液上升 充型→保压、凝固 →将坩埚上部与空 气相通→取出铸件。
低压铸造工艺过程
43
材料成形工艺基础
低压铸造原理示意图
44
材料成形工艺基础
(2)低压铸造的工艺特点和应用 特点:
① 浇注压力和速度便于调节，可适应不同材料的铸型; ② 充型平稳，对铸型的冲击力小，气体易排除，能有效 地克服铝合金铸件的针孔等缺陷； ③ 便于实现定向凝固，铸件组织致密,力学性能好; ④ 不用冒口，金属的实际利用率高; ⑤ 可生产形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件； ⑥ 设备简单,投资少,。
应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
下
16
三箱造型
材料成形工艺基础
17
三箱造型
材料成形工艺基础
18
材料成形工艺基础
不同几何体所构成铸件的造型方法
a)整模造型
b)分模造型
c)挖砂造型
d)三箱造型
e)活块造型
第三章金属的铸造成形工艺
19
材料成形工艺基础
常用手工造型方法的特点和应用范围
36
材料成形工艺基础
4、离心铸造的特点和应用
1)特点
➢铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔等缺陷,力学性能好; ➢铸造圆形中空铸件时,不用型芯和浇注系统,降低了金属 消耗； ➢可生产双金属铸件,如钢套内镶铸一薄层铜衬套等； ➢铸件内孔自由表面粗糙，尺寸误差大，品质差； ➢不适用于密度偏析大的合金及铝、镁等轻合金。
造型 造芯
铸件 检验 清理 落砂
合箱 浇注
第三章金属的铸造成形工艺
2
材料成形工艺基础
2、型砂的分类
➢ 粘土砂：粘土为粘结剂； ➢ 水玻璃砂：水玻璃； ➢ 油砂：植物油如桐油、亚麻油等； ➢ 树脂砂：树脂如酚醛树脂等。
3、砂型铸造的特点
优点：铸件批量不受限制；铸造合金不受限制； 铸件尺寸和形状不受限制；铸型成本低；生产准 备时间较短。
生产率低
形的铸件
活块造型
将模样上妨碍起模的部分，作成活 动的活块，便于造型起模，造型和 制作模样都麻烦
单件小批量生产带有突 起部分的铸件
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间部分大， 采用两箱造型无法起模时，铸型可
（也可两箱） 由三箱组成，关键是选配高度合适
的中箱。造型麻烦，容易错型
单件小批量生产具有二 个分型面的铸件
制蜡模→制造壳
体→熔去蜡模→
焙烧→浇注。
熔模铸造工艺过程
32
材料成形工艺基础
2、熔模铸造的特点和应用 1)特点
➢可生产形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件； ➢铸件精度高,表面质量好，实现了少、无切削加工； ➢适用于各种合金,尤其适用于高熔点合金及难以切削加工的
合金； ➢生产批量不受限制,可实现机械化流水生产。但是工序繁多 , 工艺过程复杂,生产周期长,铸件不能太大、太长。
常用的机器造型方法的主要特点和适用范围
造型方法
原理
先以机械震击紧实型
震压造型
砂，再用较低的比压 （0.15～0.4MPa）
压实
主要特点和适用范围
设备结构简单，造价低，效率较 高，紧实度较均匀；但紧实度较 低，噪声大。适用于成批大量生 产中小型铸件
在高频率、小振幅振动下， 砂型紧实度较高且均匀，频率较高，能
微震压实 利用型砂的惯性紧实作用 适应各种形状的铸件，对地基要求较低；
造型 并同时或随后加压紧实型 但机器微震部分磨损较快，噪声较小。
砂
适用于成批、大量生产中、小型铸件
利用离心力抛出型砂，使
抛砂造型 型砂在惯性作用下完成填
砂和紧实
砂型紧实度较均匀，不要求专用模板和 砂箱，噪声小，但生产效率低，操作技 术要求高。适用于单件、小批量生产中， 大型铸件
备周期
砂型铸 造
各类合 金
各种尺 寸
复杂 7-13
组织较 松,晶粒
较粗
低或一 般
低或中
短
金属型 铸造
非铁合 金为主
中、小 件为主
一般
6-9
压力铸 造
非铁合 金
中、小 件
较复杂
4-8
低压铸 造
各类合 金
中、小 件
较复杂
6-9
组织致 密,晶 体细小
组织致 组织致 密,晶 密,晶体 体细小, 细小 有气孔
1、离心铸造机
离心铸造机是
离心铸造所用的
设备,按其旋转轴
空间位置的不同
分为立式、卧式
两种。
离心铸造示意图
34
材料成形工艺基础
2.立式离心铸造机
适用于高度不大的环类铸件。
第三章金属的铸造成形工艺
35
材料成形工艺基础
3.卧式离心铸造机
适用于铸造长度较大的套筒及管类铸件。如铸铁 缸套、水管等。
第三章金属的铸造成形工艺
较高 很高 较高
分热压室压铸机（压
室浸于金属液中）和
冷压室压铸机（压室
与金属液保温炉分开） 两大类。
卧式冷压室压铸机的工作过程
38
材料成形工艺基础
热压室压铸机
➢压室和保温 炉一体； ➢适用于低熔 点金属的压铸。