水泵的铸造
• 铸造是水泵制造的重要环节： • 水泵80%的重量是铸件，泵体、泵盖、叶 轮、密封环、轴套、联轴器、轴承体都是 铸件， • 水泵的异形、流道面其他成型方法都无法 完成或达不到设计要求。 • 铸造可以批量生产、重复性可靠一致。实 现经济生产。
叶轮的铸造过程
铸件的热处理
• 高温热处理：在规定的加热速度、保温温 度、保温时间、冷却速度下，使工件通过 加热产生相变、并通过不同的冷却速度得 到想要的工件金像组织和硬度。如正火。 • 低温去应力退火处理：将工件缓慢加热到 AC3相变温度以下、保温一段时间后缓慢冷 却到常温的过程。
渣浆泵铸件的热处理
• 淬火处理 • 1）淬火温度1050℃，保温3.5~4.0h，①当外界 气温高于30℃时要间歇吹风冷却到600℃，才自 然冷却到常温；②当外界气温低于30℃时，可直 接出炉空冷。 使其表面硬度达到HRC58-60 • 2）叶轮因轴孔泥芯采用保温材料混砂，浇注后使 其表面硬度＜40HRC故不进行软化处理，直接进 行硬化处理。 • 3）工件：叶轮+护套+护板 • 4）装炉时，工件之间要留有80～150mm的间隙， 以利于保障必要的散热速度。
铸造的限制
• 铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、 气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的 各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种 造型机、造芯机，有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还 有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的 设备。 • 铸造生产有与其他工艺不同的特点，主要是适应性广、 需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有 害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更 为严重，需要采取措施进行控制。 在许多国家和地区受 到限制。 • 铸件的力学性能不如相同化学成分的锻件好，同时由于铸 造生产工序多、投料多，控制不好时，铸件质量不够稳定， 废品率也相对较高，劳动条件也较差 。
铸造基本知识ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ述
砂型铸造工艺技术 方友兴
铸造概念
• 铸造、翻砂、 casting、founding • 解释：熔炼金属成液态，制造铸型实物腔体，并将熔融液态 金属浇入铸型腔体，金属凝固后获得一定形状、尺寸、成分、 金像组织和力学性能铸件的成形方法 • 铸造是将金属熔炼成符合一定成分要求的液体并浇进铸型里， 经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸 件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或 少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时 间．铸造是现代装备制造工业的基础工艺之一。（锻造） • 铸造是一个从无型到有型、从设想到实物的创作过程，在古 代主要用于军事、祭祀备受尊重，无模具手工造型铸造就是 一个艺术创造的过程。 • 铸造还有创建、培育和塑造的意义 。
近代
• 进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是工 业产品技术的进步 ，对机械的精细标准的提高，要求铸 件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性 能；另一个原因是机械工业本身和其他工业如电子、化工、 仪表等的发展，给铸造业创造了有利的发展物质条件。如 无损探伤等检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳 定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发 明，金像分析帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属 结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，为铸造工艺水平的改 进提高、指导优质、精密铸造生产成为可能。 • 铸造业的发展，铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一， 因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。据2011年 统计，我国年产铸件4500万吨，是世界铸造第一大国。
铸造的分类
• 铸造种类很多，按造型方法习惯上分为 • ①普通砂型铸造，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学 硬化砂型3类。 • ②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材 料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型 铸造、陶瓷型铸造，消失模铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种 铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等） 两类。 • ③砂型铸造的方法又可分为：湿型砂机器造型方法、自硬树脂砂造 型制芯、水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、实型铸造、负压造型、 手工造型。 • ④砂芯的制造方法是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产 条件进行选择的。在生产中，从总体上可分为手工制芯和机器制芯。 • 按照成型工艺可分为 • 1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。依靠重力将熔融金属液浇入型腔。 • 2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融 金属液瞬间压入铸造型腔。 铸铝、铸塑。
铸造的历史
• 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺， 已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前 1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已 达到相当高的水平,铸剑、铸鼎。 • 被铸造的物质多为原为固态但加热至液态的金属 （例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料 可以是砂、金属甚至陶瓷。普通铸型的材料是原 砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种 铸造的铸型包括：熔模铸造、消失模铸造、金属 型铸造、陶瓷型铸造等。（原砂包括：石英砂、 镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、 石墨砂、铁砂等） 。
早期、中期
• 中国商朝的重875公斤的司母方鼎，战国时期的曾侯乙尊 盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。 早期的 铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具， 艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的， 受陶器的影响很大。 • 中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的 铸铁件－晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前 后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现，扩大了铸件的应用 范围。例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向 居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后，蒸汽 机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的 新时期，铸造技术开始有了大的发展 。
铸造金属的熔炼与浇注
• 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的液态金属材料， 它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金 属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、 铸钢和铸造有色合金。 • 金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进 铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期 要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各 种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇 注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉 外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理 等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电 阻炉、反射炉等。 • 浇注：用浇包接收熔炼后的金属液并浇注到铸型中。
模具制造
• 模具工艺：模具制造之前，需要做模具工艺，对零件进行 铸造工艺性分析，确定铸造的分型方法、依据不同材质放 出收缩量、在需要进行机械加工的面放出加工余量，凸台、 筋板做成活块、腔体做成砂芯、并考虑怎么定位对齐。 • 模具材质：依据铸件的批量确定：杉木材、红松、泡沫、 塑料、金 属等， • 制造方法：手工、机械加工、塑料复制、联合。 • 模具要求：一次性模具简单、材料廉价， 外表要求不高，一般手工完成。 重复使用的模具依据生产量的要求做塑料、金 属模具，一般以机械、数控加工完成，精度高、表面光洁。
铸造的发展趋势
• 铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高 的精度，更少的余量和更光洁的表面。此外，节能的要求 和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要 求，新的铸造合金（双金属铸造）将得到开发，冶炼新工 艺和新设备将相应出现。 • 铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将 更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不同批量和多品种 生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先 发展，少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重 视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测 定方面，将有新的发展
渣浆泵铸件淬火处理
铸造的应用
• 铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂 的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的 缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。 有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基合金零 件不用铸造方法无法成形。 • 铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种 类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同 时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是 其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到 的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯 零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的
模具红线工艺图
红线工艺图见附图。 模具过程图
砂型铸型制造
• 铸型准备包括造型材料准备和造型、造芯两大项工作。砂型铸造中用 来造型、造芯的各种原材料，如铸造原砂、型砂粘结剂和其他辅料， 以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料，造型材料 准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结 剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯 砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和连续式混砂机。 后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，混砂速度快。 • • 造型、造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造 型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主 要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型、造芯都实现 了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、 气冲造型机、无箱射压造型机、冷芯盒制芯机和热芯盒制芯机、覆膜 砂制芯机等。
铸件后处理、检验
• 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口 及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子， 因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有 抛丸机、浇口冒口切割机等。 • 砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序， 所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清 理创造方便条件。 • 有些铸件因特殊要求，还要经铸件热处理、变形 整形、防锈处理、粗加工等。 • 铸件交货前进行有选择的项目检测：如尺寸、形 状、表面粗糙度、材质、金像、内部质量探伤检 测等。