工程训练：铸造加工技术

一 、 铸 造 生 产 工 艺 过 程 及 特 点二 、 造 型 材 料三 、 砂 型 铸 造五 、 砂 型 铸 造 工 艺 设 计 及 模 样 六 、 铸 件 缺 陷 分 析四 、 特 种 铸 造 铸 造 是 一 种 古 老 的 制 造 方 法 ， 在 我 国 可 以 追 溯 到 6000年 前 。随 着 工 业 技 术 的 发 展 ， 铸 造 技 术 的 发 展 也 很 迅 速 ， 特 别 是 19世 纪 末 和 20世 纪 上 半 叶 ， 出 现 了 很 多 的 新 的 铸 造 方 法 ， 陶 瓷 型 铸 造 等 ， 在 20世 纪 下 半 叶 得到 完 善 和 实 用 化 。如 低 压 铸 造 、 连 续 铸 造 、 由 于 现 今 对 铸 造 质 量 、 铸 造 精 度 、 铸 造 成 本 和 铸 造 自 动 化等 要 求 的 提 高 ， 铸 造 技 术 向 着 精 密 化 、 大 型 化 、 高 质 量 、 自动 化 和 清 洁 化 的 方 向 发 展 ， 例 如 我 国 这 几 年 在 精 密 铸 造 技 术 、连 续 铸 造 技 术 、 特 种 铸 造 技 术 、 铸 造 自 动 化 和 铸 造 成 型 模 拟技 术 等 方 面 发 展 迅 速 。 v 铸 造 是 历 史 上 最 悠 久的 一 种 工 艺 ， 在 我 国 已 有6000多 年 历 史 了 。 从 殷商 时 期 就 有 灿 烂 的 青 铜 器铸 造 技 术 。 河 南 安 阳 出 土的 殷 朝 祭 器 司 母 戊 鼎 ， 重达 700多 公 斤 ， 长 、 高 都超 过 1m（ 见 右 图 ） ， 四周 饰 有 精 美 的 蟠 龙 纹 及 饕餮 (古 代 传 说 中 的 一 种 凶 恶的 野 兽 )。 鼎 王 ： 司 母 戊 方 鼎 北 京 明 朝 永 乐 青 铜大 钟 ， 距 今 已 有 500 多 年 的 历 史 。重 46.5 t， 钟 高6.75m， 钟 唇 厚22cm， 外 径 3.3m，钟 体 内 外 遍 铸 经 文22.7万 字 ， 击 钟 时尾 音 长 达 2min以上 ， 传 距 20km。永 乐 青 铜 大 钟 外形 和 内 腔 如 此 复 杂 、重 量 如 此 巨 大 、 质量 要 求 如 此 之 高 ，说 明 我 们 的 祖 先 早已 具 备 精 湛 的 冶 炼 和 铸 造 技 术 。 古 代 工 艺 品铸 造 铜 马 车 半 个 多 世 纪以 来 ， 孙 中 山 铜像 经 历 了 战 火 和政 治 动 乱 ， 仍 然完 好 无 损 ， 生 动传 神 。 看 到 这 尊铜 像 ， 就 会 唤 起人 们 对 孙 中 山 先生 的 缅 怀 和 崇 敬 。现代伟人塑像 合 肥 工 业大 学 工 业培 训 中 心中 华 人 民 共 和 国 的 缔 造 者 毛 泽 东（ 1893 1976） 现代伟人塑像 现代工艺品 紫 荆 花 机 械 零 件破 碎 机 偏 心 轴 套 铸 件 精 密 铸 钢 件 铸 造 生 产 流 水 线 （ 一 ） 铸 造 生 产 在 机 械 制 造 工 业 中 的 地 位 和 作 用定 义 ： 铸 造 是 熔 炼金 属 ， 制 造 铸 型 ，并 将 熔 融 的 金 属 液浇 入 铸 型 ， 冷 却 凝固 后 获 得 一 定 形 状与 性 能 的 金 属 物 件的 成 形 方 法 。 采 用铸 造 方 法 获 得 的 物件 称 为 铸 件 。一 、 铸 造 生 产 工 艺 过 程 及 特 点 铸 造 生 产 在 机 械 制 造 业 中 占 有 十 分 重 要 的地 位 。 大 部 分 机 器 零 件 的 毛 坯 是 通 过 铸 造 方法 来 获 得 的车 床 铣 床 刨 床 磨 床是 其 它 加 工 制 造 方 法 无 法 替 代 的 成 形 方 法 。（ 如 车 床 、 铣 床 、 刨 床 和 磨 床 等 ） ， 铸 造 按 生 产 方 式 不 同 ， 可 分 为 砂 型 铸 造 和 特 种 铸 造 。用 砂 型 铸 造 生 产 铸 件 的 方 法 ， 目 前 约 占 铸 件 总 产 量 的80% 以 上 。 其 生 产 过 程 的 工 艺 流 程 如 图 所 示 ：（ 一 ） 砂 型 铸 造 生 产 过 程 简 介型 砂 配 制芯 砂 配 制工 装 准 备 金 属 熔 炼 落 砂 清 理造 型造 芯 合 型 浇 注烘 型烘 芯 检 验 （ 1） 砂 型 铸 造 生 产 的 优 点1、 适 应 性 广 ， 工 艺 灵 活 性 大 （ 材 料 、 大 小 、 形 状 几 乎 不 受 限 制 ） 。（ 二 ） 铸 造 生 产 的 特 点 ： 2、 最 适 合 形 状 复 杂 的 箱 体 、 机 架 、 阀 体 、 泵 体 、 缸 体 等 。 箱 体 3、 成 本 较 低 （ 铸 件 与 最 终 零 件 的 形 状 相 似 、 尺 寸 相 近 ） 铸 件 零 件 （ 2） 铸 造 生 产 的 缺 点1. 组 织 疏 松 、 晶 粒 粗 大 ， 铸 件 内 部 常 有 缩 孔 、 缩 松 、 气 孔 等 缺 陷 产 生 ， 导 致 铸 件 力 学 性 能 差 ， 特 别 是 冲 击 性 能 较 低 。 气 孔 缩 孔 2. 铸 件 局 部 形 状 和 尺 寸 产 生 位 置 偏 移 及 形 状 不 完 整 ， 导 致 铸 件 无 法 通 过 机 械 加 工 或 直 接 造 成 报 废 。错 型 浇 不 到偏 芯 3. 铸 件 表 面 粗 糙 ， 表 面 粘 附 着 一 层 难 以 清 除 的 砂 粒 。 铸 件 表 面 有 一 层 突 起 的 金 属 片 状 物 ， 在 金 属 片 和 铸 件 之 间 夹 有 一 层 型 砂 。粘 砂 金 属 片 状 物 夹 砂 定 义 ： 用 来 制 造 铸 型 和 型 芯 的 材 料 造 型 材 料 在 铸 造 生 产 中 占 有 重 要 的 地 位 ，其 质 量 的 优 劣 直 接 影 响 铸 件 的 质 量 、 生 产 效 率和 成 本 。 铸 造 生 产 中 使 用 的 铸 型 除 砂 型 之 外 , 还 有 金 属 型 、 陶 瓷 型 、 石 膏 型 、 石 墨 型 等 。（ 一 ） 造 型 材 料 简 介二 、 造 型 材 料 （ 二 ） 型 （ 芯 ） 砂 的 组 成型 砂 的 组 成型 （ 芯 ） 砂 是 由 原 砂 、 旧 砂 （ 回 用 砂 ） 、 粘 结 剂 、 附 加物 和 水 组 成 的 。 经 混 制 后 ， 符 合 造 型 要 求 的 混 合 料 。附 加 物砂 子 粘 结 剂 膜 空 隙 1. 原 砂 原 砂 是 型 （ 芯 ） 砂 的 主 体 。 最 常 用 的 是 二 氧 化 硅含 量 较 高 的 硅 砂 。 还 有 一 些 不 常 用 的 特 种 砂 (如 锆 砂 、镁 砂 、 橄 榄 石 砂 、 铬 铁 矿 砂 、 钛 铁 矿 砂 、 刚 玉 砂 等 。2. 粘 结 材 料 用 来 粘 结 砂 粒 的 材 料 称 为 粘 结 剂 。 常 用 的 有 粘 土 、水 玻 璃 、 油 类 粘 结 剂 、 合 成 树 脂 粘 结 剂 等 。 目 前 使用 最 普 遍 的 是 粘 土 ， 粘 土 分 为 铸 造 用 粘 土 和 铸 造 用膨 润 土 。3. 辅 助 材 料 所 谓 辅 助 材 料 是 指 制 造 砂 型 （ 芯 ） 过 程 中 所 用 各种 材 料 中 除 原 砂 、 粘 结 剂 （ 如 粘 土 、 树 脂 、 水 玻 璃等 ） 、 水 之 外 的 材 料 。 常 用 的 辅 助 材 料 有 煤 粉 、 锯 屑 、石 墨 粉 、 滑 石 粉 、 重 油 和 脱 模 剂 等 。 生 产 中 为 了 获 得 优 质 的 铸 件 和 良 好 的 技 术 经济 效 果 ， 要 求 型 （ 芯 ） 砂 应 具 备 以 下 一 些 性 能 ：（ 1） 足 够 的 强 度 ： 包 括 常 温 湿 强 度 、 干 强 度 和 硬 度 。（ 2） 一 定 的 透 气 性 ： 较 小 的 吸 湿 性 ， 较 低 的 发 气 量 。（ 3） 较 高 的 耐 火 度 ： 较 高 的 耐 火 度 ， 较 好 的 热 化 学 稳 定 性 ， 较 小 的 膨 胀 率 与 收 缩 率 。（ 4） 较 好 的 退 让 性 、 溃 散 性 和 耐 用 性 。（ 5） 良 好 的 成 形 性 ： 包 括 很 好 的 流 动 性 、 可 塑 性 、 韧 性 和 不 粘 模 性 。（ 三 ） 型 （ 芯 ） 砂 的 性 能 （ 1） 按 粘 结 剂 的 不 同 可 分 为 、 粘 土 砂 、水 玻 璃 砂 和 树 脂 砂 等 。1. 粘 土 砂（ 四 ） 型 （ 芯 ） 砂 的 分 类 2. 水 玻 璃 砂3. 树 脂 砂 （ 2） 粘 土 砂 的 混 制 设 备 与 过 程 1. 粘 土 砂 的 混 制 设 备1） 碾 轮 式 混 砂 机 2） 移 动 式 松 砂 机 2. 粘 土 砂 的 混 制 过 程 先 加 入 新 砂 、 旧 砂 （ 回 用 砂 ） 和 附 加物 干 混 2 3 分 钟 ， 再 加 入 水 湿 混 6 10分 钟 ， 性 能 符 合 要 求 后 即 从 出 砂口 出 砂 ， 混 制 好 的 型 砂 应 放 置 2 3小时 ， 使 粘 土 膜 内 的 水 份 均 匀 ， 以 提 高 粘土 的 湿 强 度 和 透 气 性 ， 使 用 前 用 松 砂 机将 砂 松 散 ， 使 之 松 散 好 用 。 1、 仪 器 设 备 检 测 法 使 用 相 应 的 仪 器 设 备 分 别 检 测 型 （ 芯 ）砂 的 湿 强 度 、 含 水 率 及 透 气 性 能 等 。XQY II型 （ 智 能 型 ） 型 砂 强 度 试 验 机 指 针 直 读 式 型 砂 透 气 测 定 仪 砂 型 表 面 硬 度 计 （ 五 ） 粘 土 砂 的 检 测 方 法 2、 手 感 经 验 检 测 法第 一 步 ： 检 验 型 （ 芯 ） 砂 的 含 水 率 。一 、 型 砂 湿 度 适 当 时 ， 可 用 手 捏 成 砂 团 第 二 步 ： 检 验 型 （ 芯 ） 砂 的 性 能 ；二 、 手 放 开 后 ， 可 看 出 清 晰 的 手 纹 第 三 步 ： 检 验 型 （ 芯 ） 砂 的 强 度 。三 、 折 断 时 断 面 无 碎 裂 状 ， 同 时 有 足 够 的 强 度 （ 一 ） 砂 型 铸 造 简 介 砂 型 铸 造 是 最 常 用 的 造 型 方 法 ， 砂 型 铸造 按 造 型 方 法 的 不 同 可 分 为 手 工 造 型 和 机器 造 型 两 大 类 。 三 、 砂 型 铸 造 砂 型 铸 造 生 产 工 艺 流 程 图 ：型 砂 配 制 造 型 砂 型 烘 干 金 属 熔 炼工 装 准 备 合 型 浇 注落 砂 清 理 铸 件 检 验芯 砂 配 制 造 芯 砂 芯 烘 干 从 上 图 可 以 看 出 砂 型 铸 造 生 产 过 程 比 较 复 杂 ， 在任 何 一 道 工 序 中 ， 如 操 作 不 当 ， 最 终 都 会 导 致 铸 件 不合 格 ， 甚 至 于 报 废 。 （ 二 ） 手 工 造 型1、 整 模 造 型2、 分 模 造 型3、 挖 砂 造 型4、 活 块 造 型 6、 三 箱 造 型7、 地 坑 造 型5、 刮 板 造 型 手 工 造 型 是 指 全 部 用 手 工 或 手 动 工 具 完成 的 造 型 工 序 。 手 工 造 型 按 模 样 结 构 和 起 模 特 点 可 分 为 ： A 造 型 （ 芯 ） 前 的 准 备 工 作 （ 1） 造 型 工 装 准 备造 型 工 装 主 要 包 括 ： 模 样 （ 芯 盒 ） 、 造 型 平板 、 砂 箱 、 型 芯 骨 、 定 位 销 等 。 分 模 模 样 芯 盒 整 模 模 样 直 浇 道 棒 各 种 形 式 的 芯 骨造 型 平 板 砂 箱 定 位 销 棒 （ 2） 造 型 工 具 准 备造 型 工 具 包 括 ： 砂 铲 、 砂 舂 、 平 锤 、 刮 砂 板 、通 气 针 、 起 模 针 或 起 模 螺 钉 和 掸 笔 等 。 起 模 针通 气 针刮 砂 板砂 舂砂 铲 平 锤 修 型 工 具 包 括 ： 墁 刀 （ 刮 刀 ） 、 提 钩 （ 砂 钩 ） 、半 圆 （ 竹 爿 梗 ） 、 秋 叶 （ 双 头 压 勺 ） 、 法 兰 梗 、圆 头 等 。 手 风 器 （ 皮 老 虎 ） （ 3） 修 型 工 具 准 备墁 刀 （ 刮 刀 ） 秋 叶 （ 双 头 压 勺 ） 提 钩 （ 砂 钩 ） 竹 排 梗 （ 半 圆 ）法 兰 梗 （ 4） 检 查 模 样检 查 模 样 有 无 损 坏 及 模 样 表 面 是 否 清 洁 等 。整 体 小 支 架 模 样 （ 5） 考 虑 造 型 步 骤 考 虑 好 造 型 步 骤 后 ， 将 模 样 安 放 在 清 洁 的 造型 平 板 上 的 适 当 位 置 ， 安 放 砂 箱 ， 使 模 样 和 所需 要 开 设 的 浇 注 系 统 与 砂 箱 内 壁 之 间 有 合 适 的距 离 （ 称 为 吃 砂 量 ） ， 小 件 应 大 于 30 40 mm ， 注 意 起 模 方 向 ， 不 要 放 错 位 置 。 B、 手 工 造 型 基 本 操 作 工 艺 流 程模 样砂 箱平 板 安 放 模 样 砂 箱 准 备填 砂 紧 实 开 型扎 气 孔 、 打 定 位 孔 或做 合 型 线 起 模合 型 修 型 开 设 浇 注 系 统 1、 整 模 造 型主 要 特 点 ： 模样 是 整 体 的 ， 大多 数 情 况 下 ， 型腔 全 部 在 下 半 型内 ， 上 半 型 无 型 腔 。 造 型 简 单 ，铸 件 不 会 产 生 错型 缺 陷 。适 用 范 围 ： 适用 于 一 端 为 最 大截 面 ， 且 为 平 面的 铸 件 。C、 常 用 的 手 工 造 型 方 法 （ 1） 分 模 造 型 的 特 点 零 件 截 面 不 是 由 大 到 小 逐 渐 递 减 的 ， 将 模 样 从 最 大 截面 处 分 开 ， 并 用 销 钉 定 位 ， 这 种 模 样 称 为 分 模 。 用 此 模 样进 行 造 型 称 为 分 模 造 型 ， 造 型 时 ， 型 腔 分 别 位 于 上 、 下 两个 半 型 内 。 造 型 简 单 ， 节 省 工 时 。套 筒 分 模 模 样 各 种 形 式 的 芯 骨芯 盒2、 分 模 造 型 常 用 于 最 大 截 面在 中 部 且 形 状 复 杂 的铸 件 ， 如 套 筒 、 三 通管 和 阀 体 等 。 下 面 简介 分 模 造 型 过 程 （ 以异 口 径 套 管 为 例 ） ：四 通 管 子 阀 门 （ 3） 型 芯 的 形 式 # # # # # # # # #水 平 型 芯 # # # # # # 垂 直 型 芯 # # # # # # # # # # # # # # # #悬 臂 型 芯 # # # # # # # # # # # # #悬 吊 型 芯 # # # # # # # # # # # # # # # #引 伸 型 芯 # # # # # # # # # #外 型 芯 型 芯 名 称 、 特 点 及 适 用 场 合型 芯 的 形 状 型 芯 名 称 型 芯 特 点 适 用 场 合垂 直 型 芯水 平 型 芯 垂 直 放 置水 平 放 置 适 用 于 回 转 体 、 箱 体 、 管 子类 零 件适 用 于 箱 体 、 套 管 类 零 件 。悬 臂 型 芯 水 平 悬 臂 放 置 适 用 于 箱 体 、 缸 体 零 件 侧 面壁 上 的 盲 孔 。 外 型 芯 垂 直 侧 面 放 置 适 用 于 零 件 侧 壁 上 有 妨 碍 起 模 的 凸台 或 沟 槽 ， 也 可 用 于 组 芯 造 型 。盖 板 型 芯 垂 直 悬 吊 放 置 适 用 于 中 大 型 铸 件 ， 方 便 型 芯 落 入型 腔 ， 同 时 便 于 测 量 铸 件 壁 厚 。 型 芯 按 形 成 铸 件部 位 的 不 同 具 有如 下 几 点 作 用 ：1、 主 要 用 来 形 成 铸 件 的 内 腔 形 状 ；2、 形 成 铸 件 的 局 部 外 形 ；3、 加 强 铸 型 的 局 部强 度 ，4、 也 可 用 于 组 芯 造 型 。（ 4） 型 芯 的 作 用 （ 1） 挖 砂 造 型 简 介 有 些 铸 件 按 结 构 形 状 及 造 型 方 法 和 起 模 习惯 的 要 求 ， 通 常 情 况 下 需 要 采 用 分 模 造 型 ， 但从 对 模 样 强 度 和 刚 度 的 要 求 来 考 虑 ， 又 不 允 许将 模 样 分 开 ， 因 此 ， 模 样 仍 做 成 整 体 模 ， 为 了便 于 模 样 从 砂 型 中 顺 利 地 取 出 ， 下 砂 型 在 放 入模 样 填 充 型 砂 紧 实 后 ， 需 将 妨 碍 起 模 的 那 部 分型 砂 挖 掉 ， 并 确 定 正 好 挖 到 了 模 样 的 最 大 截 面处 ， 然 后 撒 分 型 砂 ， 再 造 上 砂 型 ， 这 种 称 为 挖砂 造 型 。 （ 2） 挖 砂 造 型 的 工 艺 过 程 由 于 手 轮 的 力 学 性 能 要 求 不 高 ,所 以 手 轮的 浇 注 系 统 采 用 本 身 浇 口 (最 简 单 的 顶 注 式 浇注 系 统 )， 无 需 开 挖 横 浇 道 和 内 浇 道 ， 直 浇 道直 接 放 在 铸 件 上 ， 这 种 浇 注 系 统 的 特 点 是 开设 方 便 ， 节 约 金 属 液 ， 补 缩 效 果 好 ， 不 足 之处 是 挡 渣 效 果 差 ， 金 属 液 进 入 型 腔 不 平 稳 ，易 飞 溅 、 易 冲 砂 等 。 铸 型 的 分 型 面 是 斜 面 、 曲 面 或 高 低 变 化 的 阶梯 形 状 。 挖 砂 造 型 对 操 作 者 的 技 术 要 求 较 高 ，生 产 率 较 低 ， 只 适 用 于 形 状 较 复 杂 铸 件 的 单 件生 产 。（ 3） 挖 砂 造 型 的 特 点 ：手 轮 模 样 结 构 图 4、 假 箱 造 型 假 箱 造 型 是 利 用 预 制 的 假 箱 或 成 形 底 板来 代 替 挖 砂 造 型 中 所 挖 去 的 型 砂 。定 义 ： （ 1） 活 块 造 型 概 述 有 些 铸 件 按 结 构 形 状 及 造 型 方 法 和 起 模 习 惯 的 要求 ， 通 常 是 采 用 整 模 造 型 ， 但 模 样 上 有 妨 碍 起 模 的 凸台 或 沟 槽 时 ， 因 此 ， 将 模 样 上 妨 碍 起 模 那 部 分 做 成 可拆 卸 的 活 动 块 称 为 活 块 。 活 块 用 销 钉 或 燕 尾 梢 与 模 样主 体 相 连 接 ， 取 模 时 应 先 取 出 模 样 的 主 体 ， 然 后 再 从侧 面 小 心 地 取 出 活 块 ， 这 种 造 型 方 法 称 为 活 块 造 型 。当 活 块 部 分 大 于 模 样 主 体 的 局 部 位 置 厚 度 时 ， 活 块 部分 难 以 从 铸 型 中 顺 利 地 取 出 ， 这 时 必 须 采 用 型 芯 替 代活 块 来 形 成 凸 台 。 成 批 生 产 时 ， 为 了 提 高 生 产 效 率 ，也 可 用 外 型 芯 取 代 活 块 。 （ 2） 活 块 造 型 的 工 艺 过 程 用 销 钉 连 接 的 活 块 ， 造 型 时 在 活 块 固 定 后 ， 不 要忘 记 拔 出 销 钉 ， 采 用 燕 尾 梢 连 接 的 活 块 应 活 动 自 如 ，否 则 模 样 主 体 与 活 块 部 分 还 是 无 法 分 别 取 出 。 活 块 周围 的 型 砂 应 用 手 按 紧 ， 销 钉 拔 出 后 ， 舂 砂 要 小 心 翼 翼进 行 ， 不 要 舂 到 活 块 模 样 上 ， 以 免 活 块 移 动 。（ 3） 活 块 造 型 的 特 点 活 块 造 型 优 点 是 可 以 减 少 分 型 面 的 数 目 和 不 必 要的 挖 砂 。 活 块 造 型 的 缺 点 是 操 作 复 杂 ， 生 产 效 率 低 ， 操作 不 当 会 造 成 活 块 移 动 错 位 。 活 块 的 梢 榫 易 磨 损 ， 从 而 降 低 了 铸 件 的 尺 寸 精度 ， 因 此 ， 活 块 造 型 只 适 宜 单 件 小 批 量 生 产 。 生 产中 应 尽 量 避 免 使 用 活 块 以 减 少 操 作 的 难 度 。 淮 海 工 学 院 工 程 训 练 中 心 铸 造活 块 模 样 结 构 图 活 块梢 钉模 样 主 体 6、 刮 板 造 型 采 用 特 制 的 刮 板 模 样 进 行 造型 的 方 法 称 为 刮 板 造 型 。定 义 ： 根 据 零 件 的 形 状 制 作 出 相 适 应 刮板 的 ， 造 型 时 在 砂 型 型 腔 （ 或 砂 芯 ）的 表 面 作 旋 转 、 直 线 或 曲 线 运 动 。 刮板 造 型 可 节 省 制 模 材 料 和 工 时 ， 但 对造 型 工 人 的 技 术 要 求 较 高 ， 生 产 效 率低 ， 只 适 用 于 单 件 小 批 量 生 产 。特 点 ： 不 同 类 型 的 刮 板 模 样 结 构 图轴 向 旋 转 运 动 刮 板 导 向 直 线 或 曲 线 运 动 刮 板 有 些 铸 件 结 构 形 状 比 较 复 杂 且 两 端 的截 面 又 大 于 中 间 部 分 , 为 了 便 于 取 模 ,往 往需 要 开 设 两 个 分 型 面 , 相 应 的 就 需 要 三 个砂 箱 方 可 进 行 造 型 , 这 种 造 型 方 法 称 为 三箱 造 型 。 采 用 三 箱 造 型 方 法 操 作 复 杂 ， 生 产 率低 ， 且 要 求 中 砂 箱 的 高 度 应 与 中 型 的 模 样高 度 基 本 相 当 。（ 1） 三 箱 造 型 概 述 （ 2） 三 箱 造 型 的 工 艺 过 程 三 箱 造 型 过 程 ： 通 常 是 先 造 下 砂 型 ，再 造 中 砂 型 ， 最 后 造 上 砂 型 。 三 箱 造 型中 箱 高 度 的 选 择 应 与 中 箱 内 的 模 样 高 度相 一 致 ， 否 则 就 需 要 采 用 挖 砂 才 能 把 分型 面 露 出 来 ， 不 同 铸 件 的 三 箱 造 型 顺 序可 根 据 模 样 结 构 形 状 来 定 ， 何 种 顺 序 有利 、 方 便 ， 就 采 用 何 种 顺 序 进 行 造 型 。 三 箱 造 型 采 用 的 是 阶 梯 式 浇 注 系 统 。 特 点 是 ： 开始 浇 注 时 ， 金 属 液 几 乎 全 部 由 底 层 内 浇 道 进 入 型 腔 ，随 着 型 腔 中 液 面 的 升 高 ， 最 后 金 属 液 由 上 层 内 浇 道进 入 型 腔 。 这 种 浇 注 系 统 综 合 了 顶 注 式 和 底 注 式 两种 浇 注 系 统 的 优 点 ， 所 以 充 型 比 较 平 稳 ， 减 小 金 属液 对 铸 型 的 冲 刷 力 ， 采 用 反 向 切 线 内 浇 道 又 避 免 了金 属 液 直 接 对 型 芯 的 冲 击 ， 型 腔 上 部 金 属 液 温 度 较高 ， 有 利 于 铸 件 的 顺 序 凝 固 和 补 缩 ， 内 浇 道 比 较 分散 ， 避 免 了 铸 型 局 部 过 热 ， 便 于 杂 质 和 气 体 的 排 出 ，阶 梯 式 浇 注 系 统 广 泛 应 用 于 高 大 、 复 杂 、 大 型 及 重型 铸 件 的 生 产 中 。（ 3） 三 箱 造 型 的 特 点 皮 带 轮 模 样 结 构 图三 箱 造 型 3.浇 注 系 统 3 1浇 注 系 统的 组 成 与 分 类 浇 注 系 统 通 常由 四 部 分 组 成 ，包 括 外 浇 口 、直 浇 口 、 横 浇口 和 内 浇 口 。 3.2 外 浇 口 又 称 浇 口 杯 。 它 的 作 用 是 承 接 从 浇包 中 倒 出 来 的 液 态 金 属 ， 减 轻 金 属 液 流对 铸 型 的 冲 击 ， 使 金 属 液 平 稳 流 入 直 浇口 。 其 形 状 分 漏 斗 形 和 池 形 两 种 。 3.3直 浇 口 直 浇 口 是 垂 直 的 通 道 ， 断 面 多 为 圆 形 ，利 用 直 浇 口 的 高 度 产 生 一 定 的 静 压 力 ， 使 金属 液 产 生 充 填 压 力 。 直 浇 口 越 高 ， 产 生 的 冲填 力 越 大 。 一 般 直 浇 口 要 高 出 型 腔 最 高 处100-200mm。 3.4横 浇 口 横 浇 口 是 水 平 通 道 ， 可 将 液 体 金 属 导 入 内浇 口 。 简 单 小 铸 件 有 时 可 省 去 不 用 。 横 浇 口的 截 面 形 状 多 为 梯 形 ， 其 作 用 是 分 配 金 属 流入 内 浇 口 ， 阻 止 熔 渣 进 入 型 腔 内 。 为 了 挡 渣 ，横 浇 口 必 须 开 在 内 浇 口 上 面 。 3.5内 浇 口 内 浇 口 是 金 属 液 直 接 流 入 型 腔 的 通 道 ，它 与 铸 件 直 接 相 连 ， 可 以 控 制 金 属 液 流 入 型腔 的 速 度 和 方 向 。 它 影 响 铸 件 内 部 的 温 度 分布 ， 对 铸 件 质 量 有 较 大 影 响 。 为 了 利 于 挡 渣和 防 止 冲 刷 型 芯 或 铸 型 壁 ， 内 浇 口 倾 斜 方 向与 横 浇 口 中 液 体 金 属 流 动 方 向 的 夹 角 大 于 90度 ； 另 外 ， 内 浇 口 不 要 正 对 型 芯 ， 以 免 冲 坏砂 芯 。 3 6.1 冒 口 的 作 用 从 金 属 液 浇 入 铸 型 到 获 得 铸 件 ， 发 生 体 积 收缩 ， 若 留 在 铸 件 中 ， 就 产 生 了 缩 孔 、 缩 松 铸造 缺 陷 。 铸 造 生 产 中 ， 防 止 缩 孔 、 缩 松 缺 陷的 有 效 措 施 是 放 置 冒 口 。 冒 口 的 主 要 作 用 是补 缩 ， 此 外 ， 还 有 出 气 和 集 渣 的 作 用 。 3.6冒 口 (1) 冒 口 应 尽 量 放 在 铸 件 被 补 缩 部 位 上 部 或 最后 凝 固 的 地 方 。 (2) 冒 口 应 尽 量 放 在 铸 件 最 高 最 厚 的 地 方 ， 以便 利 用 金 属 液 的 自 重 力 进 行 补 缩 (3) 冒 口 应 尽 可 能 不 阻 碍 铸 件 的 收 缩 。 (4) 冒 口 最 好 布 置 在 铸 件 需 要 机 械 加 工 的 表 面上 ， 以 减 少 精 整 铸 件 的 工 时 。3.6.1冒 口 放 置 位 置 四 、 特 种 铸 造 为 获 得 高 质 量 、 高 精 度 的 铸 件 ， 提 高 生 产 率 ， 人们 在 砂 型 铸 造 的 基 础 上 ， 创 造 了 多 种 其 它 的 铸 造 方 法 ；通 常 把 这 些 有 别 于 砂 型 铸 造 的 其 他 铸 造 方 法 通 称 为 特种 铸 造 。 消 失 模铸 造 连 续 铸 造七种常见的特种铸造方法低 压 铸 造 熔 模 铸 造 压 力 铸 造金 属 型 铸 造离 心 铸 造 1、 金 属 型 铸 造 定 义 ： 将 液 体 金 属 在 重 力 作 用 下 浇 入 金 属 铸 型 ， 以 获 得 铸 件 的 一 种 方 法 。 铸 型 用 金 属 制 成 ， 可 以 反 复 使 用 几 百 次 到 几 千 次 。特 点 ： （ 1） 尺 寸 精 度 高 （ IT12IT16） 、 表 面 粗 糙 度 小 （ Ra12.56.3m） ， 机 械 加 工 余 量 小 。（ 2） 铸 件 的 晶 粒 较 细 ， 力 学 性 能 好 。（ 3） 可 实 现 一 型 多 铸 ， 提 高 了 劳 动 生 产 率 ， 且 节 约 造 型 材 料 。 但 金 属 型 的 制 造 成 本 高 ， 不 宜 生 产 大 型 、 形 状 复 杂 和 薄 壁 铸 件 ；由 于 冷 却 速 度 快 ， 铸 铁 件 表 面 易 产 生 白 口 ， 切 削 加 工 困 难 ； 受 金属 型 材 料 熔 点 的 限 制 ， 熔 点 高 的 合 金 不 适 宜 用 金 属 型 铸 造 。 定 义 ：特 点 ：（ 1） 压 铸 件 尺 寸 精 度 高 ， 表 面 质 量 好 ， 尺 寸公 差 等 级 为 IT11IT13， 表 面 粗 糙 度 Ra值 为6.31.6m， 可 不 经 机 械 加 工 直 接 使 用 ， 而且 互 换 性 好 。（ 2） 可 以 压 铸 壁 薄 、 形 状 复 杂 以 及 具 有 很 小孔 和 螺 纹 的 铸 件 ， 如 锌 合 金 的 压 铸 件 最 小 壁 厚可 达 0.8mm， 最 小 铸 出 孔 径 可 达 0.8mm、 最小 可 铸 螺 距 达 0.75mm。 还 能 压 铸 镶 嵌 件 。 在 高 压 下 快 速 将 熔 融 金 属 压 入 金 属 型 中 ，并 在 压 力 下 凝 固 以 获 得 铸 件 地 方 法 。2、 压 力 铸 造 （ 3） 压 铸 件 的 强 度 和 表 面硬 度 较 高 。 压 力 下 结 晶 ，加 上 冷 却 速 度 快 ， 铸 件表 层 晶 粒 细 密 ， 其 抗 拉强 度 比 砂 型 铸 件 高25%40%。（ 4） 生 产 率 高 ， 可 实 现 半自 动 化 及 自 动 化 生 产 。 不 足 ： 气 体 难 以 排 出 ， 压铸 件 易 产 生 皮 下 气 孔 ，压 铸 件 不 能 进 行 热 处 理 ，也 不 宜 在 高 温 下 工 作 ；金 属 液 凝 固 快 ， 厚 壁 处来 不 及 补 缩 ， 易 产 生 缩孔 和 缩 松 ； 设 备 投 资 大 ，铸 型 制 造 周 期 长 、 造 价高 ， 不 宜 小 批 量 生 产 。 定 义 ： 用 易 熔 材 料 （ 如 蜡 料 ） 制 成 模 样 ； 在 模 样 上 包 裹若 干 耐 火 材 料 ， 制 成 型 壳 ， 然 后 加 热 使 模 样 融 化 流 出 后经 高 温 焙 烧 成 为 壳 型 ， 采 用 这 种 壳 型 浇 注 ， 金 属 冷 凝 后敲 掉 型 壳 获 得 铸 件 的 方 法 。 特 点 ：（ 1） 铸 件 精 度 高 、 表 面 质 量 好 ， 是 少 、 无 切 削 加 工 工艺 的 重 要 方 法 之 一 ， 其 尺 寸 精 度 可 达 IT11IT14， 表 面粗 糙 度 为 Ra12.51.6m。 如 熔 模 铸 造 的 涡 轮 发 动 机 叶片 ， 铸 件 精 度 已 达 到 无 加 工 余 量 的 要 求 。（ 2） 可 制 造 形 状 复 杂 铸 件 ， 其 最 小 壁 厚 可 达 0.3mm，最 小 铸 出 孔 径 为 0.5mm。 对 由 几 个 零 件 组 合 成 的 复 杂 部件 ， 可 用 熔 模 铸 造 一 次 铸 出 。3、 熔 模 铸 造 （ 失 蜡 铸 造 ） （ 3） 铸 造 合 金 种 类 不 受 限 制 ， 用 于 高 熔 点 和 难 切 削 合 金 ， 更 具 显 著 的 优 越 性 。（ 4） 生 产 批 量 基 本 不 受 限 制 ， 既 可 成 批 、 大 批 量 生 产 ， 又 可 单 件 、 小 批 量 生 产 。缺 点 ： 工 序 繁 杂 ， 生 产 周 期 长 ， 原 辅 材 料 费 用 比 砂 型 铸 造 高 ， 生 产 成 本 较 高 ， 铸 件 不 宜 太 大 、 太 长 ， 一 般 限 于 25kg以 下 。 定 义 ： 离 心 铸 造 是 指 将 熔 融 金 属 浇 入 旋 转 的 铸型 中 ， 使 液 体 金 属 在 离 心 力 作 用 下 充 填 铸 型 并凝 固 成 形 的 一 种 铸 造 方 法 。特 点 ：（ 1） 液 体 金 属 能 在 铸 型 中 形 成 中 空 的 自 由 表 面 ，不 用 型 芯 即 可 铸 出 中 空 铸 件 ， 简 化 了 套 筒 、 管类 铸 件 的 生 产 过 程 。（ 2） 由 于 旋 转 时 液 体 金 属 所 产 生 的 离 心 力 作 用 ，离 心 铸 造 可 提 高 金 属 充 填 铸 型 的 能 力 ， 因 此 一些 流 动 性 较 差 的 合 金 和 薄 壁 铸 件 都 可 用 离 心 铸造 法 生 产 。4、 离 心 铸 造 （ 3） 由 于 离 心 力的 作 用 ， 改 善 了补 缩 条 件 ， 气 体和 非 金 属 夹 杂 物也 易 于 自 金 属 液中 排 出 ， 产 生 缩孔 、 缩 松 、 气 孔和 夹 杂 等 缺 陷 的几 率 较 小 。（ 4） 无 浇 注 系 统和 冒 口 ， 节 约 金属 。 为 了 获 得 健 全 的 合 格 铸 件 ， 减 小 铸 型 制 造的 工 作 量 ， 降 低 铸 件 成 本 ， 在 砂 型 铸 造 的 生 产准 备 过 程 中 ， 必 须 合 理 地 制 订 出 铸 造 工 艺 方 案 ，并 绘 制 出 铸 造 工 艺 图 。 铸 造 工 艺 设 计 包 括 ： 选择 分 型 面 ， 确 定 浇 注 位 置 、 主 要 工 艺 参 数 、 型芯 和 芯 头 结 构 等 。 1、 什 么 是 模 样 （ 芯 盒 ） 定 义 ： 用 木 材 、 金 属 或 其 它 材 料 制 成 的 ， 用 来 形 成 铸 型型 腔 的 工 艺 装 备 称 为 模 样 （ 芯 盒 ） 。 2、 模 样 （ 芯 盒 ） 在 铸 造 生 产 中 的 应 用（ 一 ） 概 述（ 二 ） 模 样 材 料 及 其 优 缺 点 和 适 用 范 围1、 按 模 样 制 作 材 料 的 不 同 可 分 为 ：（ 1） 木 模 ； （ 2） 金 属 模 ； （ 3） 塑 料 模 ； （ 4） 蜡 模 等 .2、 各 类 模 样 的 优 缺 点 及 适 用 范 围（ 三 ） 模 样 种 类 和 确 定 模 样 类 型 的 原 则1、 按 模 样 结 构 形 式 和 造 型 方 法 的 不 同 可 分 为 三 大 类 、 十 二 种 形 式 。2、 确 定 模 样 类 型 的 原 则 ： 整 体 模1） 实 型 类 二 片 分 模 三 片 分 模 活 块 模 车 板 模 2） 经 济 结 构 类 刮 板 模 部 分 模 骨 架 模 3) 大 量 生 产 类 挑 担 模 型 板 模 漏 模 劈 模 （ 四 ） 铸 造 工 艺 设 计 及 铸 造 工 艺 图 的 绘 制 方 法 与 过 程 铸 造 工 艺 设 计 主 要 包 括 选 择 分 型 面 ,确 定 浇注 位 置 、 主 要 工 艺 参 数 、 型 芯 和 芯 头 结 构 等 。 在 铸 造 工 艺 方 案 初 步 确 定 之 后 ， 还 必 须 选 定铸 件 的 机 械 加 工 余 量 、 起 模 斜 度 、 收 缩 率 、 型 芯头 尺 寸 等 具 体 参 数 。工 艺 设 计 步 骤 :1. 分 型 分 模 面 、 浇 注 位 置 2. 铸 件 线 收 缩 率 3. 机 械 加 工 余 量 4. 起 模 斜 度 5. 铸 造 圆 角 6. 型 芯 、 型 芯 头 （ 座 ） 技 术 要 求1. 铸 件 组 织 结 构 要 致 密 ， 不 得 有 砂 眼 、 气 孔 等 铸 造 缺 陷 ，2. 未 注 明 的 铸 造 圆 角 为 R3 5。上下+ 4+ 6 + 5+ 4+ 6 + 3型 芯 通 气 孔下 型 芯 头上 型 芯 头# # # # # # # # 1 . 铸 件 线 收 缩 率 1% ， 2 . 起 模 斜 度 1 15 。 轴 套 零 件 的 铸 造 工 艺 设 计 步 骤 与 过 程1、 分 型 分 模 面 、 浇 注 位 置2、 铸 件 线 收 缩 率3、 机 械 加 工 余 量 4、 起 模 斜 度5、 铸 造 圆 角6、 型 芯 、 型 芯 头 （ 座 ） 下 型 芯 头 斜 度 5 10下 型 芯 头 间 隙 0.51.5mm 集 砂 槽 上 型 芯 头 斜 度 6 15上 型 芯 头 间 隙 0.52mm 间 隙 2mm 选 择 浇 注 位 置定 义 ： 浇 注 位 置 是 指 浇注 时 铸 件 在 型 内 所 处 的空 间 位 置 。 浇 注 位 置 的选 择 原 则 如 下 ：（ 1） 铸 件 的 重 要 加 工面 应 朝 下 或 位 于 侧 面 。 图 1 车 床 床 身 的 浇 注 位 置 上下# # # # # # # 中中图 示 为 车 床 床 身 铸 件 的 浇 注 位 置 方 案 。 由 于 床 身 导 轨 面 是 重要 表 面 ， 此 表 面 不 允 许 有 任 何 铸 造 缺 陷 ， 而 且 要 求 组 织 致 密 ， 因 此 应 将 导 轨 面 朝 下 浇 注 。 目 的 是 为 了 保 证铸 件 质 量 ， 防 止 产 生铸 造 缺 陷 。 上 下 中 中 # # # # # # # # # # # # # # # # 图 2 起 重 机 卷 扬 筒 图 为 起 重 机 卷扬 筒 的 浇 注 位 置 方 案 。采 用 立 式 浇 注 ， 由 于全 部 圆 周 表 面 均 处 于侧 立 位 置 ， 其 质 量 均匀 一 致 、 较 易 获 得 合格 铸 件 。 （ 2） 铸 件 的 薄 壁 部 分 在 浇 注 时 应 置 于 铸 型 下部 ， 使 其 处 于 垂 直 或 倾 斜 位 置 ， 可 以 有 效 防止 铸 件 浇 不 到 或 产 生 冷 隔 等 缺 陷 。 下 图 为 油盘 铸 件 的 合 理 浇 注 位 置 。图 3 薄 壁 件 的 浇 注 位 置 上下 （ 3） 设 置 冒 口 ， 使 之 实 现 自 下 而 上 的 定 向 凝 固 。 如 前述 之 铸 钢 卷 扬 筒 ， 浇 注 时 厚 端 放 在 上 部 是 合 理 的 ； 反 之 ，若 厚 端 在 下 部 ， 则 难 以 补 缩 。收 缩 方 向 收 缩 方 向收 缩 方 向 缩 孔 缩 孔缩 孔 图 4 合 理 的 设 置 冒 口 外 浇 口直 浇 道冒 口 6.3 6.33.2 1.6170100120100 10浇 注 位 置 的 绘 制 ： 铸 造 工 艺 方 案 确 定 之 后 ， 在 绘 制 铸 造 工 艺 图 时 ，必 须 使 用 红 蓝 两 色 笔 来 区 分 不 同 工 艺 设 计 内 容 。 浇 注 位 置 用 红 色 箭 头 画出 ， 并 标 注 上 和 下 。 轴 套 设 计 工 培 中 心 件 数 比 例 重 量材 料 HT150 1 1: 3 3kg。 其 余 ： 技 术 要 求1. 铸 件 组 织 结 构 要 致 密 ， 不 得 有 砂 眼 、 气 孔 等 缺 陷 ，2. 未 注 明 的 铸 造 圆 角 为 R3 5 。 下 上 定 义 ： 分 型 面 是 指 铸 型 组 元 间 的 接 合 面 。 铸 型 分 型 面 的 选 择 恰 当 与 否 会 影 响 铸 件 质 量 ， 使 制模 、 造 型 、 造 芯 、 合 箱 或 清 理 等 工 序 复 杂 化 ， 甚 至 还可 增 大 切 削 加 工 的 工 作 量 。 分 型 面 选 择 原 则 ：（ 1） 便 于 起 模 ， 使 造 型 工 艺 简 化 图 为 一 起 重 臂 铸 件 ， 按 图 中所 示 的 分 型 面 为 一 平 面 ， 故可 采 用 较 简 便 的 分 模 造 型 ；如 果 选 用 弯 曲 分 型 面 ， 则 需采 用 挖 砂 或 假 箱 造 型 ， 而 在大 量 生 产 中 则 使 机 器 造 型 的模 底 板 的 制 造 费 用 增 加 。上下图 5 正 确 选 择 的 分 型 面 位 置 （ 2） 应 尽 量 减 少 分 型 面 的 数 目 ， 且 分 型 面 为 平 直 面 。 100 26 300 60零 件 图 模 样 结 构 图 两 种 分 型 方 法 和 浇 注 位 置 选 择 的 比 较图 a ) 为 三 箱 造 型 ， 浇 注 位 置 为 阶 梯 式 。 分 型 面 为 上 、 中 、 下 三 个 部 分 ， 造 型 比 较 复 杂 。图 b ) 为 两 箱 造 型 ， 浇 注 位 置 为 阶 梯 式 。 分 型 面 为 上 、 下 两 个 部 分 的 结 构 形 式 ， 造 型 比 较 。上 分 型 面分 型 面分 模 面下中中 分 型 面 上下a 图 工 艺 方 法 有 两 个 分 型 面 ， 一 个 分 模 面 ， 而 分 型 面 与 分 模 面 是 不 重 合 的 。 b 图 工 艺 方 法 为 一 个 分 型 面 ， 而 分 型 面 与 分 模 面 重 合 。 0.86.312.5 6.3 6.3 6.3上下 b ) （ 4） 应 使 铸 件 全 部 或 大 部 分 置 于 同 一 砂 型 内上下 0.8 6.3 12.56.36.36.3 a ) 车 床 床 身 铸 件 的 两 种 分 型 方 法 比 较 机 床 支 架 两 种 分 型 方 案 的 选 择1# 1# 1#1# 1# 1# 1# 1# 1# 2# 2#2# 2#2# 2#1# 1#上下方 案 上下方 案 两 种 分 型 方 案 都 可 以 进 行 铸 造 生 产 ， 但 是 方 案 比 方案 更 合 理 ， 可 以 降 低 上 箱 高 度 ,使 型 芯 位 于 下 箱 ， 从而 起 模 、 翻 箱 操 作 都 比 较 方 便 ， 同 时 便 于 安 放 型 芯 和检 查 铸 件 壁 厚 。 且 铸 件 大 部 分 位 于 下 砂 型 内 。 请 同 学 们 注 意 ！ 选 择 分 型 面 的 上 述 诸 原 则 ， 对 于 某 个 具 体 的 铸件 来 说 难 以 全 面 满 足 ， 有 时 甚 至 互 相 矛 盾 。 因 此 ，必 须 抓 住 主 要 矛 盾 、 全 面 考 虑 ， 至 于 次 要 矛 盾 ，则 应 从 工 艺 措 施 上 设 法 解 决 。 在 铸 造 工 艺 设 计 过 程 中 , 使 用 红 蓝 两 色 笔 是用 来 区 分 不 同 工 艺 设 计 内 容 的 。 同 学 们 在 进 行 铸造 工 艺 设 计 时 ,必 须 按 示 范 要 求 进 行 绘 制 铸 造 工艺 图 。 收 缩 率 铸 件 冷 却 后 的 尺 寸 比 型 腔 尺 寸 略 为 缩 小 ，为 保 证 铸 件 的 应 有 尺 寸 ， 模 样 尺 寸 必 须 比 铸 件 放 大 一个 该 合 金 的 收 缩 率 。 铸 造 收 缩 率 K表 达 式 为 ： 式 中 模 样 或 芯 盒 工 作 面 的 尺 寸 ， 单 位 为mm ， 铸 件 的 尺 寸 ， 单 位 为 mm。L模 K =L模 L件 L件 100% 灰 铸 铁 件 0.71.0 铸 钢 件1.5 2.0 铸 铜 件 1.25 1.5 铸 铝 件1.0 1.4 表 1 铸 件 线 收 缩 率 （ %）如 上 表 所 示 : 铸 件 线 收 缩 率 有 自 由 收 缩 和 受 阻 收缩 区 分 。 上 限 为 自 由 收 缩 ， 是 指 铸 件 在 型 腔 中 处于 自 由 收 缩 状 态 。 下 限 为 受 阻 收 缩 ， 是 指 铸 件 在型 腔 中 受 到 砂 芯 、 肋 条 等 形 状 阻 碍 此 收 缩 。 对 于一 件 铸 件 而 言 ， 往 往 是 自 由 收 缩 和 受 阻 收 缩 同 时存 在 着 。 因 此 ， 施 放 铸 件 线 收 缩 率 时 要 根 据 铸 件的 形 状 不 同 分 别 施 放 铸 件 引 收 缩 率 。 合 金 的 收 缩 及 影 响 因 素 1) 收 缩 铸 件 在 凝 固 和 冷 却 过 程 中 ， 其 体 积 和 尺 寸 减 小 的 现 象 称 为 收 缩 。 收 缩 是 铸 件 中 许 多 缺 陷 (如 缩 孔 、 缩 松 、 裂 纹 、 变 形 和 残 余 应力 等 )产 生 的 基 本 原 因 。 为 了 获 得 形 状 和 尺 寸 既 符 合 技 术 要 求 ，又 是 组 织 致 密 的 健 全 铸 件 ， 必 须 对 收 缩 加 以 控 制 。 合 金 的 收 缩 量 通 常 用 体 收 缩 率 或 线 收 缩 率 来 表 示 。 金 属 从 浇 注 温 度 冷 却 到 室 温 要 经 历 三 个 互 相 联 系 的 收 缩 阶 段 ： （ 1） 液 态 收 缩 是 金 属 在 液 体 状 态 时 的 收 缩 。 其 原 因 是 由 于 气体 排 出 ； 空 穴 减 少 ,原 子 间 间 距 减 小 所 致 。 （ 2） 凝 固 收 缩 是 金 属 在 凝 固 过 程 时 的 收 缩 。 其 原 因 是 由 于空 穴 减 少 ， 原 子 间 间 距 减 小 所 致 。 液 态 收 缩 和 凝 固 收 缩 在 外 部 表 现 皆 为 体 积 减 小 ， 一 般 表现 为 液 面 降 低 ， 因 此 称 为 体 积 收 缩 。 是 缩 孔 或 缩 松 形 成 的 基本 原 因 。 （ 3） 固 态 收 缩 是 金 属 在 固 态 过 程 中 的 收 缩 。 其 原 因 在 于 空穴 减 少 ； 原 子 间 间 距 减 小 所 致 。 固 态 收 缩 还 引 起 铸 件 外 部 尺 寸 的 变 化 故 称 尺 寸 收 缩 或 线收 缩 。 线 收 缩 对 铸 件 形 状 和 尺 寸 精 度 影 响 很 大 ， 是 铸 造 应 力 、变 形 和 裂 纹 等 缺 陷 产 生 的 基 本 原 因 。 不 同 的 合 金 其 收 缩 率 不 同 。 在 常 用 的 合 金 中 ， 铸 钢 的 收缩 率 最 大 ， 灰 口 铸 铁 的 收 缩 率 最 小 。 因 为 灰 口 铸 铁 中 大 部 分碳 是 以 石 墨 状 态 存 在 的 ， 由 于 石 墨 的 比 容 大 ， 在 结 晶 过 程 中 ，石 墨 析 出 所 产 生 的 体 积 膨 胀 ， 抵 销 了 合 金 的 部 分 收 缩 （ 一 般每 析 出 1%的 石 墨 ， 铸 铁 体 积 约 增 加 2%） 。 （ 1） 化 学 成 分 的 影 响 。 铸 钢 ： 随 着 碳 的 质 量 分数 增 加 ， 收 缩 率 增 大 ； 灰 口 铸 铁 ： 随 着 碳 和 硅的 质 量 分 数 增 加 ， 石 墨 增 加 ， 收 缩 率 下 降 。 （ 2） 浇 注 温 度 的 影 响 。 浇 注 温 度 升 高 ， 收 缩 率增 大 。 （ 3） 铸 件 结 构 和 铸 型 条 件 的 影 响 。 当 铸 件 收 缩时 未 受 到 型 砂 或 型 芯 阻 碍 ， 则 易 实 现 自 由 收 缩 ，收 缩 率 较 大 。2） 影 响 收 缩 的 因 素 合 金 液 态 收 缩 和 凝 固 收 缩 愈 大 (如 铸 钢 、 白 口 铸 铁 、 铝青 铜 等 ),收 缩 的 容 积 就 愈 大 ， 愈 易 形 成 缩 孔 。 合 金 浇 注 温 度愈 高 ， 液 态 收 缩 也 愈 大 (通 常 每 提 高 100 ， 体 积 收 缩 增 加1.6%左 右 )， 愈 易 产 生 缩 孔 。 结 晶 间 隔 大 的 合 金 ， 易 于 产 生缩 松 ； 纯 金 属 或 共 晶 成 分 的 合 金 ， 易 于 形 成 集 中 的 缩 孔 。3) 缩 孔