一、實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)及應(yīng)用
1．鑄造定義
是指熔煉金屬、制造鑄型、并將熔融金屬澆注入鑄型內(nèi)、凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法。
鑄造實(shí)質(zhì)：是利用熔融金屬的流動(dòng)性能實(shí)現(xiàn)成形。
鑄件：用鑄造方法得到的金屬零件。
鑄型：形成鑄件形狀的工藝裝置。

2．鑄造的特點(diǎn)
1）成形方便、適應(yīng)性強(qiáng)
? 尺寸、形狀不受限制
長(zhǎng)度從幾mm-20m；厚度從0.5-500mm；重量從幾克-幾百噸；
? 材料的種類和零件形狀不受限制。
2）生產(chǎn)成本較低（與鍛造比）
? 設(shè)備費(fèi)用低；
? 減少加工余量，節(jié)省材料；
? 原材料來源廣泛。

3）組織性能較差
? 晶粒粗大、不均勻；
? 力學(xué)性能差；
? 工序繁多、易產(chǎn)生鑄造缺陷。

4）工作條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大。

3、鑄造的應(yīng)用
1）形狀復(fù)雜、特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件：箱體、缸體和殼體；
2）尺寸大、質(zhì)量大的零件，如床身、重型機(jī)械零件；
3）力學(xué)性能要求不高，或主要承受壓應(yīng)力作用的零件，如底座、支架；
4）特殊性能要求的零件，如球磨機(jī)的磨球、拖拉機(jī)的鏈軌。

4、鑄造成形的基本工序

二、金屬的鑄造性能
——是指金屬材料鑄造成形的難易程度。
評(píng)價(jià)指標(biāo)：流動(dòng)性和收縮性。
（一）流動(dòng)性
——是指熔融金屬有流動(dòng)能力
1、表示方法
螺旋試樣長(zhǎng)度L，如L鑄鋼=20mm，L鑄鐵=1800mm，鑄鐵的流動(dòng)性比鑄鋼好。

2、影響流動(dòng)性的因素
1）化學(xué)成分：共晶合金*好，純金屬差；
2）澆注溫度：T澆愈高，保溫時(shí)間愈長(zhǎng)，流動(dòng)性愈好，但收縮性大和澆毀鑄型。
經(jīng)驗(yàn)：“高溫出爐，低溫澆注”。
3）鑄型類別
影響鑄型蓄熱能力和透氣性；
如、干砂型 > 濕砂型 > 金屬型。
4）鑄型結(jié)構(gòu)
簡(jiǎn)單、壁厚的鑄型 > 復(fù)雜、壁薄的鑄型。

3、流動(dòng)性對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
流動(dòng)性好：鑄件形狀完整、輪廓清晰；
利于氣體和夾雜物上浮排出和補(bǔ)償；
流動(dòng)性不好：產(chǎn)生澆不到和冷隔、氣孔和夾雜等
          缺陷。
 
4、防止流動(dòng)性不好缺陷方法
  調(diào)整化學(xué)成分、提高澆注溫度和改善鑄型條件。

（二）收縮性
——指澆注后熔融金屬逐漸冷卻至室溫時(shí)總伴隨著體積和尺寸縮小的特性。
1、表示方法：體收縮率（液體）和線收縮率（固體）
2、影響收縮率的因素
1）化學(xué)成分
 鑄鋼 灰口鑄鐵
體收縮率（%）
線收縮率（%） 10-14
2.18 5-8
1.08

2）澆注溫度愈高，收縮率愈大，體收縮率（1.6%/100℃）。

3）鑄型強(qiáng)度愈高，鑄件結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，對(duì)收縮量的影響愈大。

3、收縮性對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
收縮率愈小愈好，即尺寸愈精確、組織愈致密，否則易產(chǎn)生鑄造缺陷：縮孔和縮松：鑄造應(yīng)力、變形和裂紋。

三、鑄造方法
1、砂型鑄造
         -----手工造型和機(jī)器造型
1）手工造型特點(diǎn)
比較靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，但生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鑄件的質(zhì)量較差。

2）手工造型應(yīng)用
小批量、新產(chǎn)品試制、工藝裝備的制作、機(jī)器的修理和重型復(fù)雜鑄件。

3）機(jī)器造型過程

4）機(jī)器造型特點(diǎn)和應(yīng)用
生產(chǎn)率高、鑄件質(zhì)量好、不受工人技術(shù)水平或情緒影響、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、工作條件好，但成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，適合大批量生產(chǎn)。

2、特種鑄造
方法：熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型、磁型鑄造；

1）熔模鑄造
（1）定義
是指用易熔材料（如蠟）制成模樣，在模樣上包覆若干層耐火涂料，制成型殼，熔出模樣后經(jīng)高溫熔澆即可澆注的方法。

（2）過程：兩次造型、兩次澆注。
 
母模→壓型→熔蠟→鑄造單個(gè)蠟樣→組合蠟樣→結(jié)殼（多次浸涂料、撒砂、干硬）→加熱脫蠟制成殼型→填砂造型、焙澆→澆注→落砂、清理→鑄件
（3）特點(diǎn)
? 精度高
可達(dá)半精加工的精度（IT11-IT14，Ra12.5-3.2），因模樣加工精確、逐個(gè)修理、無起模和合型。
? 適應(yīng)性強(qiáng)
各種金屬材料鑄造，特別是鑄鋼和耐熱合金；不需起模、結(jié)構(gòu)形狀不限；
? 生產(chǎn)率低
工序繁多、周期長(zhǎng)。

（4）應(yīng)用
各種批量、主要用于高熔點(diǎn)金屬材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的小零件。

2）金屬型鑄造
（1）定義
指用重力澆注，將熔融金屬澆入金屬鑄型獲得鑄件的方法。

（2）過程（以垂直分型為例）
金屬鑄型組成：底座、定型、動(dòng)型、型芯、定位銷。
 
噴刷涂料→定位→鎖緊→澆注→分型→取鑄件

（3）特點(diǎn)
? 生產(chǎn)率高
一型多鑄、凝固快、即取、連續(xù)生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；
? 精度較高
可達(dá)粗加工后的精度，IT12-IT16，Ra25-12.5；
? 組織性能好
快冷、過冷度大、組織細(xì)密，性能比砂型鑄件提高10%-20%；
? 節(jié)省材料
? 但易產(chǎn)生鑄造缺陷
金屬流動(dòng)性差→澆不足、冷隔；
收縮應(yīng)力大→裂紋；
透氣性差→氣孔；
冷卻快→白口鑄鐵。

（4）應(yīng)用
大批量、中小型、簡(jiǎn)單零件；多用于有色金屬，很少用于黑色金屬。

3）壓力鑄造
  （1）定義
指熔融金屬在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。

（2）過程
壓鑄型：定型、動(dòng)型（活塞、壓室）及金屬芯組成。
 
合型→澆注→壓射→開型→頂出鑄件
（3）特點(diǎn)
? 生產(chǎn)率高
自動(dòng)化生產(chǎn)，充型快，50-150次/小時(shí)，*高500次/小時(shí)，其它同金屬型；
? 精度高
可達(dá)半精加工后的精度，IT11-IT13，Ra6.3-1.6，不經(jīng)加工可用；
? 組織性能高
過冷度大且在壓力下結(jié)晶、組織更細(xì)密，性能比砂型提高25%-30%，也比金屬型性能好；
? 但因排氣性差，存在許多皮下小氣孔，受熱后鑄件表面突起或變形；
? 壓鑄機(jī)貴重、投資大。
（4）應(yīng)用
大批量；汽車、電子儀表等部門，一些均勻薄壁、形狀復(fù)雜的零件，如氣缸、化油器等；多用于有色金屬。
4）離心鑄造
（1）定義
是指將熔融金屬澆注繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型，在離心力的作用下凝固，成形的鑄件線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄造方法。
分為：立式（用于園環(huán)件）和臥式（用于管材），鑄型可金可砂。

（2）過程
 
鑄型旋轉(zhuǎn)→澆注→定向凝固→分型、取件

（3）特點(diǎn)
? 組織性能好
定向凝固的組織致密、性能優(yōu)良；不易產(chǎn)生縮孔、氣孔、夾雜等缺陷；
? 成本低
設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；不需造芯和開設(shè)澆、冒口，省工少料；
? 鑄件內(nèi)孔尺寸不準(zhǔn)確、表面也比較粗糙。

（4）應(yīng)用
主要應(yīng)用于大批量各種圓筒狀鑄件的生產(chǎn)，特別是內(nèi)表面質(zhì)量要求不高的鑄件，但需增大加工余量來保證表面質(zhì)量，例、鑄鐵管、滑動(dòng)軸承。

四、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性
定義：是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，鑄造成形的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即鑄造成形的難易程度。
良好的鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)金屬的鑄造性能和鑄造工藝性。
1、適應(yīng)鑄造性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
----鑄件壁的設(shè)計(jì)要求
1）合理壁厚
在滿足鑄件*小允許壁厚的前提下，盡量可能薄一點(diǎn)，即能保證熔融金屬具有良好的流動(dòng)性，又能避免產(chǎn)生因收縮量過大而引起的鑄造缺陷（如縮孔）。
 
2）均勻壁厚
----是指各部分的壁厚冷卻速度均勻。
內(nèi)壁隔墻薄、四周壁應(yīng)厚。
目的：減小應(yīng)力、變形和開裂；防止熱節(jié)產(chǎn)生縮孔。
 
3）過渡連接
? 結(jié)構(gòu)圓角
避免熱節(jié)形成；改善應(yīng)力分布；避免砂型損壞和產(chǎn)生砂眼。
 
 
? 均勻交接
鑄件上不同方向的壁或肋交接時(shí)，應(yīng)避免造成金屬聚集（熱節(jié)），而產(chǎn)生縮孔。
 
? 采用圓角、斜面、圓錐逐步過渡
目的：防止應(yīng)力集中而開裂。
 

4）大平面傾斜
目的：利用填充和排氣排查。
 

5）減小變形
（同熱處理）對(duì)稱結(jié)構(gòu)、增設(shè)加強(qiáng)肋。
  
6）自由收縮
目的：有利減小因收縮應(yīng)力而引起的應(yīng)力開裂和變形。
 
2、適應(yīng)鑄造工藝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
----鑄件形狀設(shè)計(jì)要求
1）簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)
----輪廓平直、分形面簡(jiǎn)單和*少。
? 直線代曲面、模樣成本低、便于分起模；
? 結(jié)構(gòu)緊湊、減少造型材料的消耗、砂箱尺寸和生產(chǎn)面積。
 
2）減少型芯
芯多成本高、不便排氣和清理。
? 開式結(jié)構(gòu)代替閉式結(jié)構(gòu)；
 
? 凹抗擴(kuò)展為凹槽；（節(jié)省外芯）
 
? 凸緣外伸代內(nèi)伸；（砂垛代芯）

3）便于芯的固定
目的：省芯撐、排氣通暢、清砂方便。

4）避免使用活塊

5）肋不影響起模
若肋條的布置與起模方向不平行也不垂直，會(huì)影響起模、填砂和緊砂。

6）結(jié)構(gòu)斜度
鑄件上凡是平行起模方向的非加工表面，都應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度；立壁愈低，結(jié)構(gòu)斜度愈大?？刹楸淼茫和古_(tái)為30-40度。
目的：起模方便、便于砂垛代芯、美觀。

7）便于搬運(yùn)：增設(shè)吊裝孔或環(huán)。