考点4 铸造技术及应用《金属加工与实训》四川省（对口招生）智能制造类 知识点讲解

四川省智能制造类对口高考复习讲义 《金加工与实训》 考点4 铸造技术及应用 ■考纲要求 1.了解金属材料铸造的分类、工艺特点及应用范围。 2.了解砂型铸造的特点及工艺过程。 ■知识网络 一、知识树 图3-4-1 铸造技术知识树 图3-4-2 砂型铸造知识树 二、重点知识梳理 （一）锻造技术及应用相关术语 常用锻造技术及应用相关概念及术语见表3-4-1所示。 表3-4-1 常用铸造技术相关概念及术语汇总表 序号 名称 概念 1 铸造 指熔炼金属，制造铸型，并将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状和性能的毛坯或零件的成形方法。 2 砂型铸造 指在砂型中生产铸件的铸造方法。该方法是一种古老而又需要继续发展的基本铸造方法。 3 特种铸造 指与砂型铸造不同的其他铸造方法。 4 造型 用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程。 5 制芯 制造型芯的过程。 6 熔炼 将金属材料或原材料熔化成熔融金属的过程。 7 模样 是与铸件外形大致相同的模型，是用于制造铸型的工艺装备。分为永久模样和消耗性模样。 8 芯盒 是用于制造铸件内部结构的装备，是用于制造型芯的工艺装备。 9 造型材料 制造铸型的材料。主要包括型砂和芯砂。 10 型砂 制造铸型的材料。 11 芯砂 制造型芯的材料。一般芯砂比型砂要求要更高一点，也可是同一种材料。 12 造型工具 铸造铸型用的工具。 13 铸型 铸造时用以浇入熔化的金属以形成一定形状铸件的型腔。铸型通常按造型方法、材料进行分类。砂型、金属铸造和离心式铸型等。 14 砂型 是铸造生产过程中用原砂、黏结剂及其他辅料做成的型腔。 15 浇注系统 在铸型型腔中开设的一系列通道。由浇口杯，直浇道，横浇道和内浇道组成。 16 合型 将铸型的各个组元组合成一个完整铸型的操作过程。 17 浇注 将熔融金属从浇包注入铸型的操作过程。 18 落砂 用手工或机械使铸件和型砂（芯砂）、砂箱分开的操作过程。 19 清理 落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂及多余金属等的过程。 20 检验 铸件清理后进行质量检验的过程。 21 金属型铸造 是指在重力作用下将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。 22 压力铸造 是将熔融金属在高压下高速填充金属型腔，并在压力下使其凝固的铸造方法。 23 离心铸造 是将液态金属浇入绕垂直轴或水平轴高速旋转的铸型中，在离心力作用下凝固成铸件的铸造方法。 24 熔模铸造 用易熔材料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料制成型壳，熔出模样后经高温焙烧即可浇注的铸造方法。 25 悬浮铸造 是指在浇注金属液时，将一定量的金属粉末添加到金属液中，使其与金属液混合在一起流入铸型的铸造方法。 26 半固态铸造 是指将既非全液态，又非全固态的固态-液态金属混合浆料，经压铸机压铸形成铸件的铸造方法。 27 低压铸造 是在盛有液态金属的密封坩埚中，将金属液在气体压力的作用下使金属液填充铸型和控制凝固的铸造方法。 28 真空密封铸造 是利用真空使铸件凝固，然后失去真空使型砂溃散取出铸件的铸造方法。又称真空铸造、减压铸造、负压铸造。 （二）锻造技术基础 1.锻造基础知识 （1）锻造的概念及特征 铸造是熔炼金属，制造铸型，并将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状和性能的毛坯或零件的成形方法。 铸件特征表面比较粗糙，尺寸精度不高，一般作为毛坯，需经切削加工方能制成零件。 （2）铸造方法的分类 铸造主要分为砂型铸造和特种铸造两类。 ①砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。该方法是一种古老而又需要继续发展的基本铸造方法，具有成本低、灵活性大、应用范围广的特点，而且操作技术也比较成熟。砂型铸造主要分为湿砂型铸造、干砂型铸造、表面烘干砂型铸造和树脂自硬砂型铸造等。 ②特种铸造是指与砂型铸造不同的其他铸造方法。特种铸造主要分为金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造和挤压铸造等。 （3）铸造的特点及应用 ①应用范围广。可制造形状复杂的铸件，且不受工件尺寸、质量和生产批量的限制，生产中常用的金属材料，如铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等。 ②具有较好的经济性。铸件形状和尺寸接近于成品零件，能够节省金属材料和切削工时；金属材料来源广泛，可利用废旧机件、废料等进行回炉熔炼。 ③铸件力学性能较低。由于铸造成形工序较多，部分工艺过程难以控制，铸件内部偏析、缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷较多，铸件的铸态组织晶粒较粗，因此，铸件质量不够稳定，废品率较高。 ④铸件常用于制造承受静载荷及压应力的结构件，如箱体、床身、支架、缸体等。 （三）砂型铸造 砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。其生产过程主要由配砂、造型、制芯、合箱、熔炼、浇注、清理和检验等。 1.造型材料、造型工具及砂型组成 （1）造型材料 制造铸型用的材料称为造型材料，主要包括型砂和芯砂。型砂和芯砂的组成主要由原砂、黏结剂、附加物（木屑或煤粉等）、旧砂、水等组成。为获得合格的铸件造型材料应具备一定的强度、可塑性、耐火性、透气性、退让性和溃散性等性能。在造型过程中，造型材料的优劣对于铸件的质量起着决定性的作用。 （2）造型工具 制造铸型用的工具称为造型工具。常用工具有砂箱、底板、春砂锤、通气针、皮老虎、起模针、镘刀、秋叶、提钩及半圆等。 （3）砂型组成 型腔是指从砂型中取出模样后形成的空腔。 分型面是指上砂型与下砂型的分界面。 芯头是型芯上的延伸部分，用于安放和固定型芯。 2.造型方法 造型是用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程。 铸件的形状与尺寸主要取决于造型和制芯，铸件材料的化学成分则取决于熔炼。造型方法通常分为手工造型和机器造型两大类。 （1）手工造型 全部用手或手动工具完成的造型工序称为手工造型。 手工造型的特点是操作灵活，适应性强，模型制作成本低，生产准备时间短。但造型效率低，劳动强度大，劳动环境差，主要用于单件小批量生产。 造型时如何将木模顺利地从砂型中取出，而又不损坏型腔的形状是很关键的操作过程，因此，围绕如何起模，就形成了各种不同的造型方法。 ①整体模造型。模型是一个整体，模型整体放在一个砂箱内，铸件在一个砂箱中，以模型一端的最大表面作为铸型的分型面，分型面为平面。整体模造型操作简便，不会产生错箱，适用于形状简单、横截面依次减小、最大截面在端部的铸件。 ②分开模造型。模型分为两半，造型时模型分别在上砂箱和下砂箱内进行造型的方法，称为分开模造型。分开模造型主要用于最大断面在模型中部，难以进行整体模造型的铸件。分开模造型操作简便，应用广泛，适用于生产形状较复杂的铸件以及带孔的铸件，如套筒、阀体、管子、箱。 ③挖砂造型。模型虽是整体的，但铸件的分型面为曲面，为了能起出模型，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂的造型方法，称为挖砂造型。挖砂造型适用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件，生产率低，对操作人员的技术要求较高。 ④假箱造型。利用预先制备好的半个铸型简化造型操作的方法称为假箱造型。与挖砂造型相比，假箱造型具有操作简便，不需要挖砂，且分型面整齐的特点。假箱造型适应于批量生产分型面不是平面的铸件。 ⑤活块造型。有些铸件上有一些小的凸台、筋条等，造型时妨碍起模，这时可将模样的凸出部分做成活块，起模时先将主体模起出，然后再从侧面取出活块的造型方法，称为活块造型。活块造型适用于单件或小批量生产带有小凸台等不易起模的铸件。 ⑥三箱造型。当铸件的外形两端截面大而中间截面小时三箱造型，只用一个分型面取不出模型，此时需要从小截面处分开模型，采用两个分型面、三个砂箱进行造型，这种方法称为三箱造型。三箱造型操作比较烦琐，要求工人操作技术较高，适用于单件或小批量生产需要两个分型面的铸件。 ⑦刮板造型。不用模样而用与铸件截面形状相同的刮板代替实体模样的造型和制型方法。称为刮板造型。刮板造型的特点是可以显著的降低模型制作成本，缩短生产准备时间，但是生产效率低，要求工人操作技术水平较高，铸件精度低只适用于具有等截面的大中型回转体铸件的单件小批生产。如带轮。飞轮、齿轮、弯管等。 （2）机器造型 机器造型的实质是用机器代替或部分代替手工紧砂和起模。机器造型生产效率高，尺寸精度高，表面质量好，改善了劳动条件，适用于成批生产铸件。 常用机器造型的紧砂方法有振实、压实、振压、抛砂及射压等。常用机器造型起模方法有顶箱、漏模和翻转。 4.制芯 型芯的主要作用是用来获得铸件的内腔，但有时也可作为铸件难以起模部分的局部铸型。型芯可以采用手工制芯，也可以采用机器制芯。 手工制芯主要采用型芯盒制芯，单件、小批生产大、中型回转体型芯时，可采用刮板制芯。用芯盒制芯是最常用的方法，它可以造出形状较复杂的型芯。 浇注时，由于型芯受金属液的冲击、包围和烘烤，因此，与砂型相比，型芯必须具有较高的强度、耐火性、透气性、退让性和溃散性。一般通过合理地配制芯砂和正确的制芯工艺，保证型芯的性能要求。 5.浇注系统 为了顺利填充型腔和冒口在铸型中开设了一系列通道，称为浇注系统。浇注系统通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。按内浇道在铸件上的位置不同，浇注系统可设计成顶注式、中注式、底注式和阶梯式。如果浇注系统设计不合理，铸件容易产生冲砂、砂眼、夹渣、浇不到、气孔和缩孔等缺陷。 6.熔炼 金属熔炼质量的好坏对能否获得优质的铸件有着重要的影响。如果金属液的化学成分不合格，会降低铸件的力学性能和物理性能。常用的金属熔炼设备有冲天炉（适于熔炼铸铁）、电炉（适于熔炼铸钢）、坩埚炉（适于熔炼非铁金属）。 7.合型、浇注、落砂、清理和检验 （1）合型（合箱）。合型后要保证铸型型腔几何形状、尺寸的准确性和型芯的稳固性。型芯放好并经检验后，才能扣上上砂型。 （2）浇注。如果金属液的温度过低，液态金属的流动性变差，会导致铸件产生冷隔、浇不到和夹渣等缺陷；如果金属液的温度过高会导致铸件总收缩量增加、吸收气体过多，铸件容易产生气孔缩孔、裂纹及粘砂等缺陷。 （3）落砂。用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作过程。 （4）清理。清理的目的是去除铸件上的浇口、冒口、型芯、粘砂以及飞边毛刺等。 （5）检验。检验可通过肉眼观察找出铸件的表面缺陷；铸件的内部缺陷可通过耐压试验、超声波探伤等进行。 ■真题练习 一、单选题（下列选项中只有一个答案是正确的，每题2分，共20分） 1.在造型过程中( )的优劣对铸件质量起决定性作用。 A.造型方法 B.造型工具 C.造型材料 D.造型顺序 2.金属液从( )浇入，经直浇道、横浇道、内浇道流入型腔。 A.冒口 B.浇口杯 C.直浇道 D.铸型 3.非铁金属铸件的大批量生产，一般使用的铸造方法是( )。 A.砂型铸造 B.熔模铸造 C.金属型铸造 D.离心铸造 4.为了加强或支持型芯并有一定形状的金属构架属于( )。 A.通气孔 B.工具 C.芯骨 D.模样 5.一般来说，从砂型中取出模样后形成的空腔称为( )。 A.型腔 B.空腔 C.模样 D.芯盒 6.在铸造过程中，制造铸型用的材料称为( )。 A.造芯材料 B.造型材料 C.芯沙 D.型砂 7.大多数铸件成形后，还需要经过( )才能成为合格的零件。 A.锻造加工 B.切削加工 C.热喷涂 D.焊接加工 8.汽轮机叶片、刀具等通常用( )生产。 A.金属型铸造 B.砂型铸造 C.熔模铸造 D.离心铸造 9.主要用于生产空心旋转体的铸件的铸造方法是( )。 A.砂型铸造 B.熔模铸造 C.压力铸造 D.离心铸造 10.黏土砂型芯烘干温度为( )。 A.250-350℃ B.150-350℃ C.200-250℃ D.250-500℃ 二、多选题（下列选项中有两个以上答案是正确的，每题2分） 1.铸造是大多数零件或毛坯的成形加工方法，铸造主要分类( )。 A.砂型铸造 B.金属型铸造 C.特种铸造 D.压力铸造 2.下列选项中，机器造型特点正确的是( )。 A.生产效率高 B.尺寸精度高 C.表面质量好 D.适合单件生产 3.下列选项中，铸造特点正确的是( )。 A.应用范围广 B.经济性好 C.铸件力学性能低 D.生产效率低 4.常用金属材料熔炼设备，分为( )。 A.冲天炉 B.电炉 C.坩埚炉 D.油槽 5.常用机器造型起模方法有( )。 A.拔模 B.漏模 C.翻转 D.顶箱 6.按内浇道在铸件上的位置不同，浇注系统可以设计成( )。 A.顶注式 B.中注式 C.底注式 D.阶梯注式 7.下列选项中，对落砂后的铸件进行清理说法正确的是( )。 A.清除浇冒口 B.清除表面粘砂 C.清除型砂 D.清除飞边毛刺 8.砂型铸造中，浇注系统由( )组成。 A.浇口杯 B.直浇道 C.横浇道 D.内浇道 9.金属液的温度过高，铸件容易产生缺陷正确的是( )。 A.气孔 B.浇不到 C.裂纹 D.缩孔 10.下列选项中，属于特种铸造的是( )。 A.金属型铸造 B.压力铸造 C.离心铸造 D.熔模铸造 三、判断题（正确的填“A”，错误的填“B”，每题2分，共30分） 1.( )热加工是生产零件或毛坯的基本方法，在机械制造中占有重要地位。 2.( )大多数铸件成型后，还需要经过切削加工才能成为合格的零件。 3.( )最大截面在中部的铸件，通常采用三箱造型。 4.( )活块的总厚度不得大于模样主体部分的厚度，否则活块不易取出。 5.( )通过合理地配置芯砂和正确的制芯工艺，可以保证型芯的性能要求。 6.( )用芯盒制芯是最常用的方法，可以造出形状较复杂的型芯。 7.( )刮板造型生产率低，要求工人操作技术水平高，铸件精度高。 8.( )活块造型不适用于单件或小批量生产带有小凸台等不易起模的铸件。 9.( )分开模造型主要用于最大横截面积在模型中部，难以进行整体模造型的铸件。 10.( )由于起模方式的不同，造型方法就不同。 11.( )在铸造过程中，铸件的形状与尺寸主要取决于造型和制芯。 12.( )铸件常用于制造承受静载荷及压应力的结构件，如箱体、床身、支架及缸体等。 13.( )型芯放好并不经过检验就能扣上上砂型。 14.( )如果金属液的温度过低，液态金属的流动性变差，会导致铸件产生冷隔、夹渣等缺陷。 15.( )如果落砂时间过早，铸铁件还会形成白口组织，从而使切削加工困难。 四、填空题（将最适当的词语或答案填写在横线上，每题2分，共30分） 1. 是在较高温度（高于再结晶温度）下对金属材料进行加工的方法。 2.压力铸造是将熔融金属在 下高速填充金属型腔，并在压力下使其凝固的铸造方法。 3.用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程称为 。 4.常用机器造型的紧砂方法有振实、压实、振压、抛砂及射压，其中以 紧砂方法应用最广。 5.在造型过程中，制造型芯的过程称为 。 6.为了提高型芯的 和透气性，型芯需在专用的烘干炉内烘干。 7.通常为了顺利填充型腔和冒口，在铸型中开设一系列通道，称为 。 8.将熔融金属从浇包注入铸型的操作称为 。 9.金属型铸造是指在 下将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。 10.将铸型的各个组元组合成一个完整铸型的操作过程称为 。 11.检验铸件质量时，可以通过肉眼观察找出铸件的 缺陷。 12.金属熔炼质量对能否获得 的铸件有重要影响。 13.不用模样而用与铸件横截面积形状相同的刮板代替模样的造型和制芯的方法称为 。 14.全部用手或手动工具完成的造型工序称为 。 15.离心铸造是将液态金属浇入绕垂直轴或水平轴高速旋转的铸型中，在 的作用下凝固成铸件的铸造方法。 考点4 铸造技术及其应用 真题练习答案 一、单选题 1-5：CBCCA 6-10：BBCDA 二、多选题 1.AC 2.ABC 3.ABC 4.ABC 5.BCD 6.ABCD 7.ABCD 8.ABCD 9.ACD 10.ABCD 三、判断题 1-5：对对错对对 6-10：对错错对对 11-15：对对错对对 四、填空题 1.热加工 2.高压 3.高压 4.振压式 5.制芯 6.强度 7.浇注系统 8.浇注 9.重力作用 10.合型 11.表面 12.优质 13.刮板造型 14.手工造型 15.离心力 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $