铸件生产流程精讲

前言

第 1章　概述 ……………………………………………………… 1

第 2章　铸件设计和图样 ………………………………………… 5 

2.1　简介 ……………………………………………………………………… 5 

2.2　工艺参数 ………………………………………………………………… 5

 2.2.1　机械加工余量 .................... 5 

2.2.2　模样起模斜度 .................... 5 

2.2.3　消除砂芯的措施 ................... 7 

2.2.4　机械加工的参考点及“基准面”............. 7 

2.2.5　最大应力集中的区域 /壁厚 .............. 7 

2.2.6　铸件的尺寸公差 ................... 7

2.3　总结 ………………………………………………………………………10

第 3章　铸造工艺设计 …………………………………………… 11 

3.1　简介 ……………………………………………………………………… 11 

3.2　材料和处理 ……………………………………………………………… 11 

3.3　浇注系统 …………………………………………………………………12 

3.3.1　简介 ........................12 

3.3.2　浇注系统描述 ....................12 

3.3.3　浇注系统设计 ....................15 

3.3.4　总结 ........................15 

3.4　冒口和冷铁 ………………………………………………………………16 

3.5　模拟程序 …………………………………………………………………17 

3.6　模样 ………………………………………………………………………18

3.7　作业指导书 ………………………………………………………………18 

3.8　总结 ………………………………………………………………………18

第 4章　模样设计 ………………………………………………… 19 

4.1　定义 ………………………………………………………………………19 

4.2　线收缩率（模样收缩率）…………………………………………………21 

4.3　模样设计要求 ……………………………………………………………23 

4.3.1　铸件尺寸公差 ....................23 

4.3.2　铸件质量 ......................23 

4.3.3　模样寿命 ......................23 

4.3.4　模样成本 ......................24 

4.3.5　铸件成本 ......................24 

4.4　标准 ………………………………………………………………………25 

4.4.1　质量级别 ......................25 

4.4.2　尺寸公差级别 ....................25 

4.4.3　起模斜度 ......................26 

4.4.4　颜色 ........................27 

4.4.5　使用建议 ......................28 

4.5　模样概述和评价 …………………………………………………………28

第 5章　铸型和芯 ………………………………………………… 35 

5.1　简介 ………………………………………………………………………35 

5.2　造型方法 …………………………………………………………………38 

5.2.1　简介 ........................38 

5.2.2　手工造型 ......................40 

5.2.3　机器造型 ......................43 

5.2.4　壳型 ........................49 

5.2.5　熔模精密铸造（失蜡法）................ 51 

5.2.6　石膏型和陶瓷型 ...................54 

5.2.7　消失模造型 .....................56

5.2.8　真空造型 ......................60 

5.2.9　永久型（金属型）铸造 .................. 61 

5.2.10　3D打印型（芯）................... 65 

5.2.11　凝壳铸造 ...................... 66 

5.2.12　离心铸造 ...................... 68

5.2.13　连续铸造 ...................... 72 

5.2.14　压力铸造 ...................... 73 

5.2.15　挤压铸造 ...................... 77 

5.2.16　半固态金属挤压铸造 ................. 78 

5.2.17　单晶铸造 ...................... 78 

5.2.18　粉末冶金 ...................... 79 

5.3　铸型 ………………………………………………………………………81 

5.4　制芯 ………………………………………………………………………83 

5.4.1　简介 ........................83 

5.4.2　型芯类型 ......................84 

5.5　造型材料 …………………………………………………………………85 

5.5.1　造型用砂 ......................86 

5.5.2　陶瓷 ........................89 

5.5.3　石膏 ........................89 

5.5.4　金属 ........................89 

5.5.5　涂料 ........................90 5.6　

总结 ………………………………………………………………………92

第 6章　熔炼与浇注 ……………………………………………… 93 

6.1　熔炼 ………………………………………………………………………93 

6.1.1　简介 ........................93 

6.1.2　熔炼方法 ......................93 

6.1.3　浇注重量 ..................... 103

6.1.4　金属炉料 ..................... 105 

6.2　浇注 …………………………………………………………………… 108 

6.2.1　简介 ....................... 108 

6.2.2　冶金处理 ..................... 108 

6.2.3　浇注要求 ..................... 110

6.3　出炉温度与浇注温度 ………………………………………………… 115 

6.3.1　简介 ....................... 115

6.3.2　温度计算 ..................... 116 

6.3.3　总结 ....................... 118

第 7章　铸件落砂、铲磨与清理 ……………………………… 119 

7.1　落砂 …………………………………………………………………… 119 

7.2　铸件清理工作量 ……………………………………………………… 120

7.3　铸件清理 ……………………………………………………………… 121

7.3.1　抛丸 ....................... 121 

7.3.2　去除浇注系统和冒口 ................ 125 

7.3.3　去除飞边及其他缺陷 ................ 126 

7.4　建议 …………………………………………………………………… 128 

第 8章　铸件的热处理 ………………………………………… 131 

8.1　简介 …………………………………………………………………… 131 

8.2　热处理过程及材料的选择 …………………………………………… 132 

8.2.1　热处理过程 .................... 132 

8.2.2　材料的选择 .................... 134 

8.3　硬度与淬透性 ………………………………………………………… 134 

8.3.1　硬度 ....................... 134 

8.3.2　淬透性 ...................... 136 

8.3.3　相关数据 ..................... 137 

8.4　连续冷却转变图 ……………………………………………………… 139 

8.5　热处理类型 …………………………………………………………… 141 

8.5.1　正火 ....................... 141 

8.5.2　硬化 ....................... 143 

8.5.3　淬火和回火 .................... 143 

8.5.4　回火 ....................... 144 

8.5.5　二次硬化 ..................... 144 

8.5.6　去应力退火 .................... 145

8.5.7　软化退火 ..................... 146 

8.5.8　碳化物溶解退火 .................. 146 

8.5.9　低温处理（过冷）.................. 147

 8.5.10　马氏体等温淬火（硬化） .............. 147 

8.5.11　奥氏体等温淬火 .................. 148 

8.6　总结 …………………………………………………………………… 149

第 9章　铸件的技术条件、检验和试验 ……………………… 150 

9.1　简介 …………………………………………………………………… 150 

9.2　质量体系 ……………………………………………………………… 151 

9.2.1　简介 ....................... 151 

9.2.2　体系改进 ..................... 151 

9.2.3　设备和工具校准 .................. 153 

9.2.4　铸件检验程序 ................... 153 

9.3　铸件质量 ……………………………………………………………… 156 

9.3.1　简介 ....................... 156 

9.3.2　常规材料标准 ................... 156 

9.3.3　尺寸检测 ..................... 157 

9.3.4　健全性质量检验 .................. 160 

9.3.5　表面检验 ..................... 164 

9.3.6　其他检测 ..................... 172 

9.4　材料的性能 …………………………………………………………… 176 

9.4.1　简介 ....................... 176 

9.4.2　分析 ....................... 176 

9.4.3　微观结构 ..................... 177 

9.4.4　力学性能 ..................... 181 

9.4.5　物理性能 ..................... 189 

9.4.6　耐蚀性 ...................... 190

第 10章　铸件修复 ……………………………………………… 191 

10.1　简介 …………………………………………………………………… 191 

10.2　缺陷类型 ……………………………………………………………… 191 

10.2.1　材料缺陷 ..................... 192 

10.2.2　铸件的内在和表面质量 ............... 193 

10.2.3　铸件的外形尺寸 .................. 195 

10.2.4　对服役环境的耐受性 ................ 195 

10.2.5　其他要求 ..................... 195 

10.3　修复方法 ……………………………………………………………… 196 

10.3.1　热处理 ...................... 196 

10.3.2　磨削和喷丸 .................... 196 

10.3.3　机械加工 ..................... 196 

10.3.4　黏结剂腻子的使用 ................. 196 

10.3.5　焊接 ....................... 197 

10.3.6　其他修补方法 ................... 197 

10.4　焊接性 ………………………………………………………………… 198 

10.4.1　焊接碳当量 .................... 198 

10.4.2　预热 ....................... 198 

10.4.3　焊后热处理 .................... 199 

10.5　程序 …………………………………………………………………… 200 

10.6　报告 …………………………………………………………………… 201 

10.7　总结 …………………………………………………………………… 201

第 11章　铸件的表面处理 ……………………………………… 202 

11.1　清理 …………………………………………………………………… 202 

11.1.1　机械清理 ..................... 202 

11.1.2　化学清理 ..................... 202 

11.1.3　电化学清理 .................... 203 

11.1.4　抛光 ....................... 203 

11.2　改变铸件表面应力状态 ……………………………………………… 204 

11.3　在铸件上应用另一种材料（保护层） ……………………………… 204 

11.3.1　电镀 ....................... 204 

11.3.2　热浸镀 ...................... 205 

11.3.3　特殊涂料 ..................... 205 

11.3.4　有机涂料 ..................... 205 

11.3.5　粉末涂料 ..................... 207 

11.3.6　电泳涂装 ..................... 207 

11.4　硬化层的应用 ………………………………………………………… 208 

11.4.1　耐磨堆焊 ..................... 208 

11.4.2　熔覆焊 ...................... 208 

11.4.3　热喷涂 ...................... 209 

11.4.4　搪瓷 ....................... 209 

11.5　表面硬化 ……………………………………………………………… 210 

11.5.1　非合金化处理 ................... 210 

11.5.2　加入合金元素 ................... 212

第 12章　铸件标识和机械加工 ………………………………… 214 

12.1　简介 …………………………………………………………………… 214 

12.2　材料问题 ……………………………………………………………… 217 

12.2.1　非奥氏体材料（铁素体、珠光体、贝氏体基体） .... 217 

12.2.2　马氏体材料 .................... 217 

12.2.3　奥氏体材料 .................... 217 

12.3　铸件缺陷 ……………………………………………………………… 218 

12.3.1　铸件表面 ..................... 218 

12.3.2　铸件补焊 ..................... 218 

12.3.3　铸型相关缺陷 ................... 218 

12.3.4　起模斜度 /斜率 .................. 219 

12.3.5　加工余量太多或不足 ................ 219 

12.3.6　铸件弯曲 /变形 .................. 220 

12.4　总结 …………………………………………………………………… 220

参考文献…………………………………………………………… 222