AthesissubmittedtoinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineering第二十七章铸造第一节概述铸造是将液态金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中，冷却凝固后，获得毛坯或零件的方法，称为铸造（cast,casting）。用铸造方法生产的毛坯与零件统称铸件，铸造后还需加工者称毛坯，不需加工直接使用者称零件。在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是砂型铸造，其铸件约占铸件总量的90，砂型铸造的主要工序为制造模型、芯盒、制备造型材料、造型、造芯、烘干、合箱、熔化与浇注，铸件的清理和检验。除了砂型铸造外，还有特种铸造，其中主要包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造离心铸造以及壳型铸造等。铸造生产在工业生产中得到广泛应用。以重量计算，铸件约占一般机械重量的(45～90)，占切削机床重量的80，占汽车重量的(40～60)，占拖拉机重量的(70～80)，重型机械、矿山机械、水力发电设备的铸件重量约占85以上。铸造能得到如此广泛的应用，是因它具有一系列的优点：1.能够制造各种尺寸和形状复杂的零件或毛坯，其轮廓尺寸可小至几毫米，大至几十米，重量可小至几克，大至数百吨。形状有最简单的平板、圆柱体等，也有内腔复杂的铸件如汽缸体等。2.铸件与机器零件的形状和尺寸都可以做到最为接近(尤其是精密铸造)，因而切削加工余量可以减到最小，这就减少了金属材料的消耗量和节约了加工工时。3.适应性强，铸造方法可以铸造各种合金(象铜合金、铝合金、镁合金、铸钢和铸铁等)，对于脆性金属，如铸铁等，铸造是唯一的毛坯制造方法。铸造既适于单件小批生产，又适于大批大量生产。4.设备投资少，铸件的成本较低，而且原材料来源广泛，价格低廉，金属废料(浇冒口、废铸件)可以再次直接熔化使用，此外，在大多数情况下，无须进行巨大的生产准备工作，生产周期短。但铸件生产目前还存在着不少问题，如用同种金属材料制成的零件，铸件的机械性能不如锻件高，这主要是因为铸件内部晶粒粗大，常有缩松、气孔等，铸件质量不够稳定，废品率往往比其它加工方法高。此外，在砂型铸造中，铸件表面质量不高工人劳动强度大，劳动条件差等。随着现代铸造技术的发展，这些缺点将会逐步克服。铸造在我国有着悠久的历史，新中国建立的50年来，我国的铸造业发生了巨大的变化，目前我国已成为世界上第二大铸件生产国.从产量的比较看，我国的铸造业在国际铸造中占有重要的地位。铸造在我国的机械制造业中具有不可替代的作用，是为机械制造业提供毛坯最多的行业.铸造行业是非常典型的劳动密集型产业，随着经济全球化的发展，尤其是我国加入WTO后，会给我国铸造业提供更大的发展空间。我国的铸造业已具有年产1500万吨的生产能力，进入90年代后期，每年生产铸件的产量都在1000万吨以上.第二节砂型铸造(sandcasting)一、造型材料制作铸型(mold)与型芯(core)的材料分别称为型砂（moldingsand）或芯砂（coresand），统称为造型材料(moldingmedium)，一般来说，生产一吨铸件就需要4～5吨型砂。原砂多为天然的石英砂(以SiO2为主，另含少量矿物杂质)，粘结剂一般为粘土，还有水玻璃、树脂等。混合后的型砂结构如图27-3所示。粘土吸水后形成粘土膜，均匀裹在砂粒表面并将各砂粒粘起来，而在砂粒之间形成的空隙可以透气。造型材料应具备的性能：1.强度型砂制成砂型后受到外力作用而不破坏的性能称为强度。也就是指铸型在制造、搬运及浇注时，不致破坏的能力。型砂强度不好，则可能发生塌箱、掉砂，甚至被液态金属冲毁，造成砂眼、夹砂等缺陷。型砂的粒度愈细、粘土含量愈多、紧实度愈大则强度愈高。2.透气性造型材料具有使气体通过的性能称为透气性。砂型透气性不良，浇注液体金属产生的气体就不能顺利排出，使铸件产生气孔。型砂的砂粒粗大、均匀、且为圆形，粘土含量少，型砂舂得不过紧，型砂含水量适当均可使砂粒间空隙增多，透气性提高。3.耐火性型砂在高温作用下而不软化、不烧结的性能称为耐火性。型砂耐火性差时，砂粒易粘附在铸件表面，使清理和切削加工困难。型砂中石英(SiO2)含量高而杂质少时，其耐火性好。圆形和大颗粒的砂粒耐火性也好。为防止粘砂，可在型砂中混入...
