铸造工艺具体分析与介绍（最终版）

第一篇：铸造工艺具体分析与介绍（最终版）

铸造工艺具体分析与介绍

1． 铸造

铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。

2． 砂型铸造

砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。

砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。不过，旭东精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。

3． 金属型铸造

是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。

金属型既可采用重力铸造，也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。因此，在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。但是，金属型铸造也有一些不足之处：因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件生产中，很少使用金属型铸造。此外，金属型模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。旭东精密铸件厂的金属型模具全部是自行设计、自行制造，因而能更及时地为客户提供价廉、适用的优质模具。

4． 压铸

压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造，是目前生产效率最高的铸造工艺。

压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两类。热室压铸机自动化程度高，材料损耗少，生产效率比冷室压铸机更高，但受机件耐热能力的制约，目前还只能用于锌合金、镁合金等低熔点材料的铸件生产。当今广泛使用的铝合金压铸件，由于熔点较高，只能在冷室压铸机上生产。压铸的主要特点是金属液在高压、高速下充填型腔，并在高压下成形、凝固，压铸件的不足之处是：因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中，不可避免地把型腔中的空气夹裹在铸件内部，形成皮下气孔，所以铝合金压铸件不宜热处理，锌合金压铸件不宜表面喷塑（但可喷漆）。否则，铸件内部气孔在作上述处理加热时，将遇热膨胀而致使铸件变形或鼓泡。此外，压铸件的机械切削加工余量也应取得小一些，一般在0.5mm左右，既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密层，露出皮下气孔，造成工件报废。

消失模简介

消失模铸造（又称实型铸造）是用泡沫塑料（EPS、STMMA或EPMMA）高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模具，经过浸涂耐火涂料（起强化、光洁、透气作用）并烘干后，埋在干石英砂中经三维振动造型，浇铸造型砂箱在负压状态下浇入熔化的金属液，使高分子材料模型受热气化抽出，进而被液体金属取代冷却凝固后形成的一次性成型铸造新工艺生产铸件的新型铸造方法。

对于消失模铸造有多种不同的叫法，国内主要的叫法还有“干砂实型铸造”“负压实型铸造”，简称EPS 铸造。国外的叫法主要有：lost foam process(USA)、policast process(Italy)等。

与传统铸造技术相比，消失模铸造技术具有无与伦比的优势，被国内外铸造界称为“21世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。

消失模铸造有下列特点：

1、铸件质量好，成本低；

2、材质不限，大小皆宜；

3、精度高、表面光洁、减少清理、节省机加；

4、内部缺陷大大减少，铸件组织致密；

5、可实现大规模、大批量生产；

6、适用于相同铸件的大批量生产铸造；

7、适用于人工操作与自动化流水线生产运行控制；

8、生产线的生产状态符合环保技术参数指标要求；

8、可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗。消失模铸造工艺简介： 1，泡塑珠粒的选用：

消失模铸造专用的泡沫珠粒有三种。

①可发性聚苯乙烯树脂珠粒（简称EPS）；

②可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒（简称STMMA）； ③可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒（简称EPMMA）。

常用可发性聚苯乙烯树脂珠粒（EPS），用于铸造有色金属、灰铁及一般钢铸。

珠粒特点：半透明珠粒，预发泡倍数40~60，粒径为0.18~0.80亳米（6种尺寸），一般选用的原始珠粒的粒径小于或等于铸件的最小壁厚的1/9 ~ 1/10。2，模型制作：

有两种情况：

◎由泡塑珠粒制作：予发泡——熟化——发泡成型——冷却出模

①予发泡

EPS珠粒在加入模具前，要先进行予发泡，以使珠粒膨胀到一定尺寸。

予发泡过程决定了模型的密度、尺寸稳定性及精度，是关键环节之一。适用于EPS珠粒予发泡的方法有三种：热水予发泡、蒸汽予发泡和真空予发泡。真空予发泡的珠粒发泡率高，珠粒干燥，应用较多。

②熟化

经予发泡的EPS珠粒放置在干燥、通风的料仓中一定时间。以便使珠粒泡孔内外界压力平衡，使珠粒具有弹性和再膨胀能力，除去珠粒表面的水分。熟化时间在8~48小时。

③发泡成型

将予发泡且熟化的EPS珠粒填充到金属模具的型腔内，加热，使珠粒再次膨胀，填满珠粒间的空隙，并使珠粒间相互融合，形成平滑表面，即模型。出模前必须进行冷却，使模型降温至软化温度以下，模型硬化定形后，才能出模。出模后还应有模型干燥及尺寸稳定的时间。设备有蒸缸及自动成形的成型机两种。

◎由泡塑板材制作：泡塑板材——电阻丝切割——粘结——模型

对简单模型，可利用电阻丝切割装置，将泡塑板材切割成所需的模型。

对复杂模型，首先用电阻丝切割装置，将模型分割成几个部分，然后进行粘，使之成为整体模型。3，模型组合成簇：

是将自行加工好（或外购）的泡塑模型与浇冒口模型组合粘结在一起，形成模型簇，这种组合有时在涂料前进行，有时在涂层制备后埋箱造型时进行。是消失模（实型）铸造不可缺少的一道工序。

目前使用的粘结材料：橡胶乳液、树脂溶剂和热熔胶及胶带纸。4，模型涂层：

实型铸造泡塑模型表面必需涂一层一定厚度的涂料，形成铸型内壳。其涂层的作用是为了提高EPS模型的强度和刚度，提高模型表面抗型砂冲刷能力，防止加砂过程中模型表面破损及振动造型及负压定型时模型的变形，确保铸件的尺寸精度。

外购的消失模铸造专用涂料,在涂料搅拌机内加水搅拌,使其得到合适的粘度。搅拌后的涂料放入容器内,用浸、刷、淋和喷的方法将模型组涂覆。一般涂两遍，使涂层厚度为0.5 ~ 2mm。据铸件合金种类、结构形状及尺寸大小不同选定。涂层在40~50℃下烘干。5，振动造型：

我们介绍常用的一种造型方法（两种方法之一）。

其工序包括如下工序：砂床制备——放置EPS模型——填砂——密封定型

①砂床制备

将带有抽气室的砂箱放在振动台上，并卡紧。底部放入一定厚度的底砂（一般砂床厚度在50~100mm以上），振动紧实。

型砂为无粘结剂、无填加物、不含水的干石英砂。黑色金属温度高，可选用较粗的砂，铝合金采用较细砂子。型砂经处理后要反复使用。

砂箱为单面开口、设有抽气室或抽气管、起吊或行走机构的砂箱。

②放置EPS模型

振实后，其上据工艺要求放置EPS模型组，并培砂固定。

③填砂

加入干砂（几种加砂方法），同时施以振动（X、Y、Z三个方向），时间一般为30~60秒，使型砂充满模型的各个部位，且使型砂的堆积密度增加。

④密封定型

砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将砂箱内抽成一定真空，靠大气压力与铸型内压力之差将砂粒“粘结”在一起，维持铸型浇注过程不崩散，称之为“负压定型。较为常用。6，浇注置换

EPS模型一般80℃左右软化，420~480℃时分解。分解产物有气体、液体及固体三部分。热分解温度不同，三者含量不同。

实型铸造浇注时，在液体金属的热作用下，EPS模型发生热解气化，产生大量气体，不断通过涂层型砂，向外排放，在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据EPS模型位置，向前推进，发生液体金属与EPS模型的置换过程。置换的最终结果是形成铸件。

浇注操作过程采用慢——快——慢。并保持连续浇注，防止浇注过程断流。浇后铸型真空维持3~5分钟后停泵。浇注温度比砂型铸造的温度高30~50℃。7，冷却清理

冷却后，实型铸造落砂最为简单，将砂箱倾斜吊出铸件或直接从砂箱中吊出铸件均可，铸件与干砂自然分离。分离出的干砂处理后重复使用。

树脂砂铸造工艺的特点

铸件精度高:树脂砂铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工间。

设计灵活:为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。

无传统铸造中的砂芯 因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。

清洁生产 型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。5.降低投资和生产成本 减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。

树脂砂铸造工艺与其他铸造工艺一样，有它的缺点和局限性，并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。

1.铸件的批量 批量越大,经济效益越可观。

2.铸件材质 其适用性好与差的顺序大致是:灰铸铁--非铁合金--普通碳素钢--球墨铸铁--低碳钢和合金钢;通过必要的准备以不致使工艺实验、调试周期过长。

3.铸件大小 主要考虑相应设备的使用范围（如振实台，砂箱）。

4.树脂砂铸造的结构 铸件结构越复杂就越能体现消失模铸造工艺的优越性和经济效益,对于结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入生产。

V法造型

V法造型即V法（V--Process），是一种真空密封造型铸造方法，又称负压造型。

（一）工艺过程

a.将预先加热好的塑料薄膜在负压作用下，吸贴到模样，模板的整个表面上，然后在薄膜上均匀地喷上快干涂料。

b.将带有抽气室的沙箱放上。

c.充填不加粘结剂，水分及附加物的干沙，边加砂边微微振动，以保证干沙填满砂箱。刮平，并在砂箱顶部再覆盖料 膜，通过砂箱箱壁抽真空。

d.翻箱、起模，由于大气压力的作用，塑料薄膜均匀地贴在砂型上，而使型砂处于紧实状态，取出模样，达到硬度为90度左右的砂型。

e.合型，铸型的负压状态一直维持到浇注，铸件凝固完成后。

f.负压解除后，铸型自行溃散，可方便地从铸型干砂中取出铸件。

（二）V法造型特点

1.优点

（1）干砂造型，简化了砂处理，旧砂回收率达95%以上。

（2）在模样表面覆盖薄膜，模样不与砂型直接接触，便于起模，模样起模斜度很小或没有，提高了铸件尺寸精度，减少了对模样的磨损。

（3）在负压下浇注，金属液流动性好，可浇出2--3mm的薄壁铸件。

（4）不必采用振动落砂等设备，改善了车间环境。

2.缺点

造型操作复杂，小铸件造型生产率不高。从造型、合型、浇注直到铸件落砂，都要对铸型保持负压，这对机械化流水生产带来一定困难。另外，塑料薄膜的伸长率和成形性的限制，影响该法应用范围的扩大。

（三）应用范围

用于生产中等大小、形状简单较精密的铸件，可用于铸铁、铸钢和非铁合金，各种批量生产中。

（四）工艺装备

1.真空系统

真空泵，电动机，真空表，滤气罐，分配罐和抽气支管等组成。真空泵常用水环式真空泵，为防止粉尘进入泵内，在泵前装有一滤气罐。

2.造型系统

（1）型板及模样

（2）微振振实台

可用可调式电磁振动器。

（3）薄膜烘烤器

可使用远红外板作加热元件，效率高，也可用火焰或电阻元件加热远红外线板烘烤。

（五）V法造型工艺

（1）干砂

（2）塑料薄膜

（3）涂料

（4）浇注及出气系统

（5）浇注温度

（6）负压及保压时间

（7）铸件开箱落砂时间

连铸

转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。

连铸的工艺流程：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。

第二篇：铸造工艺方案

铸造工艺管理

工艺工作做为机械制造业的基础工作，贯穿于企业生产的全过程。工艺工作的完成不仅是工艺部门的任务，还需要公司各个职能部门的配合与辅助。这也使得工艺管理变成一项综合管理，各职能部门都有相应的工艺职能。

铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程,它包括以下主要工序：生产工艺准备,根据要生产的零件图、生产批量和交货期限,制定生产工艺方案和工艺文件；绘制铸造工艺图;新工艺的验证及整顿；最后生产现场的工艺管理等。本公司铸造分厂铸造工艺管理规程主要包括以下几方面：

1.铸造工艺方案制定原则是保证铸件的质量。根据砂型铸造工艺的过程及联系本厂实际情况，铸造工艺方案的确定应首先保证铸件形成，并最大限度的减少铸造缺陷，保证铸件质量。

2.在本厂铸造工艺工作中，工艺规程文件主要包括：工艺守则、砂型铸造工艺卡片、毛胚图、工艺附图、木型工艺卡片等。

3.铸造工艺图的设计，主要根据用户使用要求以及结合本厂实际情况设计或改进的零件尺寸、形状，确定铸造方式。

4.工艺验证主要方法就是通过小批试制来考核工艺工艺方案的合理性，并通过不断的整顿，力求完善该方案，并在验证之后做出总结。

5.生产现场的工艺管理除了确保产品质量以外，还要求能够提高生产效率、节约资源和降低能耗，并尽可能的改善劳动条件。

6.为了加强工艺管理，还应该收集工艺情报，其内容主要包括：国内外的新技术、新工艺，相关的新工艺标准、手册，相关先进工艺规程等。对收集的工艺情报还要进行加工，科学管理。最后是工艺的标准化。

第三篇：铸造工艺工程师岗位职责

铸造工艺工程师岗位职责5篇

1、产品工艺的开发与评估;

2、工序能力分析和提升;

3、分析材料在工艺中的适用性;

4、供应商工艺评审。

铸造工艺工程师岗位职责(二)

1、根据工艺规范，跟踪批产铸件的生产，不断完善工艺;

2、负责编制工艺规范规定的技术文件;

3、参与新产品试制过程中工艺跟踪;

4、参与分析铸件废品原因;

5、参与制订工艺实施技术方案;

6、负责资料的汇总至资料室备案

铸造工艺工程师岗位职责(三)

1、对新选供应商进行现场考察、能力审核和手续审批;

2、开发工艺装备，下发试制通知单，签订技术协议，跟踪新品开发过程;

3、对供应商进行过程管理，工艺纪律稽查，提升供应商配套水平;

4、负责根据产品产能需求，进行产品外协件工艺布局;

5、对供应商生产工序变更进行审核、验证，并负责批准;

6、负责审核设计更改对工艺合理性，提出修改要求，并完成新增外协件工艺布局;

7、对外协工艺工作有主导权：负责外协工艺日常工作的综合管理，合理调配外协工作内容，提升工作质量。

铸造工艺工程师岗位职责(四)

1、产品工艺的开发与评估;

2、工序能力分析和提升;

3、分析材料在工艺中的适用性;

4、供应商工艺评审。

铸造工艺工程师岗位职责(五)

1、负责新产品铸造工艺开发工作，解决铸造过程中的技术问题;

2、根据客户需求制定和改进铸造工艺文件;

3、负责铸造模具验证、原料选型及性能验证等;

4、开展新工艺、新技术试验，不断提高铸件质量，减少废品损失，降低制造成本;

5、编制生产规范、技术标准等，并组织实施，负责对现场生产人员进行技术指导和质量分析，协助质量部解决相关质量问题;

6、配合质量部、生产部门，检查、督促生产人员按有关标准、工艺、规范进行生产操作。

第四篇：铸造工艺实训指导书

铸造工艺实训指导书

1.工艺实训的内容及目的

熔模精密铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的，作为文明古国，中国是使用这一技术 较早的国家之一，远在公元前数百年，我国古代劳动人民就创造了这种失蜡铸造技术，用来铸造带有各种精细花纹和文字的钟鼎及器皿等制品，如春秋时的曾侯乙墓尊盘等。

现代熔模铸造方法在工业生产中得到实际应用是在二十世纪四十年代，航空工业的发展推动了熔模铸造的应用，而熔模铸造的不断改进和完善，也为航空工业和其他各行业进一步发展创造了有利的条件。本实训旨在通过工艺品熔模铸造，使学生切实进行铸造产品从零件工艺性分析、模具制作、铸型制备、工艺设计、浇注、清理等生产全过程训练，真正达到提高本专业学生工程实践动手能力的目的。工艺品制作工艺方案的设计与选择

2.1 工艺品选择及工艺性分析

熔模铸造具有铸件尺寸精度及表面光洁度较高，浇注金属类型范围广，生产批量无限制等优点。工艺品可自己选择，在实验教师指导下完成工艺性分析。2.2 工艺品制作工艺方案的选择

工艺品原型(举例)：

图2.1 工艺品原型图

2.2 工艺品制作工艺方案设计

工艺品制作的工艺流程为：将设计好的作品(工艺品原型)，以硅胶加硅油按适当比例，用油漆刷均匀分层涂刷在工艺品上，使工艺品平均刷满硅胶。硅胶和硅油必须有适当的比例，才能有良好的韧性与耐用性。如果急欲完成硅胶模，加了过量的硅油或硬化剂，虽可大大地缩短硅胶凝固成型时间，却会造成硅胶延展性不够。在取工艺品蜡模时，极易拉断蜡模，从而无法做出完整精细的作品，所以一定要小心取蜡模；同时，硅胶模易脆化、使用次数不多，所以也要耐心等待硅胶模自然成型后再小心脱模。要确保硅胶模有良好的韧性和延展性的关键是：必须分层次地将调好的硅胶油很平均地刷在粗细不一的工艺品表面。虽作品粗细不一，但均须使硅胶模均匀成型，一层干了之后，再刷第二层、第三层，直至达到均匀涂层的硅胶模，才是一个适于创作的、耐用的好模。工艺品原型我们称之为阳模；而利用硅胶涂布其上成型的，称之为阴模（内部空心）。选择适当分界线，利用美工刀将硅胶模局部划开，将工艺品原型取出来，再将硅胶模分界线对好用硅胶修复，形成空心模。此时将达到适当熔点的蜡，适量地倒入硅胶模中，灌满模型，而后静止等待使蜡自然冷却成型。所使用的蜡过硬与过软皆不合适，过硬的蜡会很难修饰，太软的蜡则无法成型。而且温度不足也会使熔蜡不能流到细微处，温度太高也不利于成型，所以熔蜡温度需要控制适当。

冷却成型的蜡模要从硅胶模中取出，亦要小心拆模，在脱硅胶模时需要逐步拉下，遇到枝节细微处，需要慢慢翻开，以保证蜡模完整。若不小心扯断了，需要重接，否则会使蜡模角度不对称，丧失美感。顺利取出的蜡模和工艺品原型一模一样，即为阳模。此时的蜡模表面若有瑕疵，需要借助工具修补。将分模线、气孔等修好补平，若有断裂，亦在此时用蜡修补好，此工序为修蜡。修蜡完成的蜡模，即可进行蜡模与浇注系统的焊接组装，组装好后即可制作型壳。运用水玻璃粘结剂配以适当比例的耐火材料制作型壳，首先配置耐火涂料然后进行涂挂撒砂硬化和干燥处理，而后再进行脱蜡、培烧和浇注，最后对浇注工艺品进行清理。3.硅橡胶模制作工艺过程

3.1 硅橡胶模制作前的准备工作

a.硬化剂：架桥作用，使O-Si-O之间的键拉开形成网络结构，也起硬化作用。如加量过高，硬化很快，模具易拉坏，同时耐温差，耐化学性差，导致模具寿命缩短。因此建议硬化剂的用量为1.2-2.8%，同时硬化剂的加入量还应根据当时的气温、温度而适量增减。气温或室温偏高，都会使反应相对加快，故应适量降低硬化剂用量。

b.硅油（矽油）：稀释Si原子之间结构，使Si原子有良好的活动空间。但也可以不添加，本实验中未使用硅油。

c.脱模剂：使成品与模具隔离，喷时要均匀适量不能有气泡，过多会出现水纹。3.2 硅橡胶模制作工艺流程

a.配置硅胶: 模具硅橡胶是由基胶和固化剂联合使用的，通常使用比例是：基胶：固化剂=100：2～2.5。即取出基胶100克加入2克（或者2.5克）固化剂，在两分钟左右搅拌均匀，过一个小时固化以后才能脱模.有时可以加5%硅油稀释，来增加操作时的流动性，便于排除气泡，以保障模具的综合性能.一般固化剂不能过多，要保障足够的时间去搅拌、抽真空、敷模具。使用剂量与气温有关，温度高时要少一点，如气温在25℃时按100:2左右配比为佳，30℃时按照具体情况在100:1.5到100:1.8之间较好。

若加入硅油，则必须将其比例控制在100:5以下，不能太多，否则会影响模具的综合性能。模具的抗烧性能是由硅胶的品种而定，不同型号的硅胶抗烧性能不同。在选用硅胶时，要根据

[10]自己的产品生产的需要来选用相应型号的硅胶。

b.刷模: ① 用毛刷将胶料刷到模具表面，形成连续的薄层。

② 所有气泡都必须在空气气压下予以破裂，可使用压缩空气吹过表面，使这些气泡破裂。③ 必要时用纱布补强，在除泡的胶料表面轻轻贴上一层纱布，待胶料凝胶后，再重新刷硅胶、除泡、补强，这样反复共3～4层即可。c.固化: ① RTV-777胶料和固化剂混合后，即开始硫化，一般在在25℃下约10～20分钟内即凝胶，3小时左右即成胶模，24小时模具就可完全固化。② 固化过程必要时可进行烘烤。注意事项: ① 模具使用脱模剂，可使模具使用寿命延长，矽油量多少亦会影响寿命及尺寸的准确安全性。② 为确保RTV-777能维持正常良好的品质，基胶及硬化剂均应将其储存在23～27℃的干燥阴凉的密封容器中。

③ 当基胶或固化剂未使用完，应将桶盖拧紧，避免吸入大量湿空气，影响产品质量。④ 因操作温度不同，环境湿度不同将影响硅胶的固化时间。⑤ 固化剂使用过量，模具全变硬变脆；固化剂使用量较少，操作时间会延长，模具完全固化（可用）时间也会延长。

⑥ 为了使模具能达到最佳效果，需把模具存放至少24小时以后再使用。

完成后的工艺品硅橡胶模如下图3.1：

图3.1 硅胶模模腔

3.2蜡模制作过程

（1）模型:制蜡模应使用专用的模具,在本次设计中，使用模具硅橡胶制作橡胶模，作为蜡模的模具。

（2）蜡模的制作:将熔化的蜡料（石蜡,峰蜡,硬脂酸,松香等）倒入模型中,冷凝后取出,修去毛刺,得到蜡模。

（3）蜡模组装:将蜡模、直浇道、内浇道按设计好的浇注系统图组合焊接牢固。蜡模成品见下图3.2：

图3.2 蜡模模样

（4）浇注系统的设计：一般浇注系统可分顶注、中注、底注和阶梯注几种。对高度大的薄壁筒形、箱形件也可用缝隙式或阶梯式浇注系统。对某些铸件亦可采用平注和斜注。因为型壳表面硬度不够高、热导率小，因此内浇口一般不应直对型壁和型芯，防止冲刷型壁和型芯，而应沿着型壁和型芯设内浇口。对复杂的薄壁件为防止其变形及裂纹，内浇口应均匀分布，避免局部过热及浇不足等缺陷。内浇口应尽可能设在铸件热节处，利于补缩，本实验采用阶梯注，内浇口开设在工艺品的[6]背后或底座等不影响其美观的部位，分别用上下两个内浇口引入。见图3.3： 浇口杯 直浇道 工艺品铸件 工艺品铸件 内浇道

图3.3 工艺品铸件浇注系统图

（5）空心工艺品浇注研究：

为使工艺品的成本降低，所以决定采用减少原材料的方法，使浇注成型的金属工艺品呈空心状态，这样既不影响美观和观赏价值，而且大大节省了原材料从而降低了成本。铸造空心工艺品的具体操作方法为：在制作好硅胶模后，于浇蜡前在硅胶模内放置几个中间有孔洞而且四周为锯齿状的薄铁片，固定好不使它们移动，然后浇入蜡液，在外层蜡液凝固后倒出中心部分还未冷凝的蜡液，此时蜡液已把薄铁片凝在硅胶模内壁上了，这时再向中间的空心部分倒入石膏浆，等蜡液和石膏都完全凝固后再脱模，然后按照涂挂步骤制作型壳，脱蜡后就形成了中间带有石膏型芯的型壳，浇注成型后将工艺品中内部的石膏敲击出来即完成了空心金属工艺品的铸造。3.3 水玻璃粘结剂型壳制作过程 3.3.1 耐火涂料的配置

制壳耐火材料应使壳型有足够的常温强度和高温强度，在高温下不发生变形；有良好的透气性、热稳定性、脱壳性等性能。为此，制壳用耐火材料必须有足够的耐火度、热化学稳定性、小而均匀的热膨胀系数、合适的粒度，并要有利于涂料性能的稳定。此外，作为制壳材料还应对人体健康无害、货源充足和质量稳定。

国内用作面层材料的有石英、电熔刚玉和铝矾土等，用作加固层材料的有铝硅系耐火材料如粘[6]土和铝矾土等。

耐火涂料是制作型壳的基本材料，它是一种由粘结剂和在其中润湿透的粉状耐火材料所组成的悬浮液。型壳的耐火度、高温化学稳定性、强度、热膨胀性能和内表面质量主要取决于粘结剂及耐火材料本身的性能，但由此二者配置成的耐火涂料的工艺性能同样影响型壳的质量。

常用的耐火涂料主要有水玻璃粘结剂涂料、硅酸乙酯粘结剂涂料和硅溶胶粘结剂涂料，本实验采用的是水玻璃粘结剂涂料，其组成和配比如表3.1中:

表3.1 水玻璃粘结剂涂料的组成和配比

[4] 层次 面层 加固层 硬化工艺 氯化铵硬化 氯化铵硬化

水玻璃

模数M 3～3.4

密度(g/cm)1.25～1.28

3耐火材料 粉液比

表面活性剂JFC（%）0.1～0.3

270#～370#石英粉 270#石英粉 200#耐火粉

1.1～1.3 3～3.4 1.30～1.33 1.1～1.5 0.1 为了保持耐火涂料在配置过程中和涂挂期间的分散，必须对涂料进行充分的搅拌。搅拌可防止涂料产生沉降现象、提高涂料的分散性、促进粘结剂和粉料颗粒的润湿。3.3.2 型壳的制备

a.涂挂和撒砂: 在涂挂涂料前，熔模需经过除油脱脂处理，常采用十二烷基苯磺酸钠进行脱油脂。涂挂时主要采用浸涂法。面层涂料的涂挂质量直接影响铸件的表面质量，应保证熔模表面各处都能良好地涂挂上涂料，避免空白；要使涂料均匀分布，避免局部堆积；焊合处、圆角、棱角和凹槽等不易涂挂处应采用毛笔或特制工具涂刷均匀，避免气泡，涂挂每层加固层涂料前应清理掉上一层的浮砂，在涂挂过程中要定时搅拌涂料，掌握和调整涂料的粘度。

涂挂后进行撒砂。通常熔模自涂料槽中取出后，待其上剩余的涂料流动均匀而不再连续下滴时，表示涂料流动终止，冻凝开始，即可进行撒砂。过早撒砂易造成涂料堆积，过迟撒砂易造成砂粒粘附不上或粘附不牢。撒砂时，熔模要不断的回转和上下倒置。

撒砂的目的是用砂粒固定涂料层，增加型壳厚度，获得必要的强度，提高型壳的透气性和退让性，防止型壳硬化时产生裂纹。撒砂的粒度按涂料层次选择，并应与涂料的粘度相适应。面层涂料粘度小，撒砂粒度应细些，才能获得表面光洁的型腔，一般面层撒砂粒度可选择40/70目或50/100目的，加固层撒砂采用较粗的砂粒（20/40目或10/20目），最好是逐层加粗。

b.型壳的干燥和硬化: 制壳时，每涂挂和撒砂一层后，必须进行充分干燥和硬化处理，这是一个保证型壳质量的重要工序。

水玻璃粘结剂是含有少量胶体二氧化硅粒子的硅酸盐离子溶液，因此，需要通过干燥和化学硬化两个环节才能完成水玻璃粘结剂型壳的干燥和硬化。干燥的主要任务是使型壳中的水分蒸发，而化学硬化的作用是依靠电解质破坏水玻璃溶液的离子平衡，使离子溶液变为溶胶，并进一步转变为冻胶和凝胶。

(1)型壳的干燥: 型壳化学硬化以前自然干燥的作用是使水玻璃溶液不断脱水浓缩以及使粘结剂通过扩散和渗透而在型壳层中均匀分布，有利于下一步化学硬化迅速和均匀地进行。自然干燥时间的长短，可根据不同生产特点和生产条件确定。如果粘结剂中氧化纳的含量较高、涂料粘度较大、室温较低、空气相对湿度较高、通风条件不良及模组较复杂和尺寸较大时，就采用较长的干燥时间。通常自干时间为1小时至数小时。加固层一般不进行硬化前的自然干燥，以便缩短制壳周期。型壳在化学硬化后尚需干燥一段时间，目的是去除水分和残留硬化液滴，并使硬化剂进一步扩散和渗透。

(2)型壳的化学硬化工艺: 涂料层硬化的质量主要取决于选择合适的硬化工艺参数，其中应重点控制硬化剂的温度、浓度和硬化时间。水玻璃粘结剂型壳主要采用氯化氨溶液进行化学硬化。采用常温硬化时，氯化氨水溶液的浓度不应低于18%—20%（制高强度型壳时，浓度一般为20%—25%）温度为25—30℃，时间为几分钟至20～30分钟。加固层的硬化条件比面层好，其外面受硬化剂的作用，而里面受前一层所残留的氯化氨溶液的作用，故加固层涂料的硬化时间可比面层短，一般为10～15分钟。硬化后的干燥时间通常为20～30分钟。

若想加速涂料层硬化过程，可采用高温高浓度快速硬化工艺。主要是使用浓度为25%—30%、温度为30～60℃的氯化氨水溶液，硬化时间缩短至10～20秒，硬化后干燥时间也相应缩短。也可采用在常温常浓度氯化氨溶液中加入少量（一般为0.05%）阴离子或非离子型表面活性剂，例如农乳、[6]JFC等，从而提高硬化剂向涂料层深处的渗透能力，硬化时间可缩短到几分钟。

c.干燥硬化后的型壳如下图3.3：

图3.4 水玻璃粘结剂型壳（脱蜡前）

3.4 脱模和培烧工艺 3.4.1 脱模

脱模是从型壳中熔失熔模的过程。现在通常采用的脱模法有热水、高压蒸汽、闪烧（热冲击）、燃烧和微波加热等脱模方法，本试验采用热水脱模法。

热水脱模法的优点是：

(1).脱模过程操作方便，设备简单。

(2).水玻璃粘结剂型壳制中的氧化纳和氯化钠能良好溶解于热水中，使型壳中氧化钠含量进一步降低，有利于改善型壳的高温性能。

(3).在热水中加入1—3%的氯化氨对型壳有补充硬化作用，在热水中加入盐酸可清除型壳内表面的皂华物。

(4).模料回收率高，一般在90%以上。

脱模时，将带有熔模的型壳浸入脱模槽内的热水中，浇口杯向上放置，热水温度控制在95℃左右，时间愈短愈好（≤30分钟）。若温度过高，热水将发生上下对流运动，易使沉淀在槽底的盐类和砂粒翻腾起来，混入型壳内腔。若温度太低，则延长脱模时间会使型壳长时间浸泡在热水中，易软化或被煮烂。

热水脱模时，加热速度不够快，型壳被胀裂是较常见的缺陷，尤其在型壳硬化不透或产生分层的情况下更为严重。此外，经热水脱模后，型壳湿强度降低。热水脱模的另一缺点是来自水中的碱分易与模料中的硬酯酸起皂化作用，所产生的皂化物粘附于型壳内腔，浇注后，恶化铸件表面质量。故应在脱模后除掉这些皂化物，其方法是将型壳放在温度为60～70℃、浓度为2～3%的盐酸水溶液中清洗，或在脱模槽的热水中加直接加入盐酸。3.4.2 型壳的培烧

脱模后的型壳在经过最后干燥（存放一段时间）后，于浇注金属前需要进行高温培烧。因为脱模后，型壳内部含有不少挥发性物质，例如水分、残留模料、硬化过程中残留的氯化铵、盐分等。若不除去它们，则在浇注金属液时会产生大量的气体，使铸件产生气孔，对薄壁铸件可能影响金属液的充填。这些残留物的存在，也将影响铸件表面质量，所以，型壳的培烧过程是十分必要的。

根据型壳在加热过程中的变化情况，水玻璃粘结剂型壳的培烧规范通常是400～600℃入炉，升温至800～850℃保温两小时。3.5 熔模工艺品的浇注和清理 3.5.1 熔模的浇注

a.金属液熔炼：

33因为铝的密度2.7g/cm是蜡的密度0.9g/cm的三倍，故熔铝重量只需按蜡模浇注系统乘以三就可以了。蜡模工艺品观音象重175g，直浇道重175g，内浇道重20g。每个观音象浇注系统重370g，若每次同时浇注两个观音则需熔铝为：（370+370）×3=2220（g）即为2.22kg，所以每浇注一次熔铝2.5kg即可。

b.浇注：

本实验采用现在应用最广泛的热型重力浇注，即型壳从培烧炉中取出后，在高温下进行自由浇注，此时金属在型壳中冷却较慢，能在流动性较高的情况下充填铸型，故铸件能很好复制型腔的形状，提高了铸件的精度和表面质量。

型壳浇注温度为500～600℃左右，铝合金熔炼浇注温度为720～760℃，在熔炼铝合金时需加入变质剂进行变质处理。浇注时速度要缓慢使金属液流动均匀不可断流，要浇足。3.5.2 熔模工艺品的清理

熔模工艺品铸件清理的内容主要为：

(1).从铸件上清除型壳，小批量生产时，可用锤子或风锤敲打浇冒系统，使铸件组振动，脆性好的型壳便从铸件上碎落下来。

(2).自浇冒系统上取下铸件，清理型壳后，即可将铸件自浇冒系统上取下，对本实验所采用的硬度较低的铝合金，可采用手工锯、带锯或锯床切割下铸件。

(3).铸件上残留的耐火材料的清除，常用碱煮法，但因为铝合金铸件能被碱严重腐蚀，故不能用碱液清理，所以只能用长时间在水中浸泡后用手工毛刷等清理。

3.6 实验结果分析 3.6.1 型壳缺陷分析

a.型壳厚度控制: 若型壳太薄(<5毫米)则会出现浇注时型壳破裂，若太厚（＞10毫米）则会因为透气性不良好而产生浇不足或表面缩孔等缺陷，故型壳层数一般控制在5～7层，通常为五层半或六层半，故厚度一般为5～8毫米。

b.面层涂料控制: 面层涂料应较稀，若太粘稠则会造成涂挂不均匀且局部有堆积并导致层厚太大，若太稀则会涂挂不上，故通常粘度为20～40秒时为最佳。

c.干燥和硬化时间控制: 对于面层需要在硬化前进自然干燥而后再进行化学硬化，通常使用浓度为20～25%的氯化氨溶液在温度25～30℃时硬化几分钟到20～30分钟，加固层略短，硬化后自然干燥时间以型壳“不湿不白”为原则，“湿”就是未干透，“白”就是干燥过分。应控制制壳场地相对湿度小于40～60%。应当加强通风，过于潮湿时要吹热风并延长干燥时间。硬化时间不能过长也不能过短，过短则型壳层中将残留过多的氧化钠，这样的型壳在其后的工艺过程中易产生分层、膨胀及型壳表面出“白毛”（“白霜”）或笋状白色析出物等缺陷。硬化时间过长则氧化钠残留量很少，使型壳硬度差、脆性大，脱蜡后易形成裂纹，且透气性变差。3.6.2 脱模和培烧缺陷分析

a.脱模工艺控制: 脱模时，热水温度控制在95℃左右，时间愈短愈好（≤30分钟）。若温度过高，热水将发生上下对流运动，易使沉淀在槽底的盐类和砂粒翻腾起来，混入型壳内腔。若温度太低，则延长脱模时间会使型壳长时间浸泡在热水中，易软化或被煮烂。

热水脱模时，加热速度不够快，型壳被胀裂是较常见的缺陷，尤其在型壳硬化不透或产生分层的情况下更为严重。此外，经热水脱模后，型壳湿强度降低。热水脱模的另一缺点是来自水中的碱分易与模料中的硬酯酸起皂化作用，所产生的皂化物粘附于型壳内腔，浇注后，恶化铸件表面质量。故应在脱模后除掉这些皂化物，其方法是将型壳放在温度为60～70℃、浓度为2～3%的盐酸水溶液中清洗，或在脱模槽的热水中加直接加入盐酸。b.培烧工艺控制: 水玻璃型壳培烧过程中的物理化学反应和物相组成的变化，主要由培烧温度和保温时间来决定。通常培烧温度选为800～900℃保温一小时以上。培烧温度最好不要超过900℃，因为在900℃以上的高温下，型壳的高温强度和抗热变形能力均有所下降，型壳会因为自重而发生蠕变变形，影响了铸件几何尺寸精度。培烧和保温时间一定要足够，若培烧不良好则会使型壳透气性降低，易产生气孔、呛火或漏液的情况，而且型壳不能反复培烧，因为这会导致型壳在加热和冷却中不断膨胀和收缩，所以会使其产生微裂纹，从而强度下降。3.6.3 铸造铝合金工艺品缺陷分析

(a)(b)

图3.4 铸造铝合金工艺品

由上面的结果可知：由图(b)可看出铝合金铸件可能出现的缺陷主要有：浇不足、氧化夹杂、麻点和气孔。4.实训考核

本次实训以工艺品精密铸造为内容，考核内容如下：

铝合金工艺品铸造的具体工艺流程为：工艺品原型→硅胶模→蜡模→水玻璃粘结剂型壳→型壳脱模→型壳培烧及浇注→清理。学生必须完成以上全部内容并完成实训报告方能获得相应学分，制作工艺品质量决定成绩优劣。5.时间安排：

第一周：选择工艺品，并进行工艺性分析，完成硅胶模制作；

第二周：蜡模制作，并进行工艺设计，完成型壳制作：

第三周：型壳脱蜡，焙烧及浇注、清理，完成实训报告。

第五篇：缸体铸造工艺试制总结

缸 体

试 制

2011年4月 结 鉴定材料

总

缸体试制总结

缸体

材质：ZG35，毛单重：3.2吨，是云南铜业铜电解阳极平整矫耳目机组上用高受压液压缸，工作压力：21MPa，试验压力31.5 MPa，超声波按JB/T5000.8 Ⅳ级锻件标准，着色探伤按JB/T5000.15 Ⅳ级标准。

本产品制做难度重点在铸造工序，铸件质量得到保证，才能满足试压和探伤的要求。从铸造角度讲，本产品的结构为单开口筒状，只能出单芯头，因为试压和探伤的要求，又不能下芯撑，故在确保此产品铸造中无夹砂、疏松、气孔、裂纹等影响试压和探伤的缺陷时，对中芯的固定也是难点之一。

经专业技术人员会商后，确定以下铸造工艺方向（具体工艺参见后附《缸体铸造工艺简图》）：

1、分型面选择：为确保缸体整体质量，特别是缸壁质量均匀性，在浇注时缸壁必需保持立向；由于其受压面在缸底较多，故缸底也应向下，法兰面朝上；从而将分型面选取在缸口法兰上顶面，这样即利于分箱，也利于冒口的安放，能更好确保产品质量。

2、砂芯固定及排气：根据确定的分型面，以及不能下芯撑因素，中芯只有全部固定在盖箱上，需工艺和操作上共同保证其强度和稳固性。因此在中芯内的主芯骨用φ25钢筋围成桶状焊牢，并焊接固定在盖箱箱档上。制芯时中芯就直接打制在盖箱上，保证其强度。中芯为单芯头，必需加强排气，以免砂芯内气体浸入铸件内影响其强度。因此中芯内需加入干草绳，草绳应多处设置，均匀分布(间距约250～300mm)，每处用单草绳，并延伸到盖箱顶面外，利于引导芯内气体排出。

3、补缩：良好的补缩才能确保铸件的致密度，从而保证其强度。本产品需工艺上创造顺序凝固趋势，以确保补缩效果。首先缸底采用成型外冷铁，厚度180mm，激冷其最先凝固；其次，缸体侧壁加大拔模斜度，下薄上厚，补缩畅通（且钢水内夹杂物上浮容易）；最后，从法兰顶面(分型面)上就开始挖冒口（相当于增加冒口补帖），且冒口采用Fuseco公司的保温板与Ferrux707覆盖剂配合使用，提高其补缩效果。

4、浇注系统：为利于钢水的杂质上浮排出，采用底注式会收到较好效果，但底注式又不利于本产品的顺序凝固方式。经综合考虑，采用阶梯入水，底部2 道水口开在铸件下部1/3处，分型面处再开2道。上面的2道要采用底返式，确保钢水先从下部水口进水。所有内浇道均用φ70成型耐火砖，直浇道用φ90成型耐火砖。

5、其它：全部型(芯)砂用CO2水玻璃自硬砂，利用其强度高、成型好，保证型腔尺寸和强度，型内无散砂等杂质。涂料为醇基石英粉涂料，刷涂三遍以上，厚度大于1.5mm。砂型需全部上窑烘干，烘烤温度180℃～200℃，保温时间6小时。合箱时，确保型腔内干净无散砂等杂质，合箱后6小时内浇注。钢水需包内吹氩净化，浇注温度控制在1560±10℃，点注冒口2～3次。打箱时间大于72小时，打箱后立即清砂，清砂完后按热处理退火工艺立即进炉退火，在400℃时出炉进行热切割冒口，切割冒口的温度≥350℃，其后立即进炉进行正火加回火的热处理工艺。成品铸件需退火后方可切割冒口，清理干净的铸件正火后交金工车间加工。

本次试制共干两件缸体，毛坯表面无裂纹、夹砂、缩孔等铸造缺陷，交金工粗加工后试压和探伤均通过，达到产品设计要求。不足之处法兰上部加工后有部分气孔，分析原因为砂型烘烤不到位，产品质量有待进一步改进完善。

2011年4月20日