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程军超 制
铸造工艺学
名词：4个，每个2分；填空：20个，每个1分；简答+计算：72分。 铸造：是将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，制备铸件的工艺方法。 与其它工艺相比，铸造具有的优点： ① 适用范围广
② 不受金属或合金种类限制 ③ 铸件尺寸精度高 ④ 成本低廉
第一章 粘土砂及涂料
1. 铸造工艺设计：根据铸造零件的特点，技术要求，生产批量和生产条件等确定铸造方案
和工艺参数，绘制工艺卡等技术文件的过程。
2. 3. 4. 5.
原砂中颗粒直径小于20um部分所占的质量分数统称为原砂的含泥量。 铸造用砂的粒形大致分为三类：即圆形、多角形、尖角形。○、□、△ 角形系数（E）是铸造用硅砂的实际比表面积与理论比表面积的比值。
ZGS 92-50/100(54A)：铸造用硅砂、硅砂中二氧化硅质量分数最低为90%、主要力度组成为三筛，其首筛筛号为50，尾筛筛号为100，粒度的平均细度值为54，平均细度偏差为±2。
6. 粘土砂铸型常见的缺陷：夹砂、粘砂、裂纹、侵入性气孔。 7. 8.
第二章 无机化学粘结剂型（芯）砂
1. 常用的无机化学粘结剂有水玻璃、水泥、磷酸盐聚合物等。 2. 钠水玻璃CO2硬化法优缺点：
优点：①混砂、紧实、硬化、起模均很简易。②CO2便宜、安全。
缺点：①浇注后溃散性差。②旧砂难用摩擦法再生。③硬化的型、芯保存性差（尤其在寒冷潮湿条件下）。④强度稍显不足。
3.
第三章 有机化学粘结剂砂
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第四章 铸造工艺及工装设计概念
第五章 铸造工艺方案的确定
1. 型砂和芯砂的组成：原砂+粘结剂+附加物。
2. 砂型铸造的铸型：湿型、干型、表面干型、自硬型 3. 浇注位置－浇注时，铸件在铸型中所处的位置/铸件的某个表面位于铸型的上、下还是侧
面。 4. 浇口位置－内浇口与铸型型腔连接处的位置/液态金属流入铸型型腔的位置。 5. 浇注位置的选择原则
① 铸件的重要加工面应朝下或呈侧立面 。 ② 尽可能使铸件的大平面朝下，以避免形成夹砂和夹杂缺陷。 ③ 应保证铸件能充满 。
④ 应有利于铸件的补缩 。 ⑤ 应尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬臂砂芯，便于下芯，合箱及检验 。 ⑥ 应使合箱位置、浇注位置和铸件的冷却位置相一致。 6. 分型面：两半铸型相互接触的表面。 7. 选择分型面时应注意以下原则： ① 应尽量使铸件全部或大部置于同一半型内 ② 应尽量减少分型面的数目 ③ 分型面应尽量选择平面 ④ 便于下芯、合箱及检查型腔尺寸
⑤ 选定分型面时不要使某一砂箱过高 ⑥ 对受力件，分型面的选择不应削弱铸件结构强度
⑦ 应注意减轻落砂、清理和机械加工的工作量 分型面的选择原则原则有的相互有矛盾。一个铸件的分型面毕竟以满足哪几项原则为最重要，这需要进行多方案的分析对比，最后选出最优方案。
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第六章 铸造工艺参数及砂芯设计
1. 尺寸公差：铸件各部分尺寸所允许的极限偏差。CT1~CT16 2. 重量公差：以占铸件公称重量的百分率为单位的铸件重量变动的允许值。MT1~MT16 3. 机械加工余量：为了保证零件加工尺寸和精度，在铸造工艺设计时，将加工表面上留出
的、准备切去的金属层厚度，称为机械加工余量。
4. 铸造收缩率：K?LM?LJ?100%
LM5. 起模斜度：为了方便起出模样或取出砂芯，在模样、芯盒的出模留有一定斜度，以免损
坏砂型或砂芯。这个斜度，称为起模斜度。
6. 分型负数
7. 反变形量：在制作模样时预先做出来的变形量称为反变形量。 8. 砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔及铸件外形不能出砂
的部位。分为Ⅰ~Ⅴ级砂芯。
9. 芯头：伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。 10. 砂芯的定位、支撑、排气。
第七章 浇注系统设计
1. 浇注系统是铸型中液态金属液流入型腔的通道，通常由
浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道等单元组成。
2. 浇注系统的主要功能
① ② ③ ④
使液态合金平稳充满砂型；
阻挡夹杂物进入型腔，以免形成渣孔；
调节铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序； 起一定的补缩作用，在内浇道凝固前补给部分液态收缩；
⑤ 让液态合金以最短的距离，最合适的时间充满型腔，有足够的压力头，并保证金属液面
在型腔内有必要的上升速度等，以确保铸件的质量； ⑥ 充型流股不要正对冷铁和芯撑； ⑦ 合理的浇注系统应能节约金属，有利于减少冒口的体积。 ⑧ 结构简单紧凑，利于提高铸型面积的利用率，便于造型和从铸件上清除。
3. 合金液在砂型中流动的水力学特点：
① 多孔管中流动：型壁的多孔性、透气性和合金液的不相润湿性，给合金液的运动以特殊边界条件； ② 黏性流动：在充型过程中，合金液和铸型之间有着激烈的热作用、机械作用和化学作用； ③ 不稳定流动：浇注过程是不稳定流动过程； ④ 紊流流动：合金液在浇注系统中一般呈紊流状态； ⑤ 多相流动
4. 浇口杯作用：用来承受来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注，减轻液
流对型腔的冲击，分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔，增加充型压力头等。
5. 横浇道：
① 横浇道用以连接直浇道与内浇道，并将金属平稳而均匀的分配给各个内浇道； ② 主要作用是捕集、保留由浇道流入的夹杂物，所以又称“捕渣器”，是浇注系统最后一
道挡渣关口。 ③ 要求横浇道平稳、缓慢地输送金属液，而低速流动又可减少充填时对型腔时的冲击，利
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于渣粒在横浇道中上浮并滞留在其顶部而不进入型腔。
6. 横浇道具有撇渣作用的条件：
① 横浇道必须呈充满状态； ② 液流的流动速度低于渣粒的悬浮速度（渣粒能在横浇道中浮起）； ③ 液流的紊流搅拌作用要尽量小；
④ 应使夹杂物有足够的时间上浮至顶面，横浇道的顶面应该高出内浇道区一定距离，末端
应加长； ⑤ 内浇道和横浇道应有正确的相对位置。 7. 内浇道的作用： ① 内浇道的作用是引导金属液进入型腔。
② 内浇道比较短，本身不能挡渣，但是合理的结构尺寸与与横浇道的连接方式将有利于横
浇道的挡渣。
③ 内浇道可以调节铸型与铸件各部分的温差和凝固顺序；分配金属液；控制金属液流的充
型速度与方向，使之平稳充型。
8. 浇道对凝固顺序的影响
① 同时凝固能使铸件中内应力最小，因而铸件变形量也小，但不能防止缩孔、缩松，故主要适用于液态和凝固收缩不大的合金(灰铸铁)及壁厚均匀的其他合金的薄壁铸件。 ② 顺序凝固时内应力大，变形也大，易造成裂纹缺陷。但收缩大的合金如铸钢、可锻铸铁
及大多数有色金属铸件，防止产生缩孔和缩松常是工艺上首要考虑的问题，故需采用顺
序凝固的原则，将缩松、缩孔集中并移入冒口。
9. 内浇道在铸件上开设位置
① 对壁厚均匀的铸件，应当采用同时凝固的方式，可选用多个内浇口分散引入金属液。壁厚不均匀的铸件，可从薄壁处引入，这样可以平衡铸型各部分的温差，使铸件大体在相同时间凝固； ② 对需要采用冒口补缩的铸件，应获得顺序凝固的条件，从厚壁处引入金属液，形成从薄壁到厚壁最后到冒口的先后凝固顺序； ③ 对于结构复杂的铸件，往往采用同时凝固和顺序凝固相结合的解决方法。即对每一个补缩区按顺序凝固的需要安放内浇道，但对整个铸件，则需要按照同时凝固的方式采用多
个内浇道分散充型； ④ 在铸件壁厚相差悬而又必须从薄壁处导入金属时，则应同时使用冷铁使厚壁处先凝固及加大冒口等工艺措施； ⑤ 内浇道应使液流顺壁流入，不冲刷型壁，不冲击型芯，且不阻碍收缩； ⑥ 内浇道应该避开铸件的重要加工面部分，防止出现晶粒粗大，降低耐磨性等； ⑦ 内浇道的位置应使造型清理方便，且不阻碍铸件的收缩。
10. 封闭式浇注系统是指从浇口杯底孔到内浇道的断面积逐渐缩小（即内浇道的断面积之和
最小，浇口杯底孔的断面积最大），其阻流断面正好是内浇道的浇注系统。
11. 优点：封闭式浇注系统充满快，故在浇注后不久就有好的挡渣能力；还可以减少金属液
的消耗，在铸型中也较好安排，便于清理；可以防止气体卷入金属液中， 适合于中小
型铸铁件。
12. 缺点：流速较大，有时甚至向型腔产生喷射现象使合金液发生氧化，不适合于易氧化的
非铁金属铸件或压头高的铸件。
13. 这种浇注系统是指从浇口杯底孔到内浇道的断面逐渐加大，阻流断面在直浇道上口的浇
注系统。浇注过程呈无压流动状态。
14. 特点：①挡渣能力很差，熔渣和气体容易进入型腔，造成废品；同时消耗的金属液也较