文档说明

本文档基于国内头部铸造企业30年生产数据整理，包含完整的工艺参数表、缺陷解决方案和实际生产案例，适合一线技术人员和工程师使用。

一、铸造工艺概述

铸造是将金属加热至熔融状态后浇入预制的型腔中，待其冷却凝固后获得所需形状和性能零件的制造工艺。作为最古老的金属成型方法之一，铸造在现代制造业中仍占据不可替代的地位，约占汽车零部件总重量的65%、机床总重量的80%、工程机械总重量的70%。

1.1 铸造工艺的核心优势

• 可以制造形状极其复杂的零件，特别是具有复杂内腔的毛坯（如发动机缸体、缸盖等）
• 适应性极强，几乎不受零件尺寸（几克到数百吨）、重量和生产批量的限制
• 原材料来源广泛，成本比锻造低30%-50%，工艺废料可100%直接回收利用
• 零件的形状和尺寸与成品接近，可减少50%-80%的切削加工余量，显著降低生产成本

1.2 铸造工艺分类及技术参数对照表

图1：不同铸造工艺在成本、精度、效率上的对比曲线

二、砂型铸造核心工艺（80%铸件采用此工艺）

砂型铸造是应用最广泛的铸造方法，占铸件总产量的80%以上，其工艺过程包括：造型材料准备→造型制芯→熔炼浇注→落砂清理→质量检验。

2.1 造型材料准备（工艺质量核心）

型砂组成及技术要求

型砂性能控制标准（工厂实测数据）

性能指标	铸铁面砂	铸钢面砂	有色合金面砂	背砂	检测方法
湿压强度(MPa)	0.1-0.15	0.15-0.2	0.08-0.12	0.06-0.1	万能强度试验机
透气性	80-120	100-150	120-180	150-200	透气性测定仪
含水量(%)	4-5	5-6	4-5	3-4	烘干法
含泥量(%)	<5		<4	<8	洗砂法
紧实率(%)	40-50	45-55	35-45	30-40	紧实率测定仪
发气量(mL/g)	<20	<15	<18	<25	发气量测定仪

2.2 造型制芯工艺参数

手工造型（单件小批量生产）

• 春砂紧实度：铸件本体部位80-85硬度单位，浇道冒口部位75-80硬度单位
• 排气孔设置：距模样表面2-3mm，间距50-100mm，直径2-3mm
• 分型剂：石墨粉、滑石粉、硅油，喷涂均匀，厚度0.05-0.1mm
• 起模斜度：1°-3°，根据模样高度和起模方法确定

机器造型（大批量生产）

• 型砂压实比压：0.5-0.8MPa，高压造型可达1.5-2.0MPa
• 射砂压力：0.4-0.6MPa，射砂时间0.5-2秒
• 模板温度：40-60℃，防止型砂粘附
• 生产效率：100-300型/小时，高速线可达500型/小时

图2：自动化砂型铸造生产线工艺流程图

2.2 造型制芯工艺

手工造型

• 适用于单件小批量生产，灵活性高
• 常用方法：整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、刮板造型

机器造型

• 适用于大批量生产，效率高，质量稳定
• 常用方法：震压造型、高压造型、气冲造型、射压造型

2.3 熔炼与浇注工艺（决定铸件内在质量）

金属熔炼工艺参数

熔炼质量控制要点

• 铸铁：球化处理采用冲入法，稀土镁球化剂加入量1.2%-1.8%，孕育剂加入量0.6%-1.0%
• 铸钢：脱氧采用预脱氧+终脱氧工艺，铝加入量0.05%-0.15%，控制硫≤0.04%、磷≤0.04%
• 铝合金：旋转除气+精炼处理，除气时间10-15分钟，含氢量≤0.15mL/100g
• 所有合金：严格控制炉料质量，废钢比例≤30%，炉料必须预热至200-300℃，严禁带水入炉

浇注工艺规范

• 浇注速度：采用"慢-快-慢"曲线，初始慢浇防止卷气，中间快浇保证充型，后期慢浇减少缩孔
• 浇注时间：中小型铸件10-30秒，大型铸件30-120秒，根据铸件重量和壁厚计算
• 浇注系统设计比例：直浇道:横浇道

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