第3章 加工技术

3.1 铸造

3.1.1 概述

铸造是金属材料成型工艺之中的一种工艺方法。铸造是将熔融金属浇入铸型，经凝固后获得有一定形状和性能的金属物件的成型方法。利用铸造方法获得的金属物件称为铸件。

3.1.1.1 铸造分类

铸造分类如图3-1所示。

3.1.1.2 铸造生产在机械制造中的地位和作用

在机械制造工业中，多数机械零件是用金属材料制成的。如果这些零件完全利用机械加工方法切削成型，则不但要浪费金属材料，而且要耗费大量的加工工时。为了减少加工工时，节省金属材料，提高经济效益，一般是先将金属材料制成与零件形状相似的毛坯件。制造毛坯件常用的方法有铸造、锻压和冲压等。

在一般机械中，铸件占整个机械重量的40%~90%；在农业机械中占40%~70%；在金属切削机床中占70%~80%；在重型机械、矿山机械、水力发电设备中占80%以上。在国民经济的其他部门中，铸件也得到了广泛的应用。

随着改革开放的深入，我国国民经济取得了持续的发展，年产各类铸件的总产量达千万余吨，稳居世界第一；铸造企业的装备条件有了很大的改善；在铸件产品质量方面，我国大多数骨干企业已达到国际水平；不少生产出口铸件的企业，外方已确认其产品可以免检；还有不少企业已具备使其铸件质量达到国际先进水平的条件。

3.1.1.3 铸件的特点

铸件能够得到如此广泛的应用，是因为它具有以下优点：

①适应性强。制造机械零件常用的材料，如铁、钢和各种非铁合金等都能进行铸造。铸件的轮廓尺寸可小到几毫米，大到十几米；其质量可小至几克，大到数百吨。用铸造方法生产的铸件，不仅可以有复杂的外形，还可以有复杂的内腔。铸造生产既适用于单件小批量生产，也适用于大量成批生产。

②成本低廉。铸件的形状和尺寸与机械零件相近，节省了大量的金属材料和加工工时；生产中的金属废料和废件，可以回炉重熔；铸件的生产周期短，投资少。

铸造生产在我国有着悠久的历史，据出土文物考证和文献记载，我国的铸造技术已有6000年的悠久历史，是世界上最早掌握铸造工艺的文明古国之一。铸造技术的成就推动了农业生产、兵器制造及天文、医药、音乐、艺术等方面的进步。毫不夸张地说，铸造在我国古老的历史上占有极其重要的地位。远在青铜器时代和封建社会的前期，大部分青铜器件和铁器件都由铸造成型，这一点和欧洲主要使用锻造成型有所不同。聪明的古代铸造匠师们以其精湛的技艺创造了一系列优秀技术，从而谱写了留芳于后世的铸造史。

在我国夏代，就开始采用陶范(泥型)铸造青铜手工器具和农具，它对商周社会的发展起到了重大作用，从而造就了举世闻名的以葬器铸造为特征的灿烂的商周青铜文化。铸接工艺到商代晚期已臻成熟，并具有各种形式。最著名的司母戊大方鼎，高1.33 m、长1.16 m、宽0.79 m，重达879 kg，经X射线探伤检测，认定其鼎耳就是用铸接工艺同鼎体连接的。春秋战国时期，陶范铸造技术有了新的发展，突出表现在编钟和剑的铸造上。湖北随县曾侯乙大型编钟群共65枚，总重达2.5 t，每钟可发出两种乐音。它的出土，引起了国内外普遍重视，被誉为“世界第八大奇迹”。形状极其复杂的甬钟，铸型分为两段四个层次，由百余块范芯组成。湖北江陵出土的越王勾践剑，至今光亮无锈，锋利如新，剑首同心圆薄壁构造，厚仅0.4 mm，系铸造成型。

铸铁，是生铁冶铸技术在世界上最先发现并得以广泛使用的一项发明，是世界冶金史上具有重大意义的事件，并由此而形成了东西方古代钢铁技术的不同发展途径——东方的铸铁文化和西方的锻铁文化。我国最早的铸铁实物出现于春秋中期(公元前六七世纪)。就对中国社会历史发展的影响来说，铸铁所起的作用继古代四大发明之后，称为中国第五大发明是当之无愧的。

为了制造更复杂的器形和纹饰，到西周东周之交，在陶范铸造的基础上，我国又发明了熔模(失蜡)铸造工艺。1978年湖北随县出土的战国初期的青铜尊和盘，就是我国先秦熔模铸造产品的例证。铜尊中形状与范纹最复杂的部位是颈部的透空附饰，它由3个层次的铜撑、铜梗和纹饰组成，经考古反复论证，属于熔模铸造的铸件。再如西汉的鎏金长信宫灯、明代浑仪、乾隆朝钟均是用熔模铸造的享有盛誉的精密铸件。

西汉时期云南滇池生产的贮贝器、铜兵器，有的由数百个动物、人物镶铸成型，有的盘绕着牛、虎、蛇等动物形象，具有熔模铸造艺术铸件的典型特征。该文物的出土是这一工艺在边远少数民族地区得以应用的重要例证。

到清代，宫廷手工业就采用熔模铸造法作为创作艺术铸件的主要方法。从早期的青铜尊、盘透空附饰，到现今的无余量叶片，显然有其内在的历史联系与渊源。

随着生铁冶铸技术的发展和铸铁性能的提高，采用铁范(铸铁金属型)成批铸造生铁器件，是我国冶铁术的重大创造，曾引起国内外的广泛重视。汉代至南北朝，我国铁范的应用范围逐步扩大，斧、锄、镰等农具都采用铁范来生产。唐宋时期犁铧、犁镜，鸦片战争期间的铸炮等，也都是采用铁范铸制的。我国1942年出版的《铸炮铁模图说》一书中详细记述了铁范制作工艺及其优点，铁范铸件质量好、生产成本低、节省工时，适于战时使用等，这可称得上是世界最早阐述铸铁金属型的专著，也说明我国使用铸铁金属型有较长的历史。

到春秋中、晚期，我国开始采用层叠铸造，批量生产小型铸件的先进技术，如铸造青铜刀币。它不仅能减少作业面积，提高生产率，还可以改善铸件质量。到汉代叠铸技术应用得更为广泛，如用来制作钱币、车马器等，规范化的程度更高。至今叠铸仍在我国一些手工操作和个别机器造型的厂家中应用，这是一种深受工人喜欢的工艺。

唐代以后，大型、特型、特大型铸件的不断涌现，表明中世纪我国冶铸生产的宏大规模。现存著名的大型铸件有沧州铁狮(约40 t)、正定铜佛(约50 t)、当阳铁塔(约53 t)、兰州铁柱(约14 t)、永乐大钟(约46 t)等。目前，我国各地可见的大型铸件还有鼎、炉、旗杆、铁牛、大炮、浑仪和针灸铜人等，其铸造方法有分段接铸、分铸组装和整体浇注3种。造型、制芯工艺大多为先做好蜡模或其他材质的实样，外型用泥范分组分段成型，泥芯一般是做成整体的，如沧州狮用409块泥范作出外形，泥芯就是整体的。隋唐以来，大型铜、铁铸件生产规模之大，铸造技术难度之高，在世界上是罕见的。

总之，我国古代的铸造工匠，在长期实践中表现出了卓越的才能、无穷的智慧及惊人的创造力，为铸造业的发展作出了巨大的贡献。上述商周陶范铸造、传统熔模铸造、生铁冶炼技术、铸铁金属型、层叠铸造和大型铸件铸造等重大技术成就，使我国古代的铸造工艺，从商代中、晚期到产业革命前，一直处于世界领先地位。其中有些铸造工艺，虽然经历了几千年的发展和演变，但仍沿用至今，受到广大铸造工作者的欢迎。

由于中国封建社会的历史过于漫长，进入近代后，中国铸造技术长期处于停滞状态，中华人民共和国成立后，我国的铸造技术又有了很大的发展，突出地表现在3个方面：造型、制芯的机械化自动化程度明显提高；取代干型黏土砂和油砂的化学硬化砂的广泛应用；铸造工艺技术由凭经验走向科学化。这对于提高生产效率，降低劳动强度，改善铸件的内在质量和外观质量，节约原材料及能源起了重大作用。

世界各国都很重视铸造生产的机械化自动化程度，经历了三个发展阶段：单机开发，提供成套工艺设备；普及机械化、自动化生产线到机电一体化；电子计算机等自控系统在铸造工艺、设备和管理中应用。我国从20世纪50年代初纺织机械行业(上海中国纺织机械厂、山西经纬纺织机械厂)自行设计、投产的机械化造型的铸造车间开始，先后在机床、汽车、拖拉机等企业从国外引进了机械化造型生产线，从此结束了我国长期沿袭下来的单一的手工造型方法，进入了机械化生产年代。低噪声的气动微震造型机是批量生产中、小铸件，较为经济、应用最广泛的一种造型设备。由于它使用的砂箱简单、动力源单一、灵活性大、对型砂无特殊要求等特点，近几年的实践证明，由一对或两对造型机为主机布线的机械化、半自动、自动造型线具有投资少、周期短、可靠性高、操作维修方便等优点，特别是具有稳定可靠的生产率，为中小企业带来了可观的效益。但是，这种设备生产的砂型紧实度较低，起模斜度较大，生产出的铸件精度和表面质量仍不理想，用来生产壁厚(3.5~4.0) mm±0.5 mm的铸件十分困难。20世纪60年代以后，在大批量生产铸铁件的铸造车间又开发了高压造型生产线。高压造型的主要优点是：由于机械化自动化程度高，因而生产效率很高，一般200型/h左右；砂型紧实度高且较均匀，浇注时变形小，铸件精度高(可达CT10~ CT12级)，表面质量好(一般表面粗糙度为Ra 25~50 μm)。高压造型机的种类很多，近年来国内外推广应用的主要是多触头高压造型机和射压造型机。按分型方式，高压造型机又分为水平分型和垂直分型两种。相对来说，多触头高压造型机多用于比较大的铸件，而射压造型机多用于比较小的铸件。无箱射压造型机结构简单、紧凑，成线辅机少，生产效率高。只要工艺上合理，具备批量生产规模，用这种造型机是比较经济的，特别适用于无芯或少芯的铸件。其中，水平分型的射压造型机更引起不少企业的关注，因为在工艺上不需要变动，又可省去大量价格昂贵且维修量大的砂箱，所以国内外目前应用较多。鉴于多触头高压造型机的结构比较复杂，造价高，对设备的维修保养要求也较高，对工艺装备如模样、砂箱等要求高，尤其是噪声较大，砂型紧实度分布不匀，为此，瑞士GF公司于1978年提出了燃气冲击造型工艺的专利，并于1980年出售了第一条生产线。该公司又于1982年开发售出了空气冲击造型生产线，随后德国BMD公司于1983年也售出了第一条气冲造型生产线。这种最新的造型方法可以一次紧实造型，能以较低的有效压力得到较大的砂型强度和较高的紧实度。它的主要特点是：机器结构较简单，砂型的紧实度高且分布均匀，能生产出较复杂的砂型，生产效率高，工作噪声较低，对模样选材无特殊要求。尤其是压缩空气冲击造型机，不需要特殊的压气机，使用安全可靠，工作方便，是近年来发展较快、应用较广的一种造型方法，在我国已有不少工厂投产应用。同时，空气冲击造型机在国内也已研制成功并设计制造出成套的气冲造型线。但是，拥有较先进的成套技术设备的铸造厂目前在我国还为数不多，仅限于汽车、内燃机、机床等一些大、中型企业。因此，提高我国铸造生产机械化自动化程度，对于改善铸件质量，节约能源与原材料，减轻劳动强度，增加企业效益，仍属铸造企业技术改造当务之急，有着极其重要的作用。

我国铸造行业虽然已进入厂点多、产量大、门类齐全的世界铸造大国行列，但与美、日、德、法等铸造强国相比，还有相当大的差距。我国铸造生产必须走优质、高效、低耗、清洁，可持续发展的道路，才能迅速由大变强。

世纪之交的技术经济特征就是高新技术发展引发知识经济的出现。知识经济的实现方式主要有两种途径：一是高新技术的产业化；二是传统产业的高新技术化。我国铸造行业只有实现高新技术化才能面对国内外市场的激烈竞争。通过不断吸收电子、信息、材料、能源、现代化管理等高新技术成果，与传统铸造技术相结合形成一批先进铸造技术。它们不仅应用于铸件开发及生产，而且也影响到组织管理、营销、售后服务等环节，正显著改变铸造行业的技术面貌，使之以崭新的形象展现在世人面前。

3.1.1.4 铸造生产的基本工序及其操作过程

铸造生产是一个复杂的操作过程，包括金属材料和非金属材料的准备、金属熔化、造型、烘干、合型浇注及落砂清理等工序，金属液凝固冷却后才能获得铸件。

铸造按生产方法不同，可分为砂型铸造和特种铸造。用砂型铸造生产铸件的方法，目前占铸件总生产量的80%以上。

1．砂型铸造生产的基本操作

(1)型砂和芯砂的制备。

造型、制芯所用的型(芯)砂的制备，是将按一定比例配合的造型材料，根据工艺要求进行混碾，达到符合造型要求的过程。

型砂是由原砂和黏结剂混制而成的。原砂是耐高温材料，它是型砂的主体材料，常用二氧化硅(SiO2)含量较高的硅砂作为原砂。黏结剂的主要作用是把砂粒黏结在一起，常用黏结剂有黏土、水玻璃、树脂等。

型砂的制备过程，包括配料、混合、发送。型砂的制备设备多采用碾(搅)轮式混砂机。

(2)造型、制芯。

造型是用型砂、模样(芯盒)等工艺装备，制造砂型芯。在实际生产中，由于铸件的结构形状、尺寸大小和技术要求等不同，致使造型、制芯方法多种多样。

2．造型造芯方法分类与选择

1)造型方法分类

(1)按铸型种类分类。

干型：以黏土或膨润土为黏结剂，砂型烘干后水分少、强度高、透气性好，但成本高，劳动条件差，不易实现机械化、自动化。适用于结构复杂、质量要求高的单件、小批生产的各类铸造合金的中大型铸件。

湿型：以膨润土或黏土为黏结剂，砂型不烘干，成本低，劳动条件好，机械化造型应用大多采用活化膨润土砂高压造型，可得到强度高、透气性较好的砂型。适用于单件或大批大量生产的铸铁、有色金属中小件及小型铸钢件。

表干型：只将表面层(15~80 mm)烘干，具有干型的优点而避免了一些缺点，比湿型强度高。一般用活化膨润土砂，适用于结构较复杂、质量要求较高的单小批生产的中、大型铸铁件。

水玻璃砂型：强度高、硬化快、生产效率高、粉尘少，多采用CO2硬化。一般不需烘干，各种铸件均可应用，尤其铸钢件和大型铸铁件应用较多。

树脂砂型：强度高、自硬、精度高、易清砂、生产效率高，适用于各类铸造合金的大、中型铸件的单件或批量生产。

双快水泥砂型：利用快凝、快硬的双快水泥作黏结剂，具有自硬快的特点，生产效率高、劳动条件好、无缩沉、不黏砂，用于单件、成批的铸铁件生产。

石灰石砂型：以石灰石砂为原砂，常用水玻璃作为黏结剂，CO2硬化或自硬，易清砂，硅粉尘少，用于铸钢件生产，但易缩沉，浇注时产生大量CO2气体。

(2)按模样材料分类。

本模造型：生产准备周期短，但模样易吸潮变形，不易起模，铸件尺寸精度低，适用于单件、小批生产。

金属模造型：模样寿命长，表面光滑易起模，铸件尺寸精度高，成本高，适用于大量、成批生产。

塑料模造型：模样轻、造型方便、铸件尺寸精度较高，使用寿命较长，但模样修理困难。适用于大量、成批生产中、小简单件。

(3)按砂型紧实成型方式分类。砂型紧实成型方式有手工造型和机器造型两大类。

①手工造型方法分类、特点与适用范围。

砂箱造型：在砂箱内造型，操作方便、劳动量较小。适用于大批，单件，大、中、小件均可。

脱箱造型：造型后取走砂箱，浇注时无箱或加套箱。适用于小件生产。

刮板造型：用刮板刮出砂型，节省制造模样的工时和材料，但造型生产率低，用于单件、外形简单的铸件，尤其是圆形件组芯造型。铸型由多块型芯组成，可在砂箱内、地坑中或用夹具组装，用于单件或成批结构复杂件的生产。

地坑造型：在地坑中造型，不用砂箱或只用盖箱，操作复杂、生产周期长。常用于大、中型铸件的单件生产。

劈模造型：将模样和砂箱分成几部分，分别造型，然后组装，便于操作，但模样、砂箱制造复杂。适用于大型复杂铸件的中批量生产。

②机器造型分类、特点与适用范围。

a．震实。

震击紧实，机器结构较简单，但铸型上松下紧，生产率较低。适用于一般铸件中、小批量，流动性较好的型砂。

b．压实。

单向压实：一般压实比压<0.4 MPa，机器结构较简单，噪声小，但紧实度不均匀。

差动压实：首先压头预压(上压)，然后模样面补压(下压)，最后压头终压，比单向压实紧实度和均匀度高。适用于简单扁平铸件中、小批量生产。差动压实可生产较复杂铸件。

c．震压。

普通震压：震击后加压补实，振幅30~80 mm，紧实度比震实式有所提高，但噪声大，对设备基础要求高。适用于一般铸件的中、小批量生产。

高压多触头：震击频率400~3000 Hz，小振幅8 mm，先微震后压实或同时进行，紧实度及均匀度较高。适用于中小复杂铸件的各种批量生产。

射压：低压射砂高压压实，压实比压：垂直分型>2 MPa，水平分型<1 MPa。铸型紧实度及均匀度较高，噪声小，生产率高。适用于结构较简单的小件大批量生产，尤其适用于无芯或少芯铸件。

d．气流紧实。

静压造型：加砂后用0.45~0.8 MPa压缩空气紧实，再用压头补压成型，设备结构较简单，生产率高，噪声低。适用于中小复杂铸件的中、大批量生产。

气流冲击：利用压缩空气或燃气冲击波紧实铸型，紧实度分布较均匀，设备结构简单，噪声低，能耗少，生产率高。适用于中、小复杂铸件的大批量生产，可配自动线，也可用于中、小批量的机组造型。

动压冲击：动压冲击是将高压多触头和冲击造型结合起来的造型方法。触头可单独控制，驱动气压可调，触头有效长度可达砂箱高度的70%，各触头间距及触头尺寸可根据需要而定，紧实头的冲击速度可达5m/s。适应于中、小复杂铸件的大批量生产，尤其是适用于轮廓高度差悬殊的铸件。

抛砂造型：用抛砂方式填砂和紧实，常需人工补实。适用于中、大铸件的单件小批生产。

覆砂造型：在金属型内腔覆盖5~15 mm的砂层，可用树脂砂或流态砂；铸型刚度大，有利于消除球墨铸铁的缩孔和缩松。适用于大批量生产较厚大的球墨铸铁件，如曲轴等。

水玻璃砂真空CO2硬化造型法(VRH法)：将水玻璃砂砂型置于真空室或真空下，将水玻璃短时间充填密封的砂箱，以约0.05 MPa的负压使CO2气体通过砂型硬化。此法紧实度高且均匀。适用于各类铸件的单件小批生产，尤其适用于尺寸大小接近的中小件。

真空密封造型(V法)：用单一干砂作原砂，用塑料薄膜经加热后在带有通气眼和抽气装置的模样上覆膜成型，密封砂箱，在真空下紧实、起模、下芯、合型、浇注，是一种物理造型法。适用于较简单铸件(如叉车平衡锤、钢琴弦架、浴盆等)的中、小批量生产。

2)造芯方法分类

造芯有手工造芯和机器造芯两类。

(1)手工造芯。

刮板造芯：节省制造芯盒的材料和工时，但操作复杂，生产率低，用于形状简单的旋转体或断面一致的单件大、中型芯。

芯盒造芯：利用芯盒内壁的形状造芯，尺寸较准确，但生产率低，可制造各种形状、尺寸的型芯，主要用于中、小批量生产。

(2)机器造芯。

震实式：震击紧实，大型芯用风动捣固机辅助打实。噪声大、生产率不高、基础要求高，适于不填焦炭的中、大型型芯及小型芯的批量生产。

微震压实式：在微震的同时加压紧实型芯，生产率较高，制芯机较复杂，有噪声，用于黏土砂、油砂的批量生产。

挤压式：利用机械传动，将芯砂从成型管中挤出而造芯，生产率高，用于成批大量生产断面尺寸不变的形状简单的小型芯。

壳芯式：芯砂吹入芯盒，加热结壳后倾出余砂，硬化成型，节省材料、尺寸精确、操作方便、生产率高，用于易于机械化、形状不太复杂的中等型芯的大批量生产，使用树脂覆膜砂。

冷芯盒法：原砂与冷芯盒树脂混合后射入芯盒，吹气硬化，尺寸精确、操作方便、生产率高、易于机械化，用于木、塑、金属芯盒形状复杂的中、小型芯的中、大批量生产，广泛用于汽车、拖拉机铸件。

热芯盒法：射砂紧实，加热硬化，尺寸精确，操作方便，生产率高，易于机械化，热芯盒制造方便，但寿命较短。用于形状复杂的中、小型芯的中、大批量生产，适用于呋喃树脂砂和酚醛树脂砂。

自硬砂流水线：混砂机、震实台、起模机组成机械化流水线，一般造型与造芯在同一线上完成。适用于各种自硬砂的大型芯单件、小批、中批量生产。

3．砂型、砂芯烘干

在铸造生产中，对于大、中型铸件和质量要求较高的小型铸件，都需要干砂型、表面烘干型或干芯浇注，以保证铸件质量。除部分铸型采用自硬或自然干燥方法使铸型脱水或部分脱水外，大部分干砂型和表面烘干型都需要进行加热、升温、烘干处理去除型(芯)中的水分，使黏结剂固化，提高铸型强度和透气性，降低型(芯)的发气量，提高铸件的表面质量和减少铸件缺陷。

不论是表层烘干或完全烘干型(芯)，其烘干过程都要经过下列3个阶段：

①型(芯)预热升温阶段。湿型(芯)装在烘炉内，关掉大部分排气烟道，用小火慢慢加热提高炉温，把热气保留在炉中，迫使炉气水分饱和，延缓水分从型(芯)表面蒸发，使型(芯)内部逐渐预热升温，达到全部预热，然后迅速提高炉温，达到恒温烘干温度。

②水分蒸发恒温阶段。在恒温蒸发过程中，型(芯)内部湿度大于外部，内部温度低于外部，水分由型(芯)内部不断往外迁移，热能由型(芯)外部向内部不断迁移，在热能与水分的迁移作用下水分被蒸发。恒温一段时间后开放全部排气道，让蒸发的水分排出炉外，新的干燥炉气不断进入炉内继续吸收水分并带出炉外，从而逐渐把型(芯)烘干。

③降温冷却阶段。水分蒸发到规定要求后，停止加热，并打开排气道，炉温慢慢降低，砂型或砂芯随炉缓慢冷却，随着炉温的降低，砂型和砂芯强度逐渐提高。

4．下芯、合型

合型是将砂型的各个组元如上型、下型、砂芯、浇口杯等，组合成一个完整砂型的操作过程。

经烘干的型(芯)应整齐地摆放在浇注场地，吹净浮砂，按图下芯后合型等待熔炼浇注。

5．铸造合金及熔炼

金属熔炼是通过熔炼炉对固态炉料进行加热，将固态的金属炉料熔炼成具有一定成分和温度要求的液态合金，以满足生产工艺需要的过程。

铸件都由液态合金在铸型中冷却凝固而成(即使金属焊接时，焊缝中也要发生结晶凝固过程)。因此，铸造合金的液态结构、物理性质、结晶凝固特点以及铸造合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能(也称铸造性能，包括流动性、收缩性、偏析、气体及夹杂物等)对铸件的质量有着极为重要的影响，是我们制定合理的铸造工艺，获得健全铸件的重要依据。

铸造合金熔炼一般工艺流程是：熔炼设备的检查→浇注包的准备→炉料的准备→配料→装料→启炉熔化→调整成分→脱氧→扒渣→出钢(出铁)→浇注。

6．铸造合金浇注

浇注是将熔融金属，用浇包注入型腔的操作过程。浇注时，浇包要靠近浇口杯，并使浇口保持注满状态，以免熔渣进入型腔，使铸件产生夹渣等缺陷。

7．落砂清理

落砂是铸件凝固并冷却到一定温度后，用手工或机械的方法，使铸件与砂型分开的过程。

清理是去除铸件内外表面的黏砂和多余金属，如浇冒口、飞边毛刺、氧化皮等。

8．铸件热处理

为了消除铸件中的铸造应力，防止铸件产生变形或裂纹，提高铸件的力学性能和加工性能，必须对铸件进行热处理。铸件经热处理后，经过表面清理及严格检验合格后入库。

3.1.2 铸造工艺及设备

3.1.2.1 铸造工艺设计的内容和原则

1．铸造工艺设计的必要性

为了保证铸件质量，对于铸造过程中各个主要工序，如配砂、熔炼、造型和造芯、合箱浇注、清砂精整等，都要制定出工艺守则，它规定了各个工序中共同遵守和执行的一般的工艺操作方法。但是仅仅有工艺守则还不够，由于铸件的结构、技术要求等各不相同，它们的铸造工艺还有其本身的特殊要求，所以必须根据铸件的具体要求来编制各自的铸造工艺。工艺守则和铸造工艺设计是保证铸件质量的两项重要的技术管理措施。

铸造工艺设计的意义在于以下几点：

①有利于采用先进的工艺获得高质量、低成本的铸件。

②根据工艺进行工序检查，产生铸造缺陷时便于查找原因、采取纠正措施。

③根据工艺设计进行技术准备，如准备砂箱、芯骨、必要的工艺装备和工具，有利于保证正常的生产秩序，方便生产计划调度。

④可以不断地积累和总结经验，提高铸造生产技术水平。

2．铸造工艺设计的内容和决定条件

1)铸造工艺设计的主要内容

在大多数情况下，铸造工艺设计包括以下几个方面：

①确定铸件的浇注位置和分型面，画出标有机械加工余量和拔模斜度的铸件图。可以在零件图内画出，也可以专门画出。

②在铸件图上标出型芯的形状、大小、分型分模面，完成模样工艺图。

③确定造型、造芯工艺方案，包括重要型、芯的舂砂方向、出气方向、吊芯方向。

④确定浇冒口系统和冷铁等的大小、形状和位置，以及浇注温度、浇注时间等。

⑤确定各型、芯的制造材料和方法。

⑥设计或选用专用的或标准的铸造装备，如砂箱、冒口模、外冷铁、刮板架等。

⑦制定必要的工艺文件，如工艺卡片等。

⑧确定检验方法等。在不同条件下，铸造工艺设计内容是不同的，有时非常简略，如只确定分型面、机械加工余量和浇冒口系统等。

2)影响铸造工艺的因素

在设计铸件的工艺方案时，影响铸造工艺的因素有以下几个方面：

①铸件的批量。大批生产和单件、小批量的工艺方案可能完全不同。

②铸件的大小、用途。

③铸造车间起重运输设备的能力。

④现有的烘房、熔化炉、热处理炉的容量。

⑤车间型砂、芯砂的种类和制备能力。

⑥车间现有砂箱、浇冒口等工艺装备和在要求交货期内生产专用工装的可能性与经济性。因此，在设计铸造工艺方案前，应详细研究零件图、铸件的工艺条件、使用时的工作条件、铸件生产量的大小及交货期限；同时，也应当考虑车间现有条件，并查明具有哪些适用的工装工具，确定在交货期内完成任务的可能性。

3．铸造工艺设计的原则

①保证铸件具有所要求的质量水平。

②所设计的工艺应保证尽可能低的成本。

③充分利用车间现有的设备，减轻操作工人的劳动强度，达到较高的劳动生产率。

④应尽量采用价格较便宜，容易采购到的原材料。尽量采用标准的或通用的工装。必须设计专用工装时，在保证质量和劳动生产率高的前提下，尽可能设计简单、制造方便和成本较低的专用工装。

⑤所设计的工艺应保证尽可能使大量的铸件很快离开车间的生产现场，提高车间生产面积的利用率。

⑥使铸件生产的上、下工序(模样车间和机械加工车间等)成本最低。

⑦必须符合技术安全和环保卫生的规定，保证操作工人在较好的劳动环境下工作。

⑧同一铸件可能有多种铸造工艺方案，在保证铸件质量和高的劳动生产率的前提下，应选择最容易、最方便的方案。使对操作工人的技术要求较低，降低劳动力成本，并且减少因操作复杂而发生的铸造缺陷。

铸造工艺设计是根据铸件要求、生产批量和生产条件，以及对铸件的结构分析，确定铸造工艺方案、工艺参数和工艺规程，编制工艺卡，设计工艺装备的全过程，其理论基础是铸件成型理论。铸件成型理论是研究铸件从浇注金属液开始，在充型、结晶、凝固和冷却过程中发生的一系列力学、物理、化学的变化，包括铸件内部的变化，以及铸件与铸型的相互作用。经过国内外铸造界长期的研究和实践，铸件成型理论日趋成熟和系统化，成为指导铸造工艺设计、完善铸造工艺、防止产生铸件缺陷、提高铸件质量的重要理论基础。

4．造型工艺选择

造型工艺方法直接影响铸件质量、工艺水平、工人劳动条件和综合经济效益等。选择造型方法一般应考虑下列因素：

①铸件材质、重量、技术要求等。例如，铸件材质对铸型硬度和强度的要求是铁合金高于非铁合金、球墨铸铁(因凝固过程中的石墨化膨胀)高于灰铸铁和可锻铸铁、无锡青铜和黄铜(因凝固收缩大)应适中。

②生产性质、车间规模等。大批量生产单一铸件品种时应优先考虑黏土湿型高紧实造型方法，并尽可能采用生产率和技术水平较高的专用设备(线)；单件小批生产、铸件品种较多时应选择适应性广、生产组织灵活的工艺(可称“柔性工艺”)，如自硬砂工艺，或特种铸造工艺(如消失模铸造、熔模铸造、金属型铸造等)，并尽可能组成半机械化或机械化流水线。

③车间的现状及外围条件。车间的现状及外围条件主要有车间现有厂房条件、起重设备、现有工装条件、操作与维修人员的技术水平、负责人的管理能力、原材料供应情况、动力供应状况等。

④综合经济效益。在投资可能的前提下尽可能选用适用且先进的造型方法，若暂有困难应考虑分步实施的可能性。

⑤满足节能、环保、安全及工业卫生等有关要求。

3.1.2.2 铸造实例

1．特种车辆履带板的铸造生产

履带板是特种车辆中的一种重要零部件。该产品为合金高锰钢铸件，材质要求高、铸件壁薄、几何形状较为复杂，且两销耳孔尺寸要求高。因此，铸造造型工艺选择为真空实型(消失模)铸造工艺，在真空实型铸造生产线上生产。

1)履带板真空实型铸造工艺流程

工模具材料准备→充型→成型→修饰→刻写批号→组装→涂料→干燥→埋砂造型→抽真空浇注→落砂→清砂。

2)铸造工艺方法生产过程

(1)工模具材料准备。

①聚苯乙烯珠粒的预发。

②聚苯乙烯珠粒熟化。

③做好生产前各种工模夹具及材料的准备工作。

(2)充型、成型。

①用压缩空气通过专用吸管将熟化后的聚苯乙烯珠粒吹入成型模具型腔内，珠粒充满型腔后送入蒸汽压力锅，通过一定压力且保压一定时间，使之成型。

②成型后立即从蒸汽压力锅中取出放入流动冷水中冷却至室温。

③对成型汽化模(实型)进行一定温度和时间的定型处置。

(3)修饰。

①修饰汽化模上的拔缝毛刺。

②按生产批次进行组批，按生产炉次顺序用电烙笔在汽化模上的指定位置刻写上炉次批号，并在刻写的批号上用手指抹上涂料。

(4)组装。按工艺图工艺要求尺寸进行组装，如图3-2所示，每组4件。

组装时，使用的黏结剂为白胶。白胶在使用前应用水稀释，且尽量减少用量(因白胶发气量大)。在必要时用牙签进行加固。

(5)涂料。

①涂料为自制的专用水基涂料。

②涂料方法为浸涂。

③涂料层次为两层，每层涂料需进行烘烤。

④涂料烘烤后，模组置于干燥室内存放，以防止受潮。

(6)埋砂造型。

①埋砂用砂为40/70目的干态擦洗砂，回用旧砂应设法去掉粉尘。

②砂温以冷砂为最佳，有利于产品冷却结晶，砂温>60℃。

③埋砂时必须在微震工作台上进行，微震时间在5~10 s，埋砂时要注意死角处，死角处必须用手工将砂填紧实。

④微震时将砂面抹平，露出直浇口，有利于覆盖薄膜密封。

⑤覆盖塑料薄膜密封。

⑥在直浇口处放上浇口杯，在密封的塑料薄膜上铺一层30~50 mm厚的防护砂，等待浇注。

(7)抽真空浇注。

①在浇注前，启动真空泵，然后打开水阀和真空管道阀门，并检查真空效果。

②浇注时必须挡渣，并以低温快速为最佳，中途不得断流。

③浇注过程中真空度会下降，应随时掌握调整到生产过程中的经验理想值。

④浇注完后待到浇口杯中的钢水凝固后，即可切断真空。

⑤真空泵停机前必须先关闭真空管道阀门，防止泵内的水吸入蓄压罐内，然后停机关闭水源。

(8)熔炼浇注。

熔炼过程工艺流程：检查熔炼设备→准备炉料、浇包、工具→配料→装料→送电熔化→出钢→浇注。

采用无芯感应中频熔炼炉，按照ZGMn13合金高锰钢熔炼工艺将配料、装炉的固态金属炉料送电加热熔化，经添加合金调整成分、脱氧、扒渣等工序，使其化学成分合格，金属液温度达到工艺要求后立即出炉浇注。

(9)落砂。

①铸件冷却时间：浇注完后至落砂冷却时间>1h。

②落砂时铸件应避免撞击，防止铸件和设备损坏。

(10)清砂。

①高锰钢在热处理前是脆性的，在清砂和去除浇冒口时应避免用大锤直接敲击铸件，以免造成裂纹使铸件报废。

②清除浇冒口后的铸件分批堆(码)放整齐，等待转入热处理等下道工序。

(11)热处理。热处理是铸件生产不可缺少的一道工序。它是按热处理工艺要求，将铸件加热到一定温度范围后立即入水，进行水韧处理。

(12)清理交库。水韧处理后的履带板经喷丸、打磨、拉孔等工序，最后交验交库。

3)铸造工艺设备

(1)工艺装备：发泡蒸缸金属模、抽真空砂箱。

(2)生产工艺设备：0.25~1 t中频感应熔炼炉、发泡蒸缸、燃气蒸汽锅炉、烘烤炉、埋箱浇注生产线。

2．传动箱体的铸造生产

传动箱体是车辆上的重关零部件，其材质是铝硅合金。该产品外轮廓尺寸相对较大、壁薄、几何形状极为复杂，相对尺寸、内外质量要求高，因此采用树脂砂型(芯)+低压铸造工艺方法生产。

1)铝合金箱体工艺操作流程

铝合金箱体工艺操作流程：制备树脂砂型(芯)→下芯、合箱→合金熔化→低压铸造→开箱清砂→切割浇冒口→精整→铸件检验→铸件热处理→铸件浸漆前精清。

2)铸造工艺方法生产过程

(1)制备树脂砂型(芯)。

①检查模具、芯盒、砂箱是否完好，将模具、芯盒工作表面擦拭清理干净并刷上一层脱模剂，安放好活块，装配紧固好芯盒。

②铝合金箱体采用冷硬树脂砂型(芯)，各种原材料如原砂(擦洗砂)、呋喃树脂、固化剂等应符合铸造工艺的要求。每批呋喃树脂、固化剂用于生产前应检测用其所配制的树脂砂抗拉强度，作一次工艺检查，不符合要求的原材料不能使用。对原砂中所加入的树脂量，每天检测一次其型砂、芯砂的抗拉强度。

(2)造型。

①先按铸造工艺图要求准备好冷铁，并对冷铁按X0987-033 B《铝合金铸件通用铸造工艺指导书》进行处理。铝质冷铁使用过程中如有变形、损坏的应及时更换，整套铝质冷铁生产30台份后应全部更换一次。

②两型板造型时分别使用下型板和上型板造下箱与中箱，刮平分型面，待分型面上的树脂砂基本固化(约1h)后，在分型面上均匀撒上干砂，并分别安放直浇口和冒口(每个冒口上要安放一个排气塞)，扣上下砂箱和上砂箱进行填砂操作。

③三型板造型时分别使用上型板、中型板和下型板造上箱、中箱与下箱，在上型板的每个冒口上安放一个排气塞，造好下箱后安放直浇口，扣上下砂箱进行填砂操作。

④造型时分批装填型砂并用木质捣砂棒将型砂捣实。

⑤低压铸造时，加强铸型的排气是很重要的一环。铝合金箱体上砂箱造型的原砂规格为50/100目或40/70目，并用通气针在顶部距型腔表面扎小孔排气，孔的数量为(8~10)个/100 cm2。

⑥冷硬呋喃树脂砂型(芯)自硬1~3h后即可取模。

⑦树脂砂自硬后进行翻箱取模，两型板造型时先将下砂箱和上砂箱吊至修型区，三型板造型时先将下砂箱吊至修型区，再将上(中)、下型板与砂箱一起翻转停稳后落下，吊起型板轻轻敲击型板座，当模型移出砂型位置后再慢慢将型板翻转。

⑧在下砂箱上标记直浇口中心线位置。

⑨认真检查砂型有无开裂等，对砂型(芯)填砂松散的部位和取模跨砂或开裂部位应修补，首先除去修补部位的松散型砂，涂上型芯黏结剂，再敷上树脂砂，待树脂砂固化后修整。

(3)喷刷涂料。砂型(芯)自硬2~5h后方可喷刷涂料，使用商品铝矾土酒精涂料，涂料时一定要将涂料搅和均匀，喷刷涂料时注意不要刷在冷铁上。

(4)下芯合箱。

①将造好型涂好料的下箱放置在合箱区并用木方垫起，不能直接放置在地面上，否则会压坏铸型。

②按照铸造工艺图上型芯编号次序逐个将型芯稳妥地下入铸型中。

③下芯操作按相关工艺或作业指导书进行。

④下芯中要检查型芯是否有漏刷涂料的现象，如发现型芯个别部位漏刷，则应补刷涂料。

⑤下芯中要随时吹出型腔中的浮砂及涂料粉尘。

⑥下完所有型芯后，对方便操作的型芯间隙最好用酒精涂料填满修平。

⑦下完所有型芯后，吹净型腔中的浮砂及涂料粉尘。

⑧合好中箱并按相关工艺或作业指导书检查型腔水路。

⑨合上盖箱。

⑩将合好的铸型整体进炉烘干，进炉前在上箱与中箱、中箱与下箱之间用垫铁垫起，便于炉气有良好的循环，铸型受热均匀。

⑪将烘烤好的铸型吊到合箱区，吊开上箱、中箱和下下箱，并将下箱用垫铁垫起，合好中箱，按相关工艺或作业指导书检查型腔水路。

⑫将型腔中的浮砂及涂料粉尘通过浇注系统吹出，合好下箱和下下箱，合箱前直浇口位置安放金属过滤网片。过滤网片使用前除锈、去油处理并烘烤，处理好的过滤网应当班使用，若留作下一班使用，则需要重新处理、烘烤。

⑬在铝合金液注入保温炉以后，造型人员在升液管口周围铺上几圈石棉绳，并将合好的铸型吊上浇注平台，注意对正直浇口与升液管的位置，用铸型的重量和拉杆的拉力实现可靠密封。

⑭按相关工艺或作业指导书检查型腔水路，合上盖箱。

⑮将铸型和浇注平台用压条及螺杆紧固，并在平台T形槽内覆盖型砂，防止铝液流入T形槽内。

⑯铸型各分型面缝隙填抹烂泥以防浇注时跑水。

(5)铝合金熔炼。

①铝合金熔炼使用砂型低压铸造机配套的坩埚电炉。

②炉料准备、工具准备、合金熔化、精炼、变质操作按照铸造铝硅合金熔炼浇注工艺进行。

③铝液在坩埚电阻炉内进行精炼、变质后，浇注化学成分样坨和力学性能试棒。

(6)低压铸造。

①低压铸造原理：在装有金属液的坩埚中通入干燥的压缩空气(或惰性气体)于保持一定温度的金属液的表面上，使金属液沿着升液管自下而上通过浇道进入型腔，待金属液充满型腔后，增大气压，并使液面上的气体压力保持至铸件完全凝固，然后解除压力，使升液管和浇道中未凝固的金属液回落到坩埚内，即完成一个低压铸造过程，开型后获得所需的铸件。

②低压铸造的工艺过程包括升液、充型、增压结晶凝固、卸压、冷却等阶段。

③砂型低压铸造机由碳棒电阻保温炉及密封坩埚系统、液面加压系统、移动控制台以及与之配套的坩埚电阻炉组成。

④使用砂型低压铸造机浇注前应对设备进行密封性试验。试验方法如下：密封升液管口和保温炉加料口盖，启动设备，模拟浇注过程，检查低压铸造机运行是否正常，密封坩埚系统是否漏气。

⑤升液管。

升液管采用无缝钢管与铸钢构件(带保温套)焊接，升液管应具有良好的气密性，要求全焊缝，无渗漏。

升液管离坩埚底部的距离为50~100 mm。

升液管在装入保温炉前其表面黏附的残渣及氧化皮必须清理干净，升液管经预热、刷涂料，再装入保温炉中。

升液管装入保温炉中时，应事先在升液管的锥度部分缠上3~4圈沾有水玻璃的石棉绳。

升液管装入保温炉前应放置好升液管上下密封件，以“小心轻放、垂直向下”的原则放置。

升液管每件更换或处理一次。

⑥保温炉。

保温炉操作，通过保温炉控制柜完成下列操作：

a．控制电源开关扭到“通”的位置，电源指示灯亮。

b．按下“保温炉加热启动”按钮，“保温炉加热工作”指示灯亮。

c．按下“保温套加热启动”按钮，“保温套加热工作”指示灯亮。

⑦低压铸造机保温炉，只能用于洁净的铝合金液的保温或升温，不能在保温炉内进行铝合金的熔化。

⑧保温炉必须在浇注前5~7h送电升温，待炉膛达到一定温度后方可装入铝合金液，浇注时保温套温度应达到500℃以上。铝合金液转移到保温炉使用专用漏斗和通过升液管，漏斗出水口距保温炉底部不超过50 mm。

⑨打开保温炉加料口，放好浇注漏斗，铝合金液使用熔化坩埚浇注入浇注漏斗，然后锁紧加料口盖。

⑩铝合金液转移到保温炉内需进行二次除气。

(7)浇注。

①浇注过程各阶段参数设置。

②将控制柜上“自动-(加压)-手动”开关拧在“自动”挡上。

③一切准备就绪后，同时按下移动操作台上“自动启动1”和“自动启动2”按钮即开始浇注。

④观察浇注过程显示，红色曲线表示设计参数曲线，蓝色曲线表示实际参数曲线，观察压力表指示值变化情况，凝固阶段压力值应为接近0.075 MPa的压力，液面加压控制系统执行工艺过程后留模冷却。

⑤合金液从变质结束到充型完毕不得超过45 min，否则铝液不允许用于浇注铝合金箱体。工作完成后待炉内压力变为0，然后关闭总气源，才能打开加料口盖。

⑥低压铸造机使用完毕后，一定要将保温炉内残余铝液清理干净。清理时注意扒渣工具不要接触到碳棒，否则会造成碳棒的损坏。

(8)开箱清砂。

①松开铸型与浇注平台紧固用的压条和螺杆，将砂箱一起吊运到开箱区。

②铸件浇注后夏季5h，冬季4h后方可开箱，即把铸件连同冒口从砂箱内清出。

③铸件冷却到室温后方可清理内腔型砂。清砂时注意不要损伤产品和定位冷铁。

④对铸件进行水力清砂，把铸件内外表面黏附的型砂清理干净。

(9)切割浇冒口、精整。

①铸件的浇冒口切割按铸件工艺毛坯图在专用设备上进行，对过大的浇冒口余根可采取其他方法去除，非加工表面上的浇冒口余根必须修整齐平。

②箱体铸件内外壁表面要求光洁，必须铲净飞边毛刺，修光表面，达到有色金属铸造技术条件要求。

③操作者在铸件清理过程中要注意检查产品是否有铸造缺陷，如发现铸造缺陷应立即提请现场技术人员处理。

④铸件上的铸造缺陷凿至健全的金属后再进行焊补。

⑤焊补后检查补焊部位表面质量，焊区不允许有裂纹、缩孔、未焊透、分层、咬边、未熔合等，补焊后应将焊补部位打磨平整。

⑥铸件上作为画线基准、加工基准的所有平面应打磨平整。

⑦按工艺要求焊接防热处理变形工艺拉筋和机加工艺块。

(10)铸件检验。

①铸件自检合格后提交检验员检验。

②铸件化学成分应符合相关技术条件的规定。

③铸件的尺寸和几何形状应符合毛坯图样及技术条件的一切要求。

④铸件清理质量应符合技术条件的要求。

⑤检查铸件铸造印记(批号)是否清楚可辨，与生产批次是否相符。

⑥检查铸件是否有超过图样规定的变形，对变形较大的铸件允许用机械方法校正，校正后检查应无裂纹。

⑦按铝合金箱体X射线探伤检查工艺规程对铝合金箱体铸件进行X射线探伤检查。

⑧铸件的力学性能检测在热处理后进行，铸件交验时必须提供12根同炉熔炼的合格试棒并随铸件转入下道工序。

3)铸造工艺设备

(1)工艺装备：上、中、下金属型板，金属芯盒，金属样板，塞规，上、中、下砂箱，等等。

(2)生产工艺设备：电阻式坩埚熔化炉、树脂砂混砂机、低压铸造机、砂型烘烤炉、射芯机等。

3．传动箱体叶轮的铸造生产

叶轮采用树脂砂型芯+金属型重力铸造的工艺方法生产。

1)叶轮铸造工艺流程

叶轮铸造工艺流程如图3-3所示。

2)铸造工艺方法生产过程

(1)涡轮叶片金属型的制造。

新制的涡轮铝合金叶片种子模和叶片金属型，必须按规定打印上工装编号。

新制造叶片金属型必须鉴定合格后才能用于批量生产。

模具鉴定：通过产品出厂试验，验证叶片金属型和其他工装能满足产品质量要求。

同一种产品同时有两套合格叶片金属型用于生产时，它们所浇注的合金叶片必须严格分开，不能混用于同一个铸件上。

叶片金属型组合：浇注合金叶片时金属型必须组合严密，其接合面目视检查不能有透光的间隙，不允许有金属型定位销松动现象。

合金叶片必须由专人进行修饰。修饰时用锉刀将叶片分型面上的飞边、毛刺修整平齐，对叶片两侧曲面只能用砂纸轻轻抛光，以保证叶片表面光滑平整。叶片修饰后由操作者按产品叶片数量分组，检验员对每组叶片随机抽取50%进行外观检验，若出现外观检验不合格，则由操作者返工，返工完成后检验员对该组叶片进行全数检验，如复验不合格，则该组叶片全部报废，检验合格后方能进行叶片与循环圆的修配。

叶片修配：合金叶片与内外循环圆在芯盒中试装、修配时，首先每组叶片须与芯盒形成的外循环圆贴合紧密，目视检查其接合面不能有透光的间隙，再在要与内循环圆模样接触的叶片表面上涂刷紫罗兰，然后将内循环圆模样在叶片上反复旋转，及时对叶片上的凸处修锉并涂刷紫罗兰，当每一个叶片与内循环圆模样接触面不少于2/3后，叶片修配工作才算完成。每组叶片自检合格后提交检验，检验合格后方可进行下道工序。

叶片喷刷涂料：合金叶片检验合格后需喷刷涂料。

叶片涂料的烘烤：对涂料后的叶片需烘烤以除去水分。

(2)型芯质量控制。

①叶轮的型芯组成。叶轮所有型芯均为呋喃树脂自硬砂制造。叶轮型芯每套都有4个型芯，制芯按有色金属铸造呋喃树脂自硬砂配制及造型工艺进行。

②叶轮型芯制造工艺流程。叶轮型芯制造工艺流程如图3-4所示。

③叶轮1#型芯制造按有色金属铸造呋喃树脂自硬砂配制及造型工艺进行。

④叶片型腔清理：形成叶片型腔的1#型芯冷却到室温后便可对叶片型腔进行清理，清除型芯上黏附的合金，并用膏状涂料修补已损坏的叶片型腔尖角部位。

⑤叶轮1#型芯用涂料的涂料施涂方法：采用刷涂法+浸涂法。先用毛笔将涂料刷涂到形成产品的型芯表面，要求不能露白，然后将型芯形成产品的部分全部浸入涂料桶中，待5~15 s后取出。

⑥型芯烘烤：将施涂好涂料的型芯放在台车式电阻炉内烘烤，保温结束后台车式电阻炉断电，型芯在台车式电阻炉内冷却到室温后，将型芯取出。

⑦型芯型腔清理：用自制专用工具将叶片型腔中的涂料堆积物清理干净。

(3)金属型准备。

①金属型浇注前预处理。叶轮外形由金属型形成，金属型浇注前其工作表面应经喷丸(砂)处理，之后喷涂涂料并加热到规定的温度。

②金属型喷涂涂料。叶轮金属型涂料方法采用喷涂法，喷涂前金属型预热，喷涂1次，喷涂涂料时应保证排气塞畅通。

③金属型加热。浇注前将叶轮金属型加热，并在一定温度下保温，涂料层的颜色以黄色为最佳。

(4)铝合金熔化浇注质量控制。

①铝合金熔化浇注工艺流程。铝合金熔化浇注工艺流程如图3-5所示。

②铝合金熔炼。

a．铝合金熔炼使用坩埚电炉。

b．炉料准备、工具准备、合金熔化、精炼、变质操作按照铸造铝硅合金熔炼浇注工艺进行。

c．铝合金液在坩埚电阻炉内进行精炼，变质后，浇注化学成分样坨和力学性能试棒。

③下芯。经烘烤的型芯必须用于当天浇注，浇注前将清理好型腔的型芯按下芯顺序下入金属型内，下芯时观察并调整芯头的间隙至均匀，再放上浇口杯，压上重量适当的压铁待浇。

④浇注。当铝合金液温度达到叶轮浇注温度时，对合完型的铸型进行浇注，铝合金液从变质开始到产品浇注完毕的时间为45 min以内。

⑤叶轮铸件在铸型中冷却到一定温度以后才能开型取出铸件。

⑥在浇注产品前浇注化学成分试样2件，在全部产品浇注完毕后浇注力学性能试棒不少于12根。

(5)叶轮铸件后处理质量控制。

①叶轮铸件后处理工艺流程。叶轮铸件后处理工艺流程如图3-6所示。

②铸件清砂。铸件须冷却到室温后才能清砂，清砂时严禁用大锤敲打铸件，但允许用风铲反复敲打铸件浇冒口，清砂过程中不允许伤及产品。

③铸造批号。在产品外部底面和产品内循环圆上打上铸造批号与件号印记。

④除去浇冒口和浇注系统。用车削加工方法除去浇冒口和浇注系统。

⑤铸件表面清理。因铸型分芯、芯头间隙所形成的铸件披缝、飞刺要清除并打磨齐平，铸件内外表面上的黏砂要清除干净，铸件浇冒口余根符合铸造工艺毛坯图的要求，精整叶片内腔，其表面粗糙度达到Ra 6.3。

⑥铸件的铸态补焊。若铸件出现能够铸态补焊的铸造缺陷，应将缺陷清理干净，按铸造铝合金零件补焊通用规程进行焊补，焊补表面要打磨齐平。

(6)铸件检验。铸件按铸造工艺毛坯图和有色金属铸造技术条件进行检验。

检验员要对叶轮生产过程进行工序检验，认真填写叶轮铸造工序检验卡，并妥善保存。

3)铸造工艺设备

(1)工艺装备：金属型、金属芯盒、叶片金属型、量规等。

(2)生产工艺设备：电阻式坩埚熔化炉、树脂砂混砂机、砂型烘烤炉、射芯机、重力浇注机、砂轮机等。

3.1.2.3 铸造设备

1．模样

铸造工艺装备主要包括模样、模板、芯盒、砂箱、浇冒口模、芯骨、烘芯板、专用压头、定位销(套)及造型、下芯用的夹具、样板、模具和量具等。

铸造生产中使用的模样按结构形式可分为整体模样、分开式模样、刮板模样、骨架模样等。按制作材料可分为木模、金属模、塑料模、泡沫塑料汽化模等。

1)木模

木模是用木料制成的模样。它具有质轻、价廉、易加工成型及制作周期短等优点，但容易变形和损坏，因此一般用于单件或小批量生产。如果实现了木材的综合利用，改型材为层胶板的形式，并配合改进木模涂装(如采用表面金属喷镀等措施)，同样也能用于机械化造型线大批量生产。木模有时也用来制作金属模、塑料模的母模。

2)金属模

金属模是用金属制成的模样。它具有强度高、尺寸精确、表面光洁、耐磨耐用等优点，但也有制模周期长、成本高的缺点，常用于大批量机械化生产。传统的工艺流程为：工艺技术准备→制造母模→铸造金属毛坯→机械加工→装配成模。随着科技的发展，国内已采用了许多制模新工艺，如电铸法、陶瓷型及自硬树脂砂铸造金属模样，更为先进的是利用计算机进行编程直接加工金属模，既快速又精确。

用来铸造金属模毛坯的模样称为母模。制作母模时相当于把金属模看作一个铸造零件进行铸造工艺设计。

3)塑料模

塑料模是以环氧树脂塑料为主要原材料的模样。由于它具有接近金属模样的使用质量，又有制作木模那样短的生产周期和较低的成本，所以在铸造生产中得到广泛的应用。

4)泡沫塑料汽化模

泡沫塑料汽化模是用聚苯乙烯泡沫塑料制成的模样。用这种模样造型后不必取出，当浇注高温金属液时，模样被燃烧汽化而消失，金属液取代原来泡沫塑料的位置，凝固后形成铸件。这种方法也称“消失模”或“汽化模铸造”，是一种铸造新技术，近年来在国内外广泛应用。

2．模板

模板有整铸式模板、装配式模板、铸铁模板、铸钢模板、铸铝模板、塑料模板、双面模板、单面模板、导板模板、漏模模板、坐标模板、快换模板、组合模板、顶杆起模模板、顶框起模模板等。

3．芯盒

芯盒是制造砂芯的模具。制造砂芯除用车板、刮板外，大多采用芯盒。生产实践表明，合理的芯盒结构对砂芯的质量、产量、铸件成本及劳动条件有着重要影响。

4．砂箱

砂箱是铸造车间使用的主要工艺装备之一。合理的砂箱结构和尺寸对获得优质铸件，提高劳动生产率有很大作用。

5．其他工艺装备

其他工艺装备包括压砂板、填砂框、砂箱托板、套箱、浇注系统模具、烘芯板、砂芯修磨用具、砂芯检验用具等。

6．造型、落砂、清理、熔炼设备

①混砂机、松砂机和筛砂机。

②造型机、射芯机、震实台、抛砂机、机械化造型线。

③落砂机、清砂室、水力清砂装置、清理机、滚筒、抛丸清理机、喷丸清理室。

④压铸机、低压铸造机、离心铸造机、重力浇注机、熔模铸造设备。

⑤熔炼设备：冲天炉、工频无芯感应电炉、中频感应电炉、电弧炉。

3.1.3 铸型

铸型用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体。砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸型的组成部分。按其铸造工艺方法的不同可分为砂型铸型、金属型铸型、金属型+砂芯组合铸型、熔模铸造铸型、消失模实型铸型、陶瓷铸型、石膏型铸型等。

3.1.4 铸造材料

铸造材料是用于铸造生产的原材料和工艺材料。铸造工艺材料是在铸造生产的熔炼、浇注、造型材料制备、造型(芯)等过程中所用的消耗性材料，不包括可转化为铸件的金属材料。

3.1.4.1 造型材料

1．原砂

自然界中砂和土都是岩石的风化物，它们常常是混杂在一起的，其中还包含其他一些杂质。在铸造上将颗粒直径小于等于22 μm的称为泥分，大于22 μm的称为砂。在砂和土的混合物中，泥量的质量分数大于50%的称为泥，否则称为砂。铸造用砂通常分为硅砂、非硅质砂两类。

①硅砂理论上是指矿相为石英的SiO2颗粒，由粒径0.05~33.35 mm的石英颗粒组成。

②硅砂以外的砂统称非硅质砂，亦称特种砂，作为铸造用原砂的非硅质砂，主要有锆砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、刚玉砂等。

原砂经筛分后，以相邻三筛残留量之和为最大值的三筛为主要粒度组成部分，再以主要粒度组成部分的最粗筛和最细筛的目数表示粒度，如40/70目、50/100目、70/140目等。

2．铸造常用黏结材料

1)铸造用黏土

黏土是铸造生产中广泛使用的一种黏结剂。根据其矿物组成不同，可分为普通黏土和膨润土两类。

(1)普通黏土。

普通黏土俗称白泥，呈白色或灰白色。普通黏土的牌号以耐火度等级和强度等级表示。在强度等级中，前者为湿压强度等级，后者为干压强度等级。例如，耐火度高的、湿压强度值为30~50 kPa、干压强度值<500 kPa的普通黏土牌号为NG-3-50。

(2)膨润土。

膨润土主要由蒙脱石和黏土矿物质所组成，具有较大的吸水膨胀性、胶体分散性、吸附性、离子交换性和湿态黏结性能。铸造用膨润土可分为钠基膨润土和钙基膨润土，分别以PNa和PCa表示。膨润土的牌号以分类、分级代号顺序排列表示。例如，湿压强度值30~50 kPa、热湿拉强度值0.5~1.5 kPa的酸性钙膨润土，其牌号为PCaS-3-5。

2)铸造用合成树脂

合成树脂是一种高分子量的化合物，其主要化工原料是尿素、甲醛、苯酚及糠醇等。铸造用合成树脂种类很多，按其化学结构可分为3类：呋喃树脂、酚醛树脂和酚脲烷系列树脂。在铸造生产中，多按工艺应用情况分类，如自硬法用树脂、壳型(芯)用树脂、热芯盒法用树脂、冷芯盒法用树脂等。常用酸固化自硬法用呋喃树脂和热芯盒法用酚醛树脂。呋喃树脂一般选用原则：无氮树脂常用于铸钢件和重要铸铁件，中氮树脂多用于铸铁件，高氮树脂可用于有色金属铸件。

热芯盒法用树脂：热芯盒法用树脂有糠醇改性的脲醛树脂、酚醛改性的脲醛树脂、糠醇改性的脲醛树脂和脲醛树脂等。使用时须加固化剂加热固化。

3)铸造用水玻璃

水玻璃亦称硅酸盐黏结刘，俗称泡花碱。铸造工业中用作黏结剂的水玻璃，都是钠系硅酸盐，即钠水玻璃。钠水玻璃是由Na2O和SiO2为主要组成物的多种化合物的水溶液，是非常复杂的混合物。常用的水玻璃中，固体含量在30%~60%，其余为水。固体物质中Na2O与SiO2的质(重)量比在2.0~3.5，并含有少量杂质。水玻璃呈碱性，pH=10~14。水玻璃中，SiO2含量与Na2O含量的比，是影响水玻璃性能的最重要的特性，习惯用“模数”m来表示。模数是水玻璃中SiO2的摩尔数与Na2O的摩尔数之比。

4)油类黏结剂

铸造常用油类黏结剂分植物油和矿物油两类，多用于比较复杂的型芯。

植物油类有桐油、亚麻油、改性米糠油。

矿物油类有铸造用合脂黏结剂、渣油黏结剂。

5)其他黏结剂

其他黏结剂有纸浆废液黏结剂、淀粉类黏结剂、糊精等。

3．其他添加材料

①抗黏砂材料有煤粉、石墨粉、重油。

②偶联(增黏)剂。

③涂料用悬浮剂和增稠剂有钠基膨润土、锂基膨润土、有机改性膨润土、凹凸棒土、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)。

4．常用型砂种类

①黏土砂有湿型砂、干型砂和表干砂。

②水玻璃砂。

③树脂砂。

④合脂砂及其油类砂。

5．铸造涂料

铸造涂料是涂覆于铸型或芯子表面上的涂料，是改善铸件表面质量的重要手段之一。在20世纪50年代广泛研制各种专用涂料的基础上逐渐形成了新的铸造涂料体系，其主要特点如下：

①将流变学和胶体化学等新学科的理论用于涂料的研究，对涂料的认识不断深化。

②涂料的组成中采用各种新材料，包括耐火材料、黏结剂、悬浮稳定剂、表面活性剂等。

③涂料的制备逐步由简单的搅拌转到采用化工产品生产的工艺，除提供直接使用的涂料外，还可根据用户的要求制成膏剂或粉剂。

涂料的种类繁多，一般可分为水基涂料和有机溶剂涂料2种。

①水基涂料为以水作载体的涂料。水基涂料应用广泛。因为水价格便宜、无任何污染，且比较容易获得许多优良性能，如悬浮性、涂刷性、流平性、触变性等。但水基涂料层需烘干后再浇注。

②有机溶剂涂料为以有机溶剂作载体的涂料。用得最多的是各种醇类，特称醇基涂料。其中靠溶剂挥发使涂层固化的称自干涂料，靠点燃有机溶剂使涂层固化的涂料称自燃快干涂料。因其涂层固化后可直接进行浇注，可与水玻璃自硬砂、树脂自硬砂及扩大应用湿型砂配合应用，具有不需烘干、周期短等优点，应用日趋广泛。

3.1.4.2 筑炉材料

筑炉材料分为碱性筑炉材料、酸性筑炉材料和中性筑炉材料3种。

①碱性筑炉材料，如镁砂、镁铝尖晶石(合成)。

②酸性筑炉材料，如硅砂(SiO2)(即石英砂)。

③中性筑炉材料，如莫来石(3 Al2O3· 2 SiO2)、刚玉(3 Al2O3)、锆石(ZrO2·SiO2)、铝矾土等。

④硼酸。

⑤其他筑炉材料，如石棉板、石棉布等。

3.1.5 铸件的质量

影响铸件质量的因素有以下几个。

1．铸造生产过程的质量控制

铸件占各种机器与设备的零件重量的50%~80%，是机械制造的基础零件，其质量对于确保机械的精度、可靠性和寿命，降低某些产品的物耗和能耗，都有举足轻重的影响。铸件一般很少直接作为产品使用，而是加工成零件再装配成机器或其他产品后，才具有使用性能，因此铸件质量是产品质量的重要组成部分。机械产品的发展和质量水平往往在很大程度上取决于铸件的质量水平。例如，内燃机的缸体和缸盖，由于内燃机功率的提高，气缸内的温度和压力也相应提高，因此要求铸件散热好、壁要薄，力学性能好，强度高。在铸件生产时，通过铁液高温过热和孕育处理，控制铸件的显微组织，使其共晶因数少于350个/cm2，控制石墨的形态使尖片状石墨变成钝片状，结果使缸体和缸盖在高温下不漏气，且强度高，耐磨性能好，使汽车大修里程达5×105km；拖拉机的发动机由于强度提高、壁薄，重量大大减轻；材质性能提高使铸造活塞环使用寿命达5000 h以上；机床床身铸件由于提高强度和刚度，不仅精度容易保持，而且可采用薄壁铸件，使产品重量减轻；很多化工设备上用的高硅铸铁耐酸泵，使用寿命可达一二十年。

由此可见，要提高产品的质量，首先必须提高构成产品的铸件的质量。铸件质量一般包括3个方面：

①内在质量，包括铸件材料质量(化学成分、金相组织、冶金缺陷、物理力学性能和某些特殊性能等)和铸件的内部铸造缺陷。

②外在质量，一般包括铸件表面质量(表面粗糙度、表面硬层深度及硬度等)、尺寸和重量精度(尺寸公差、形位公差、重量公差)和外表铸造缺陷。

③使用质量，包括切削性能、焊接性能和工作寿命等。

铸件成本是产品成本的重要组成部分，要降低产品的成本，就必须尽可能地降低铸件成本。长期以来，对铸件质量没有引起足够的重视，特别是对铸件的内在质量和生产成本，很多厂家习惯用废品率作为铸件质量的考核指标，事实上废品率的高低不能代表铸件质量的优劣，它只能反映企业的技术水平和管理水平，对内在质量和生产成本的忽视更使铸件在国内外市场上缺乏竞争力。

铸造生产过程是一个复杂的过程，工序繁多，相关因素来自很多方面。当前普遍存在一些问题，如铸件质量低(特别是内在质量)、生产成本高(效率低、能耗高)、环境污染严重。造成这些问题的原因可归纳为以下几点：

①铸造质量标准不完善、不明确。在我国现有的国家标准、部颁标准和技术指导性文件中，关于铸造的质量标准少且质量要求低，有一部分是20世纪六七十年代制定的，急需重新修订并向国际标准靠拢。只有完善并严格贯彻执行铸造质量标准，我国铸造生产的质量问题才能逐步得到解决。

②铸造用各种原材料质量低。没有高质量的原材料就很难生产出高质量的铸件。例如，低硫低磷生铁、优质的铸造焦炭很难保证供应，铸造用砂没有统一的生产管理机构，质量无法保证，其他原、辅材料都有类似情况。

③管理水平落后。在很长的一段时间内，不少的企业都把铸件的最终检验当成质量控制的主要手段，在推行全面质量控制以后，这种情况并未得到根本的改变，这是消极的质量控制方法。应该检查和控制整个铸造生产过程，并利用统计学的原理，事先发现并控制生产过程中可能产生的不正常因素，从而达到不断稳定生产过程和降低废品率的目的，只有这样才能提高产品质量和降低生产成本。

④工艺、技术水平相对落后。要提高铸件质量，首先要靠先进的科学技术和质量管理，从我国目前现状来看，当务之急是提高管理水平，但从根本上看，还是要提高科学技术水平。

⑤铸造测试技术缺乏。要提高铸件的质量，不仅要有高质量的原材料、先进的科学技术和严格的质量管理制度，还要靠先进的测试技术和手段。提高检测技术水平是铸造生产从经验走向科学化的重要环节。

综上所述，铸造生产过程中影响铸件质量的主要因素来自4个方面：

①生产的组织和管理。

②原材料、设备和工艺装备的质量。

③各种工艺参数的控制质量。

④生产者的操作质量。

其生产过程必须贯彻“市场导向”的现代管理原则，降低生产成本，缩短生产周期，改善客户服务，从而提高企业竞争力。

2．技术准备过程的质量控制

对于机械制造业，产品正式生产前的技术准备过程包括产品研制、产品设计及试制、产品的鉴定与定型、工艺和工装的设计与制造、工艺与工装的试制和定型等过程。只有完成这些过程以后，才能将产品正式投入生产。这个技术准备过程的质量，对产品质量起着决定性作用。

就铸造生产而言，虽然一般不进行产品设计，而是按产品图样生产铸件，但需要根据产品零件图样设计铸件图，并按铸件图样设计工艺和工装及铸件的验收条件，再根据工装图制造工装，如果是新产品或老产品需修改工艺，还要对工艺和工装进行验证与鉴定。显然，铸件结构和工艺方案及工装设计是否正确、合理，工装制造是否符合精度要求，对铸造质量起着重要的作用。因此，要控制铸造质量，首先就要控制工艺技术准备过程的质量。

(1)质量标准的制定。

制定并完善铸造质量标准，是保证和提高铸件质量的前提条件，如铸造用材料标准、铸件质量标准(铸件精度标准、铸件表面及内部缺陷的修补标准)等。

(2)铸件设计。

一个铸件的设计是否合理，不仅对铸件质量有很大影响，而且对铸件生产成本有很大影响。在接到要生产的铸件的零件(或铸件图)以后，首先要进行铸造工艺审查，以便做到选材正确和结构合理。

(3)铸造工艺、工装设计及验证。

如何正确设计工艺及工装，前面章节已有论述，在此仅就如何控制工艺及工装的质量加以讨论。

①铸造工艺水平的确定。铸造工艺水平包括铸造方法、生产的机械化水平和工装系数等方面。在设计铸造工艺方案前，首先要确定铸造工艺水平，即首先要确定采用什么铸造方法，是砂型铸造还是特种铸造。如采用砂型，是用黏土砂还是用其他种类的型砂(水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等)；是手工造型还是机器造型；是用油芯还是用壳芯或热芯、盒芯等。

确定铸造工艺水平的依据首先是必须保证铸件质量的要求，同时还要考虑生产成本和本厂(车间)的具体条件。在一般情况下，铸造工艺水平越先进，工艺装备越完善，铸件质量就越容易保证，铸造废品率也越低。另外，铸造工艺水平越高，用于一次性投资的费用也越多，故应进行必要的经济分析。

②工艺及工装试制。铸造生产过程复杂，在生产一个新产品或老产品需修改工艺方案时，首先应对工艺方案进行验证，即先小批量试制，以便考察工艺方案能否满足铸件质量要求，只有通过验证证明是正确的工艺方案，才能正式投放生产。如果通过试制，证明工艺方案不能满足要求，则必须修改或重新制订工艺方案，再进行试制和验证，直到合格为止。

单件小批量生产时，对工艺方案进行正规的验证有困难，也应当生产一两件并进行初步鉴定后，才能继续生产。

对大批量生产的复杂零件，工艺验证分两步进行：一是工艺试验及鉴定，其目的是检查铸件的设计质量、工艺性、使用性能和所采用的工艺方案及工艺路线的合理性与经济性。二是试生产鉴定，其目的是检查生产稳定性。只有通过了工艺试验鉴定以后，才能进行试生产鉴定，工艺试验频率由试制铸件的复杂性和重要性、生产批量及尺寸大小等因素决定。

3．生产工艺过程的质量控制

铸件质量首先取决于工艺方案是否正确，应在技术准备过程中得到解决；其次取决于生产过程的质量和稳定性。铸造生产过程是一个复杂的过程，涉及原材料准备、造型(造芯)、熔炼、浇注、清理等多个工序，每个铸件的质量几乎取决于每一道工序工艺过程的质量，所以对生产管理的要求较高。在实际生产中，往往由于工序管理不善等原因导致铸件质量得不到保证，材料消耗大，废品率高。因此，严格控制铸造生产过程每一道工序的质量，就显得极为重要。

1)原材料的质量控制

没有合格的原材料，就生产不出合格的产品，要控制铸件的质量，就必须控制原材料的质量。

2)设备及工装的质量控制

(1)设备。

设备质量直接影响铸件质量。必须保持设备和检测仪器的完好。为此，要做到以下几点：

①为每一台主要设备和仪器建立技术档案。

②制定并完善主要设备和仪器的操作规程与责任制度。

③对设备和仪器进行精心的维护与保养。

④对设备和仪器进行定期检查与调校。

(2)工艺装备。

工装质量对铸件质量(特别是铸件精度)有重大影响。工艺装备应由制造部门按照技术标准要求负责全面检查，使用部门进行复检验收。允许在试制过程中调整和修改工装，但不允许不经检查和未做合格结论的工装直接投入生产。

工装在使用过程中会磨损变形，从而降低铸件精度，直到出现废品。因此，要对工装定期进行检查，检查使用的量具和样板要符合精度要求，并经定期标定。

(3)工艺过程的质量控制。

生产过程的操作是保证铸件质量的重要条件。操作者的经验、局限性、个人的精神状态、身体条件和责任心都将给铸件质量带来各种影响。为确保产品质量，要求保持生产过程的稳定。因此，必须对铸造生产各主要工艺过程制定完善和正确的操作规程(工艺守则)与铸件工艺卡。

贯彻并使操作者严格执行操作规程，严守工艺纪律，正确的方法应当是加强中间检查，对每一道工序的质量(特别是主要工艺参数和执行操作规程的情况)进行严格的控制，使任何一道不合格的工序都消除在最后形成铸件之前。

要做到以上的要求，需具备2个条件：

①建立完善的检查制度和执行这一职能的机构。

②采用先进和科学的测试方法与手段，并对所测得的数据进行科学的分析和处理。

3.1.6 计算机在铸造生产中的应用

21世纪的到来，市场竞争日趋激烈，用户需求趋向多样化，要求企业反应快捷、灵敏，及时供货并最大限度地降低成本。同时，经济的全球化和国内市场的国际化，促使铸造企业的生产经营面向国际。中国加入世界贸易组织(WTO)，这对我国铸造业来说既是机遇更是挑战。我国铸造企业多属劳动力密集型企业，提高铸件质量以增强企业竞争力，应从技术和管理两方面着手，我国铸造业的进一步发展再靠传统模式进行管理已经很难满足要求，必须借助现代化企业管理的最新成果——管理信息系统使铸造企业管理现代化。

1．管理信息系统

管理信息系统(MIS)是一个高度集成化的人机系统。它通过应用计算机及各种分析和决策模型，完成各种事务处理、报表编制及查询统计等工作，为企业解决库存储备高，流动资金占用多，交货期长而又不准，设备和工时利用率低，生产柔性差，业务数据零散、重复、混乱、不准确、不畅通等急需解决的问题，以及为组织机构的作业、管理和决策职能提供信息支持。MIS的应用为企业带来明显的经济效益，它使得库存量减少，业务处理速度加快，准确性提高，明显降低了生产成本和服务成本，节省了开支，缩短了生产周期，提高了企业的市场竞争力。MIS的功能、应用领域和概念外延随着计算机技术的发展而不断拓展。从早期的单机用户到主机终端系统，再到客户/服务器体系。而今，随着Internet技术的广泛应用和迅速发展，构筑Internet网络的先进技术和方法逐渐渗透到企业网络的建设中，MIS又有了新的发展。

2．基于Intranet的管理信息系统

Intranet是采用Internet技术建立的企业内联网络，是一个相对比较独立的企业内部专用网络。它以TCP/IP(互联网协议)协议作为基础，以Web为核心应用，构成统一和便利的信息交换平台。Intranet基本上继承Internet的网络技术，又具备自己的特点，仅供企业内部使用。

目前，我国的一些铸造企业已成功引入了管理信息系统，从而为企业带来了显著的效益，也大大提高了企业生产的管理水平。

3．QS 9000与铸造生产

在企业的质量管理系统中，ISO 9000提供了质量体系标准的基础，但是其要求是非行业性的。QS 9000标准是美国福特、克莱斯勒和通用汽车公司在ISO 9000标准的基础上，补充增加了汽车制造业及三大公司的特殊要求形成的。它绝不是ISO 9000的简单翻版，而是要为供应商提供一条预防缺陷、持续改进及减少质量波动与浪费的途径。QS 9000标准于1994年8月问世，1995年2月完成第二版修订，1998年8月推出第三版，并从1999年1月1日开始正式实施。我国也已引入该体系，并且开始在全国推行。

QS 9000标准包括7个文件，分成7册出版：

①QS 9000质量体系要求。

②质量体系评审(QSA)。

③生产件批准程序(PPAP)。

④产品质量先期策划和控制计划(APQP)。

⑤失效模式及影响分析(FMEA)。

⑥基础统计过程控制(SPC)。

⑦测量系统分析(MSA)。

实施QS 9000标准，接受世界级考验，有利于促进企业管理水平和产品质量的提高。

3.1.7 新技术

1．铸造工艺设计技术方面

1)高效、智能化

快速制造：快速成型及快速制模。

自动化制造系统：铸造过程自动检测与控制，铸造机器人、机械手的应用。

智能制造：人工智能在铸造生产中的应用。

2)数字、网络化

数字制造：铸造工艺CAD(计算机辅助设计)、铸造模具CAD/CAM(计算机辅助制造)一体化、MRP(物资需求计划)及ERP(企业资源计划)在铸造企业的应用。

虚拟制造：铸造过程宏观模拟及工艺优化、铸件组织微观模拟及性能寿命预测。

网络制造：分散网络化铸造系统。

3)柔性、集成化

柔性制造：铸造FMC(中间层模块)、FMS(柔性制造系统)。

计算机集成制造：铸造CIMS(计算机集成制造系统)。

快速易重组制造：系统快速换模技术。

4)精密、优质化

精密成型与加工、近无缺陷成型与加工：精确铸造成型、高比强合金精密铸造金属熔体的纯净化致密化，铸件安全可靠性评估。

5)交叉、综合化

并行制造：并行环境下铸造CAD/CAF(计算机辅助流程) /CAM一体化。

复合成型与加工：半固态铸造、喷铸技术、复合材料铸造及复合铸造。

6)低耗、清洁化

绿色制造：清洁铸造技术、铸造废弃物的再生回用。

7)精益、快捷化

精益生产：铸造企业精益生产模式。

快捷制造：虚拟铸造企业及铸件电子商务。

2．铸造生产技术方面

①多年的生产实践表明，具有成本低、污染小、效率高、质量好等优点的射压、气冲造型和静压造型等高度机械化、自动化、高密度湿型造型工艺，将成为我国今后中、小型铸件生产的重要发展趋势。

②通过开发无污染或少污染的黏结剂、催化剂、固化剂，研究与之配套的环保处理设备，广泛应用和发展树脂自硬砂、冷芯盒自硬工艺、温芯盒法及壳型(芯)法。

③研究水玻璃的净化及改性以提高其黏结性能，开发新型水玻璃砂、旧砂再生回用工艺及设备，进一步推广酯硬化水玻璃砂在中、大型铸钢件上的应用。

④特种铸造作为一种实现少余量、无余量加工的精密成型技术，将向着精密化、薄壁化、轻量化、节能化方向发展。特种铸造主要有熔模铸造、压铸、低压铸造。实型铸造(EPC)技术也有广泛的发展前途。