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第一篇 金属铸造成形工艺
第一章 铸造成形工艺理论基础
§1-1 概述
金属液态成形工艺——铸造、液态冲压、液态模锻等
铸造（最广泛）——将液态合金浇注到和零件形状、尺寸相适应铸型空腔中，使其冷却凝固，得到毛坯或零件成形工艺（生产方法）。
一、特点
1．能制成形状复杂、尤其是含有复杂内腔毛坯：
如：阀体、泵体、叶轮、螺旋浆等
2．铸件大小几乎不受限制，重量从几克到几百吨
3．常见原材料起源广泛，价格低廉，成本较低，其应用及其广泛
（如：机床、内燃机中铸件70~80%，农业机械40~70%）
但铸造生产过程较复杂，废品率通常较高，易出现浇不足，缩孔，夹渣、气孔、裂纹等缺点。
二、分类
铸造
砂型铸造——90%以上，成本低
特种铸造——熔模、金属型、压力、低压、离心
质量、生产率高，成本也高
§1-2 铸造工艺性能
工艺性能——符合某种生产工艺要求所需要性能
铸造性能——合金流动性、收缩性、吸气性、偏析等
一、合金流动性
1．概念
指液态合金本身流动能力，它是合金关键铸造性能，流动性愈强，愈便于浇铸出轮廓清楚、薄而复杂铸件。
同时，有利于非金属夹杂物和气体上浮和排除，还有利于对合金冷凝过程所产生收缩进行补缩。
流动性不好——浇不足、冷隔
[注]：流动性测定——“螺旋形试样”（图1-1）
流动性愈好，浇出试样愈长
灰铸铁、硅黄铜最好，铝合金次之，铸钢最差
2．影响合金流动性原因
①化学成份
共晶成份合金结晶是在恒温下进行，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，因为已结晶固体层内表面比较光滑（图1-3a）对金属液阻力较小。同时，共晶成份合金凝固温度最低（铁碳合金状态图）。
相对说来，合金过热度（浇注温度和合金熔点之温差）大，推迟了合金凝固，故共晶成份合金流动性最好。
除纯金属外，其它成份合金是在一定温度范围逐步凝固，即经过液、固并存两相区。此时，结晶是在截面上一定宽度凝固区内同时进行，因为初生“树枝状”晶体，使已结晶固体层表面粗糙（图1-3b）所以，合金流动性变差。
共晶生铁，流动性好。
[注]：降低金属液粘度——提升流动性
如加P—铸铁凝固温度、粘度↓→流动性好
但引发冷脆性（性能要求不高小件）
S→MnS→内摩擦（粘度↑）→流动性↓
②浇注条件
浇注温度——温度↑→粘度↓过热度↑，保持液态时间长→流动性好，
但过高→收缩增大，吸气增多，氧化严重→缩孔、缩松、气孔、粘砂等
控制浇注温度：灰铸铁：1200~1380℃
铸铜：1520~1620℃
铝合金：680~780℃
浇注压力——压力愈大，流动性愈好
增加直浇口高度或采取压力铸造、离心铸造
③铸型充填条件
铸型蓄热能力——铸型材料导热系数和比热愈大，对液态合金“激冷”能力愈强，流动性差。如：金属型比砂型铸造更轻易产生浇不足等缺点。
铸型中气体——在金属液热作用下，型腔中气体膨胀，腔中气体压力增大——流动性差（阻力大）
改善方法：使型砂含有良好透气性，远离浇口最高部位开设气口。
二、合金收缩性
1．合金收缩概念
合金从浇注、凝固直至冷却到室温过程中，其体积或尺寸缩减现象——收缩。
控制不好，易产生缩孔、缩松、应力、变形和裂纹
收缩过程（图1-4）P6
液态收缩ε液——从浇注温度（T浇）到凝固开始温度（T液）间收缩
凝固收缩ε凝——凝固开始到凝固终了温度间收缩
固态收缩ε固——凝固终了→室温
ε总=ε液+ε凝+ε固
体收缩——产生缩孔、缩松
线收缩——产生内应力、变形、裂纹
[注]：常见铸造合金中铸钢收缩率最高
灰铸铁最小（石墨析出，体积膨胀）
2．影响合金收缩原因
化学成份
浇注温度
铸件结构和铸型条件
3．铸件中缩孔和缩松
（1）缩孔和缩松形成
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减容积得不到补足，则在铸件最终凝固部位形成部分孔洞。
根据孔洞大小和分布，可将其分为：缩孔和缩松
缩孔——集中在铸件上部或最终凝固部位容积较大孔洞。
缩孔多呈倒圆锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件内层，但在一些情况下，可暴露在铸件上表面，呈显著凹坑。（纯金属、共晶成份合金易形成）
（图1-5）缩孔形成过程
缩松——分散在铸件某区域内细小缩孔。当容积相同时，缩松分布面积比缩孔大得多。
（图1-6）缩松形成过程
宏观缩松——肉眼或放大镜可见
显微缩松——显微镜观察到
（2）缩孔和缩松预防
①缩孔预防——采取冒口和冷铁，控制铸件次序凝固
即在铸件上可能出现缩孔厚大部位（图1-7），经过安放冒口等工艺方法，使远离冒口部位先凝固，靠近冒口部位次凝固，冒口本身最终凝固。
这么，先凝固部位收缩，由后凝固部位金属液来补充；后凝固部位收缩，由冒口金属液来补充——使铸件各部位收缩均能得到补充，
缩孔→冒口中（多出部分，清除）
[注]：形状复杂有多个热节——冒口+冷铁
外冷铁——反复使用；（图1-8）
内冷铁——不关键铸件（熔合于铸件）（图1-9）
②缩松预防——热节处要放冷铁或在局部砂型表面涂“激冷”涂料，加大冷却速度，或加大结晶压力，破碎枝晶，流动性好
4．铸造内应力、变形和裂纹
铸件在凝固以后继续冷却过程中，其固态收缩若受到阻碍，铸件内部产生内应力，这些内应力有时是在冷却过程中暂存，有时则一直保留到室温，后者称残余内应力。
铸造内应力是铸件产生变形和裂纹基础原因。
（1）内应力形成
按内应力产生原因，可分为热应力和机械应力
①热应力
因为铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不一样，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引发。
分析：金属自高温——室温（冷却）时应力状态改变，在再结晶温度（钢、铸铁为620~650℃）以上——塑性状态（在应力下）→塑性变形（永久变形），变形后应力可消除；在再结晶温度以下——弹性状态——弹性变形，变形后应力继续存在。
（图1-10）热应力形成过程——三个阶段
（图1-11）应力框冷却曲线
[注]a. 热应力性质——铸件缓冷处（厚壁或心部）受拉伸，
快冷处（薄壁或表层）受压缩
b. 铸件冷却时各处温差越大，次序凝固愈显著，合金固态收缩率越大，弹性模量愈大→热应力大
c. 预防热应力基础路径——降低铸件各部分温度差，使其均匀冷却。
如：E小、壁厚均匀、控制各部位同时凝固（图1-12）
②机械应力（收缩应力）
合金线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成应力。（图1-13）
使铸件产生拉伸或剪切应力（临时），落砂后，内应力便消除。
在铸型中可和热应力共同起作用，增大一些各部位拉伸应力，产生裂纹。
（2）铸件变形和预防
残余内应力（厚部分受拉伸，薄部分压缩→不稳定状态，自发地经过变形，减缓内应力——稳定状态
即，原受拉——产生压缩变形
原受压——产生拉伸变形
（图1－14）、（图1－15）、（图1－16）
[注]：预防变形——壁厚均匀，形状对称
工艺上：同时凝固，冷却均匀
反变形法（长而易变形）
“反变形法”——统计铸件变形规律基础上，在模型上预先作出相当于铸件变形量反变形量，以抵消铸件变形。
（3）铸件裂纹和预防
当铸件内应力超出金属强度极限时，铸件便产生裂纹。
严重缺点—造成报废。
热裂——在高温下产生裂纹（裂纹短，缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色）
冷裂——在低温下形成裂纹（裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色）
预防热裂——选择凝固温度范围小，热裂倾向小合金，提升型砂和芯砂退让性，控制含S —防热脆
预防冷裂——减小内应力，控制含P量，浇注以后，勿过早打箱。
三、合金吸气性
液态合金吸入了气体，若不能逸出——气孔缺点，破坏了金属连续性，降低了承载有效面积，应力集中，降低机械性能（冲击韧性，疲惫强度），弥散性气孔还可使显微缩松形成，降低铸件气密性。
按气体起源，气孔可分为：
侵入气孔——砂型和型芯中气体侵入金属液中而形成气孔（图1－19）
析出气孔——双原子气体随温度降低溶解度下降，呈过饱和状态以气泡形式从金属液中析出（铝合金中最多见）；如（图1－20）
反应气孔——液态金属和铸型材料、芯撑、冷铁或溶渣之间发生化学反应产生气体而形成气孔。
第二章 常见铸造合金及其熔炼
§2-1 钢铁冶炼
铁矿石→生铁→钢水→钢锭（图2-1）
一、炼铁
在高炉中进行
铁矿石+焦碳+石灰石 炉料 高炉
预热900~1200℃ → 焦碳燃烧，产生CO→加热炉料，发生反应
还原反应：C、CO将FeO中氧分离→还原Fe
造渣反应：CaO+SiO2=CaSiO3（炉渣）
渗碳反应：Fe吸收焦碳中C→含C高，熔点低生铁水
[注]：铁水中溶解有Si，Mn，S，P等（表2-1）
炼钢生铁——用于炼钢（大多数）
铸造生铁——熔炼铸钢（少许）
二、炼钢
钢和生铁在化学成份上关键区分：钢含C量低（<1.4%）
Si, Mn S, P杂质低
关键任务——生铁多出C、杂质→氧化物
1．炼钢冶炼反应
①碳、硅、锰氧化——脱碳是最关键过程
②P、S脱除
③脱氧——炼钢后期（FeO中脱氧）
2．钢冶炼分类
炼钢设备不一样，分为
转炉炼钢——冶炼一般低碳钢
平炉炼钢——一般优质碳素结构钢、低合金钢
电炉炼钢——优质钢（成本高）（感应电炉或电弧炉）
3．镇静钢和沸腾钢
镇静钢——锰铁、硅铁、纯铝、完全脱氧钢——优质钢，合金钢钢锭
沸腾钢——仅用锰铁部分脱氧钢（低碳钢）——冲压件

§2-2 常见铸造合金及其熔炼
铸造合金——用于生产铸件那一部分金属材料
常见：铸铁、铸钢、铸造有色合金
一、铸铁及其熔炼
铸铁——含C大于2.11%铁碳合金
含有良好铸造性能、易切削——适合形状复杂铸件
应用最广泛（占50%以上）
依据碳在铸铁中存在形式不一样，可分为
白口铸铁—C除微量溶于铁素体外，全部以Fe3C形式存在，断口银白色硬脆，难加工。
灰口铸铁—C除微量溶于铁素体外，全部或大部以石墨形式存在，断口灰色。
麻口铸铁—即有石墨，又有莱氏体，过渡组织。
断口黑白相间麻点，硬脆，难加工（少用）
灰口铸铁（按石墨形态）一般灰口铸铁——简称灰口铸铁（呈片状）
可锻铸铁——石墨呈团絮状
球墨铸铁——呈球状
蠕墨铸铁——蠕虫状
依据铸铁化学成份，
分为：一般铸铁
合金铸铁——含Si>4%、Mn>2%，或Ti,V, Mo, Cr, Cu等
1．灰铸铁
显微组织由金属基体（铁素体和珠光体）和片状石墨组成——钢基体上嵌入大量石墨片。
性能特征
①机械性能——抗拉强度、弹性模量较低MPa
塑性、韧性近于零→脆性材料
但抗压强度和钢相近（600~800MPa）
石墨愈多、愈粗大——机械性能愈差
②工艺性能——脆性材料，不能铸造和冲压，可焊性较差，但铸造性能优良，切削加工性能好（崩碎切屑）
③减震性——减震能力为钢5~10倍——机床床身、机座
④耐磨性——石墨润滑作用，比钢好——导轨、衬套，活塞环等
⑤缺口敏感性——低，疲惫强度影响小。
[注]：影响铸铁组织和性能原因
1）化学成份——C和Si——石墨化 （图2-2）P20
S和Mn——阻碍石墨化
P——冷脆性
2）冷却速度——灰口很慢（石墨顺利析出）；白口很快
3）孕育处理——提升灰铸铁机械性能有效方法。（向铁水中冲入孕育剂进行孕育处理，然后浇注）→孕育铸铁
（表2-2）灰铸铁抗拉强度、特征及应用
HT100、HT150、HT200——一般灰铸铁，广泛用于通常机件
HT250~HT350——孕育铸铁（要求高）
2．可锻铸铁
玛钢或玛铁，将白口铸铁经石墨化退火而成一个铸铁
石墨呈团絮状，对基体割裂作用↓→抗拉强度↑（）相当高塑性、韧性（但并不能真用于铸造），球铁问世前，曾是机械性能最高铸铁
（表2-3）特征和用途举例
牌号 KTH——黑心可锻铸铁
KTZ——珠光体可锻铸铁
KTB——白心可锻铸铁（少用）
3．球墨铸铁（简称球铁）
上世纪40年代末发展起来一个铸造合金。
向出炉铁水中加入球化剂和孕育剂→球状石墨铸铁
1）球铁对原铁水要求
控制含S≤0.07%，P≤0.1%
温度>1400℃
球化 孕育处理
冲入法和型内球化法
2）球铁铸造工艺
比灰铸铁易产生缩孔、缩松、皮下气孔、夹渣等
3）牌号性能及应用（表2-4）
QT400-18
400：最低抗拉强度、18：延伸率
（表2-5）热处理后机械性能
4．蠕墨铸铁
铁水经蠕化处理，石墨呈蠕虫状（介于片状和球状间）铸铁
其铸造性能靠近灰铸铁，金属造工艺简便，
牌号及性能（5个牌号）
RuT420 RuT380 RuT340 RuT300 RnT260
应用——形状复杂大铸件（如重型机床、大型柴油机机体）
5．合金铸铁（特殊要求）
耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁
6．铸铁熔炼
应满足要求——熔炼出预定化学成份、有足够温度铁水、生产率高，成本低
设备——冲天炉、反射炉、电弧炉、工频炉等
冲天炉应用最广。
1）冲天炉熔炼过程
2）铁水化学成份控制—Si, Mn, C, S, P
二、铸钢及其熔铸
1．铸钢分类、性能及应用
接化学成份： 铸造碳钢——应用广（80%以上）（表2-6）
铸造合金钢——重型机械制造
2．铸钢件熔铸工艺
1）铸钢件熔炼
平炉 转炉 电弧炉 （常见三相电弧炉）
2）铸造工艺
钢浇注温度高（＞1500℃）、收缩大（比铸铁大3倍）流动性差，易吸气和氧化，铸造困难→易产生浇不足、气孔、缩孔、缩松、热裂、粘砂等
工艺方法：①铸钢用型砂应有高耐火性、抗粘砂性；高强度、透气性和退让性——大而均匀石英砂
②安置冒口和冷铁——次序凝固
③在壁厚交接处设防裂筋
④热处理——正火或退火
三、铸造非铁合金及熔铸
常见铸造铜合金、铸造铝合金
要求：掌握常见牌号、用途（表2-7）、（表2-8）

第三章 金属铸造成形工艺
铸造：
制造铸型型腔→浇注→冷凝→取得零件
§3-1 重力作用下铸造成形
靠自重充填型腔
一、砂型铸造
型腔——型砂制作
将一个形状和铸件对应，并考虑加工余量及收缩余量模样，埋入型砂→紧实，打开砂型，拨模→型腔
模样分块，和砂型分型面可不一样
1．多种造型方法（图3-1）
图a 整体模造型 （砂型分成两块）
图b 分模造型 （模样分两块）
图c 挖砂造型 （分型面是阶梯面）
费时，生产率低
图d 三箱造型 （两个分型面，三砂箱）
图e 活块造型 （90°旋转，中心线分型、分模）
最大截面（外形轮廓）
2．铸件内腔形状影响
内腔形状——靠型芯来形成
（图3-2）带空腔铸件造型方法
型芯固定——靠芯头（垂直芯头、水平芯头）
[注]：外形轮廓相同实心铸件和有空腔铸件，造型方法基础相同。
3．型芯对分型面及造型方法影响
（图3-3）、（图3-4）
4．机器造型——紧砂、起模关键工序实现机械化
大批量生产，机械化，流水线生产
（1）紧砂方法
压实式、 震实式、震压式、抛砂式、射压式
（图3-5）震压式（中小型铸件）
（图3-6）抛砂式（重大件）
（2）起模方法
顶箱式——四根顶杆顶住砂箱四角，渐渐上升（图3-7）
漏模式——有筋条或较深凹、凸形状，起模困难砂型（图7-8）
翻转式——180°翻转（图3-9）
（3）工艺特点
采取模板造型（图3-10）a）、b）——定位销精度高
不适合三箱造型及活块造型，（可经过外型芯改善）
5．机器造芯
震压式造芯机（参见图3-5）
射芯机（图3-11）—— 小型芯（不到1秒钟）
[注]砂型成形特点
应用最广泛、最灵活
单件、小批量手工造型、成批大量机器造型
可浇注低熔点非铁金属，也可浇注高熔气铁水、钢水
成型件尺寸、形状均可
但—型只能浇注一次，生产率低
冷却速度慢，铸件晶粒不细密——影响机械性能
二、壳型铸造
三、金属型铸造
亦称“硬模铸造”
可反复使用，“永久型铸造”
1．材料及结构
材料——金属型材质熔点高于浇入液态合金温度
如：浇注Sn、Zn、Mg低溶气合金——灰铸铁
浇注Al、Cu——用合金铸铁或钢
金属型结构——确保铸件（连同浇、冒口）能从金属型中顺利取出
整体式，水平分型式，垂直分型式，复合分型式（图3-14）
[注]：浇注系统多采取底注或侧注式
型芯——金属型芯
砂芯
2．铸造工艺
为保护铸件质量，提升使用寿命，采取下列方法
（1）加强排气（图3-16）
（2）喷刷涂料
耐火材料+粘结剂
（3）预热，并控制温度（120~350℃）
（4）立即开型（无退让性，内应力较大→开裂）降低内应力
3．特点及适用范围
“一型多铸”，铸件质量好，机械性能↑，劳动条件好
但成本高，周期长，不适合单件、小批生产，不宜形状复杂、薄型、大型铸件，使用范围受限制
——适适用于Cu、Al、Mg等非铁合金大批生产
四、熔模铸造
熔模铸造，或“失蟆铸造”
浇入由蜡模熔失后形成中空型腔成型。
1．基础工艺过程
（图3-17）
蜡模制造→结壳→脱蜡→熔化→浇注
制造压型→压制→装配蜡模组
2．特点及适用范围
精密成型工艺
五、气化模铸造
用聚苯乙烯发泡气化模替换木模，用干砂（树脂砂、水玻璃）替换一般型砂造型，浇注—气化模燃烧、气化、消失而形成铸件
六、陶瓷型铸造
精密铸造（砂型、熔模基础）
1．基础工艺过程
（图3-19）
2．特点及适用范围——厚大精密铸件
§3-2 外力作用下铸造成形
离心力作用
压力作用
一、离心铸造
铸型高速回转，靠离心力充型，凝固
1．离心铸造基础类型
立式离心铸造（图3-20）
卧式离心铸造（图3-21）
成型件离心铸造（图3-22）
2．特点及适用范围
二、压力作用下铸造成形
压力铸造（压铸） 高压作用（300～700大气压）
低压铸造——介于金属型和压力之间（低压作用0.2～0.7大气压）
挤压铸造（挤铸）
[注]：多个铸造方法比较
铸造方法
比较项目
砂型
金属型
熔模
压力
低压
陶瓷型
适用金属
任意
不限制
非铁合金为主
不限制
以铸钢为主
铝、锌、镁等低熔合金
非铁合金为主，
黑色金属也可
不限制
以铸钢为主
适用铸件大小
任意
中、小铸件为主
以小铸件为主（<25kg）
通常<10 kg
中型也可
中、小铸件为主
大、中铸件为主
批量
不限制
大批大量
通常成批大量小批量也可
大批、大量
成批大量
单件、小批
铸件尺寸公差mm
100±1.0
100±0.4
100±0.3
100±0.3
100±0.4
100±0.35
表面粗糙度
粗糙
Ra25~Ra12.5
Ra25~Ra3.2
Ra6..3~Ra1.6
Ra25~6.3
Ra25~Ra6.3
内部质量
结晶粗
结晶细
结晶粗
表层结晶细内部多有气孔
结晶细
结晶粗
加工余量
大
小
小或不加工
小或不加工
较小
小或不加工
生产率
低、中
中、高
低、中
最高
中
低
最小壁厚
3.0
铝合金2~3
铸铁4.0
通常0.7
0.5~1.0
通常2.0
1.0

第四章 铸造工艺设计
砂型铸造工艺设计
为取得好铸件，降低工作量，降低成本——合理制订铸造工艺方案，绘制铸造工艺图。
§4-1 铸造工艺方案确实定
铸造工艺方案——①选择铸件浇注位置及分型面
②型芯数量、形状及其固定方法
③确定工艺参数（加工余量、起模斜度、圆角、收缩率）
④浇冒口、冷铁形状、尺寸及其部署
铸造工艺图——在零件图上用多种工艺符号表示出铸造工艺方案图形
它是制造模样和铸型，进行生产准备和铸件检验依据——基础工艺文件。
（图4-1） 圆锥齿轮零件图，铸造工艺图及模样图
一、工艺符号及其表示方法（表4-1）
二、浇注位置及分型面选择
浇注位置——浇注时铸件在砂型中所处空间位置
分型面——砂箱间接触表面
影响铸件质量、工艺难易
1．浇注位置选择标准
1）铸件关键加工面应朝下
因为铸件上表面易产生砂眼、气孔、夹渣等缺点，组织不以下表面致密。
若难以朝下，则应尽力使其在侧面。
若关键加工面有数个，则将较大平面朝下
（图4-2）c）因为车床床身导轨面是关键表面，将导轨面朝下（选（1））。
2）铸件大平面应朝下
型腔上表面除了易产生气孔、夹渣等缺点外，大平面还常产生夹砂缺点，故对平板、圆盘类铸件，大平面应朝下（图4-2，a）选方案（1）。
3）为预防铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺点，应将面积较大薄壁部分置于铸型下部，或使其处于垂直或倾斜位置如（图4-2）b）油盘，选（1）。
4）对于轻易产生缩孔铸件，应使厚部分放在分型面上部或侧面——厚处直接安放冒口，实现自下而上次序凝固。图（4-2）d，选（1）。
2．分型面选择标准
在确保铸件质量前提下，尽可能简化工艺，节省人力物力。
（1）应便于起模，使造型工艺简化。
如尽可能使分型面平直、数量少，避免无须要活块和型芯等。
如（图4-3）三通铸件分型面选择，（d）最优
（2）应尽可能使铸件全部或大部置于同一砂箱，以确保铸件精度，
图（4-5），摇臂铸件，选（a）
虽分型面为曲面（挖砂或成型底板），但大部分轮廓在一箱之中，尺寸精度很好。
（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚，应尽可能使型腔及关键型芯在下箱。但下箱型腔也不宜过深，尽可能避免使用吊芯和大吊砂。
[注]以上两种选择有亲密关系
从工艺设计步骤——先定浇注位置，再选分型面，在定分型面时，应尽可能和浇注位置相一致。
三、砂芯形状，个数及分块
砂芯作用——形成铸件内腔或便于外形起模。
（图4-6）、（图4-7）砂芯分块 （图4-8），（图4-9）

§4-2 工艺参数确实定
工艺方案确定后→工艺参数
一、机械加工余量和铸孔
机械加工余量——在铸件上为切削加工而加大尺寸，称~
余量过大——切削加工费工，且浪费材料；
余量过小，制品会因残留黑皮而报废，或因铸件表层过硬而加速刀具磨损。
加工余量应依据铸件生产批量、合金种类、造型方法、加工要求、铸件形状、尺寸及浇注位置等来确定。
大量生产——机器造型，精度高，余量小
铸钢件——表面粗糙，余量比铸铁大
非铁合金——价贵，表面光滑，余量小
（表4-2） （表4-3）——说明
另：铸件孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上可能性，还须考虑其必需性。
通常，较大孔、槽应铸出→减小加工工时，减小热节，
较小孔、槽无须铸出→留待加工更经济。
不加工特形孔、价格较贵非铁金属铸孔——尽可能铸出
（表4-4）铸件最小铸出孔
二、起模斜度（拔模斜度）
为了使模型样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，应在模样或芯盒起模方向带有一定斜度，此倾斜度称拔模斜度或铸造斜度。
（图4-10）起模斜度形式
（图4-11）自带型芯起模斜度
[注]：标注用角度α或宽度a表示 （表4-5）
三、铸造图角
预防在夹角处产生冲砂及裂纹
圆角半径约为相交两壁平均厚度1/3~1/2.
四、铸造收缩率
因为合金线收缩，铸件冷却后尺寸将比型腔尺寸小，为了确保铸件应有尺寸，模样和芯盒制造尺寸应比铸件大（线收缩率）。
收缩率大小和合金种类、铸件结构、尺寸等相关。
通常：灰铸铁 0.7%~1.0%
铸造碳钢 1.3%~2.0%
铝硅合金 0.8%~1.2%
锡青钢 1.2%~1.4%
五、芯头及芯座
（图4-12） （图4-13）
§4-3 浇、冒口系统
一、浇注系统
引导金属液流入铸型型腔一系列通道总称。
组成——浇口杯（外浇口）
直浇道
横浇道 （图4-14）
内浇道
1．尺寸确实定
2．常见浇注系统类型
顶注式 （图4-15）a
分型面（中间）注入式 b
底注式 c
阶梯式 d
3．内浇道和铸件型腔连接位置选择：①②③④⑤
二、冒口
铸型中设置一个储存金属液空腔
作用——提供体收缩时所需金属液。
对其进行补缩→预防产生缩孔、缩松等（冒口清除）
冒口设置——铸件热节圆直径较大部位
冒口尺寸计算——百分比法 （表4-6）（图4-18）

第五章 铸件结构设计
铸件结构设计：确保其工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构要求，铸件结构设计合理是否，对铸件质量、生产率及其成本有很大影响。
§5-1 铸件设计内容
一. 铸件外形设计
铸件外形必需努力争取简单、造型方便；加强肋部署应有利于取模；尽可能避免无须要型芯和活块；应注意避免无须要曲线和圆角结构；沿着起模方向不加工表面，应给出结构斜度（表5－1）。
二．铸件内腔设计
内腔必需努力争取简单、尽可能少用或不用型芯；型芯在铸型中必需支撑牢靠和便于排气、固定、定位和清理；为了固定型芯，和便于清理型芯，应增加型芯头或工艺孔。
三．铸件壁厚设计
铸件壁厚应均匀，不应过厚或过薄；壁厚不均匀铸件应有利于定向凝固。
（表5－2）
四．铸件壁（肋）间连接设计
铸件内表面及外表面转角连接处应为圆角，以免产生裂纹、缩孔、粘砂和掉砂缺点（表5－4）；为了预防裂纹，应尽可能采取能够自由收缩或减缓收缩受阻结构，如轮辐设计成弯曲形状；在铸件连接或转弯处，应尽可能避免金属积聚和内应力产生，厚壁和薄壁相连接要逐步过渡，并不能采取锐角连接，以预防出现缩孔、缩松和裂纹（表5－5）；对细长件或大而薄平板件，为预防弯曲变形，应采取对称或加肋结构。
§5-2 结构设计时应考虑其它方面
一． 应用性能
二． 不一样铸造工艺特殊性
三． 结构剖分和组合