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铸造方法
第2章铸造
铸造是金属液态成形的一种方法，它能铸造各种尺寸、形状复杂的毛坯或零件，铸造具有适应性广、成本低廉的优点，是机械零件毛坯或零件成品热加工的一种重要工艺方法。
本章主要介绍合金的铸造性、常用铸造方法、铸造工艺设计和铸件结构工艺基础知识等。
2.1概述
制造与零件形状相适应的铸型，将熔融金属浇人铸型中，待其冷却凝固后获得所需毛坯或零件的方法，称为铸造。
用铸造方法制造的毛坯或零件称为铸件。
铸件生产过程如图2.1.1所示。
熔炼金属
铸件
浇注
铸型
图2.1.1铸件生产过程框图
由上可知，铸造的实质就是材料的液态成形，由于液态金属易流动，所以各种金属材料都能用铸造的方法制成具有一定尺寸和形状的铸件，并使其形状和尺寸尽量与零件接近，以节省金属，减少加工余量，降低成本。
因此，铸造在机械制造工业中占有重要地位，据统计在一般的机械设备中，铸件占机器总重量的45%～90%,而铸件成本仅占机器总成本的20%～25%。
但是，液态金属在冷却凝固过程中，形成的晶粒较粗大，容易产生气孔、缩孔和裂纹等缺陷。
所以铸件的力学性能不如相同材料的锻件好。
而且存在生产工序多，铸件质量不稳定，废品率高，工作条件差，劳动强度较高等问题。
随着生产技术的不断发展，铸件的性能和质量正在进一步提高，劳动条件正逐步改善。
当前铸造技术发展的趋势是，在加强铸造基础理论研究的同时，发展新的铸造工艺，研制新的铸造设备，在稳定提高铸件质量、精度、减小表面粗糙度的前提下发展专业化生产，积极实现铸造生产过程的机械化、自动化，减少公害，节约能源，降低成本，使铸造技术进一步成为可与其它成形工艺相竞争的少余量、无余量成形工艺。
2.2合金的铸造性能
铸造过程中，铸件的质量与合金的铸造性能密切相关。
所谓合金的铸造性能是指在铸造生产过程中，合金铸造成形的难易程度，容易获得正确的外形、内部又健全的铸件，其铸造性能就好，应该指出合金的铸造性能是一个复杂的综合性能，通常用充型能力、收缩性等来衡量。
影响铸造性能的因素很多，除合金元素的化学成分外，还有工艺因素等。
因此，掌握合金的铸造性能，采取合理的工艺措施，可以防止铸造缺陷，提高铸件质量。
2.2.1合金的充型能力
熔融金属充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力叫做液态合金的充型能力。
影响液态合金的充型能力的因素有两个，一是合金的流动性，二是外界条件。
1.合金的流动性铸造合金流动性的好坏，通常以螺旋形流动性试样的长度来衡量。
将金属液浇人图2.2.1所示的螺旋形试样的铸型中，在相同的铸型及浇注条件下，得到的螺旋形试样越长，表示该合金的流动性越好。
不同种类合金的流动性差别较大，如表2.2.1所示,铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差；在铸铁中，流动性随碳、硅含量的增加而提高；同类合金的结晶温度范围越小，结晶时固液两相区越窄，对内部液体的流动阻力越小，合金的流动性越好。
表2.2.1常用合金的流动性比较
合金
造型材料
浇注温度（℃）
螺旋线长度（mm）
铸铁（c+Si=6.2%）
（c+Si=5.9%）
（c+Si=5.2%）
（c+Si=4.2%）
砂型
1300
1300
1300
1300
1800
1300
1000
600
铸钢（c=0.4%）
砂型
1600
1640
100
200
铝硅合金
金属型（300℃）
690～720
100～800
镁合金（Mg-Al-Zn）
砂型
700
400～600
锡青铜（Sn=9%～11%）
（Zn=2%～4%）
硅黄铜（Si=1.5%～4.5%）
砂型
1040
1100
420
1000
流动性好的合金，充型能力强，易得到形状完整、轮廓清晰、尺寸准确、薄而复杂的铸件。
反之，铸件容易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。
流动性好,还有利于金属液中的气体、非金属夹杂物的上浮与排除，有利于补充铸件凝固过程中的收缩。
流动性不好，则铸件容易产生气孔、夹渣以及缩孔、缩松等铸造缺陷。
铸件的凝固方式对合金的流动性也有影响，除纯金属和共晶成分合金外，一般合金在凝固过程中都要经过固相区、凝固（固-液两相）区和液相区这三个区域，根据凝固区宽度的不同，铸件的凝固方式可分为逐层凝固、糊状凝固和中间凝固三种方式。
（1）逐层凝固纯金属、共晶类合金及窄结晶温度范围的合金，如灰口铸铁、硅黄铜及低碳钢等，倾向于逐层凝固方式。
其的特征是，紧靠铸型壁的外层合金，一旦冷却至凝固点或共晶点温度时，即凝固成固态晶体；而处于上述温度以上的里层合金，仍为液态，固一液界面分明、平滑，不存在固液交错，凝固前沿比较平滑，对金属的流动阻力小，因而充型能力强，见图2.2.2（a）。
（2）糊状凝固结晶温度范围大的合金，如锡青铜、球墨铸铁及高碳钢等，倾向于糊状凝固方式。
这些合金一旦冷却至液相线温度时，结晶出的第一批晶粒即被周围剩余的液体合金所包围，温度继续下降，新形成的另一批晶粒又被液体合金包围，枝晶与液体合金互相交错充斥整个断面，固、液交错，这种凝固方式犹如水泥凝固，先呈糊状而后固化，凝固前沿粗糙，对金属流动的阻力大，因而充型能力差，容易产生铸造缺陷，见图2.2.2（b）。
（3）中间凝固中碳钢、白口铁以及部分特种黄铜等，倾向于中间凝固方式。
它介于逐层凝固和糊状凝固之间。
所以，从流动性考虑，宜选用共晶成分或窄结晶温度范围的合金作为铸造合金。
除此之外，合金液的粘度、结晶潜热、导热系数等物理性能对合金的流动性都有影响。
2.外界条件影响充型能力的外界因素有铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
这些因素主要是通过影响金属与铸型之间的热交换条件，从而改变金属液的流动时间，或是影响金属液在铸型中的水动力学条件，从而改变金属液的流动速度来影响合金充型能力的。
如果能够使金属液的流动时间延长，或加快流动速度，就可以改善金属液的充型能力。
（1）铸型条件铸型的导热速度越大或对金属液流动阻力越大，合金的充型能力越差。
例如，液态合金在金属型中的充型能力比在砂型中差。
型砂中水分过多，排气不好，浇注时产生大量气体，会增加充型的阻力，使合金的充型能力变差。
（2）浇注条件在一定范围内，提高浇注温度，可使液态合金粘度下降，流速加快，还能使铸型温度升高，金属散热速度变慢，从而大大提高金属液的充型能力。
但如果浇注温度过高，容易产生粘砂、缩孔、气孔、粗晶等缺陷。
因此，在保证金属液具有足够充型能力的前提下应尽量降低浇注温度，例如铸钢的浇注温度范围为1520℃～1620℃，铸铁的浇注温度范围为1230℃～1450℃，铝合金的浇注温度范围为680℃～780℃，薄壁复杂件取上限，厚大件取下限。
提高金属液的充型压力和浇注速度可使充型能力增加，如增加直浇口的高度，也可以用人工加压方法（压力铸造、真空吸铸及离心铸造等）。
此外，浇注系统结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越低。
表8.2.2不同金属和不同铸造方法铸造的铸件最小壁厚（mm）
（3）铸件结构当铸件壁厚过小，壁厚急剧变化，结构复杂以及有大的水平面等结构时，都使金属液的流动困难。
因此设计铸件时，铸件的壁厚必须大于最小允许壁厚值（见表2.2.2）。
有的铸件还需设计流动通道。
砂型
金属型
熔模
压铸
灰铸铁
3
〉4
0.4～0.8
-
铸钢
4
8～10
0.5～1
-
铝合金
5
3～4
-
0.6~0.8
2.2.2合金的收缩性
铸件在冷却过程中，其体积和尺寸缩小的现象叫做收缩。
合金的收缩量通常用体收缩率和线收缩率来表示。
金属从液态到常温的体积改变量称为体收缩，金属在固态由高温到常温的线性尺寸改变量称为线收缩。
铸件的收缩与合金成分、温度、收缩系数和相变体积改变等因素有关，除此之外，还与结晶特性、铸件结构以及铸造工艺等有关。
1.收缩三阶段铸造合金收缩要经历三个相互联系的收缩阶段，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
见图2.2.3。
（1）液态收缩这是合金从浇注温度t浇（A点）冷却至开始凝固（液相线）温度（B点）之间的收缩。
金属液体的过热度越高，液态收缩越多。
（2）凝固收缩这是合金从开始凝固（B点）至凝固结束（固相线）温度（C点）之间的收缩。
结晶温度范围越宽，凝固收缩越大。
液态收缩和凝固收缩，一般表现为铸型空腔内金属液面的下降，是铸件产生缩孔或缩松的基本原因。
（3）固态收缩这是合金在固态下，冷却至室温的收缩。
它将使铸件形状、尺寸发生变化，是产生铸造应力导致铸件变形，甚至产生裂纹的主要原因。
常用的金属材料中，铸钢收缩最大，有色金属次之，灰口铸铁最小。
灰口铸铁收缩小是因析出石墨而引起体积膨胀的结果。
2.影响收缩的因素合金总的收缩为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段收缩之和，它和金属本身的化学成分、温度以及铸型条件和铸件结构等因素有关。
（1）化学成分不同成分合金的收缩率不同，如碳素钢随含碳量的增加，凝固收缩率增加，而固态收缩率略减。
灰铸铁中，碳、硅含量越高，硫含量越低，收缩率越小。
表2.2.3列出了几种铁碳合金的收缩率。
（2）浇注温度浇注温度主要影响液态收缩。
浇注温度升高，使液态收缩率增加，则总收缩量相应增大。
为减小合金液态收缩及氧化吸气，并且兼顾流动性，浇注温度一般控制在高于液相线温度50℃～150℃。
（3）铸件结构与铸型条件铸件的收缩并非自由收缩，而是受阻收缩。
其阻力来源于两个方面:
一是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷速不同，收缩先后不一致，而相互制约，产生阻力；二是铸型和型芯对收缩的机械阻力。
铸件收缩时受阻越大,实际收缩率就越小。
因此，在设计和制造模样时，应根据合金种类和铸件的受阻情况，采用合适的收缩率。
表2.2.3几种铁碳合金的收缩率
合金种类
含碳量ωc
（%）
浇注温度
/℃
液态收缩率（%）
凝固收缩率（%）
固态收缩率（%）
总体收缩率（%）
碳素铸钢
0.25
1610
1.6
3.0
7.86
12.46
白口铸铁
3.00
1400
2.4
4.2
5.4～6.3
12～12.9
灰铸铁
3.50
1400
3.5
0.1
3.3～4.2
6.9～7.8
3.收缩对铸件质量的影响
（1）缩孔与缩松如果铸件的液态收缩和凝固收缩得不到合金液体的补充，在铸件最后凝固的某些部位会出现孔洞，大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。
缩孔产生的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩值远大于固态收缩值。
缩孔形成的条件是金属在恒温或很小的温度范围内结晶，如纯金属、共晶成分的合金，铸件壁是以逐层凝固方式进行凝固。
图2.2.4为缩孔形成过程示意图。
液态合金注满铸型型腔后，开始冷却阶段，液态收缩可以从浇注系统得到补偿，见图2.2.4（a）；随后，由于型壁的传热，使得与型壁接触的合金液温度降至其凝固点以下，铸件表层凝固成一层细晶薄壳，并将内浇口堵塞，使尚未凝固的合金被封闭在在薄壳内，见图2.2.4（b）；温度继续下降，薄壳产生固态收缩，液态合金产生液态收缩和凝固收缩，而且远大于薄壳的固态收缩，致使合金液面下降，并与硬壳顶面分离，形成真空孔洞，在负压及重力作用下，壳顶向内凹陷，见图2.2.4（c）；温度再度下降，上述过程重复进行，凝固的硬壳逐层加厚，孔洞不断加大，直至整个铸件凝固完毕，这样在铸件最后凝固的部位形成一个倒锥形的大孔洞，见图2.2.4（d）；铸件冷至室温后，由于固态收缩，使缩孔的体积略有减小，见图2.2.4（e）。
通常缩孔产生的部位一般在铸件最后凝固区域，如壁的上部或中心处，以及铸件两壁相交处，即热节处。
若在铸件顶部设置冒口，缩孔将移至冒口，见图2.2.4（f）。
缩松形成的基本原因虽然和形成缩孔的原因相同，但是形成的条件却不同，它主要出现在结晶温度范围宽、呈糊状凝固方式的合金中。
图2.2.5为缩松形成过程示意图。
这类合金倾向于糊状凝固或中间凝固方式，凝固区液固交错，枝晶交叉，将尚未凝固的液体合金彼此分隔成许多孤立的封闭液体区域。
此时，如同形成缩孔一样，在继续凝固收缩时得不到新的液体合金补充，在枝晶分叉间形成许多小而分散孔洞，这就是缩松，它分布在整个铸件断面上，一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近，也常分布在集中缩孔的下方。
不论是缩孔还是缩松，都使铸件的力学性能、气密性和物理化学性能大大降低，以致成为废品。
所以缩孔和缩松是极其有害的铸造缺陷，必须设法防止。
为了防止铸件产生缩孔、缩松，在铸件结构设计时，应避免局部金属积聚。
工艺上，应针对合金的凝固特点制定合理的铸造工艺，常采取“顺序凝固”和“同时凝固”两种措施。
所谓“顺序凝固”就是在铸件可能出现缩孔或最后凝固的部位（多数在铸件厚壁或顶部），设置“冒口”，使铸件按照远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，最后才是冒口凝固的顺序进行。
这样，先凝固的收缩由后凝固部位的液体金属补缩，后凝固部位的收缩由冒口中的金属液补缩，使铸件各部位的收缩均得到金属液补缩，而缩孔则移至冒口，最后将冒口切除，如图2.2.6所示。
也可将冒口与“冷铁”配合使用，可以调节铸件的凝固顺序，扩大冒口的有效补缩距离，如图2.2.7所示。
顺序凝固适于收缩大的合金铸件，如铸钢件、可锻铸铁件、铸造黄铜件等，还适于壁厚悬殊以及对气密性要求高的铸件。
顺序凝固使铸件的温差大、热应力大、变形大,容易引起裂纹，必须妥善处理。
所谓“同时凝固”就是使铸件各部位几乎同时冷却凝固，以防止缩孔产生。
例如，在铸件厚部或紧靠厚部处的铸型上安放冷铁，如图2.2.8所示。
同时凝固可减轻铸件热应力，防止铸件变形和开裂，但是容易在铸件心部出现缩松。
故仅适于收缩小的合金铸件，例如，碳、硅含量较高的灰口铸铁件。
（2）铸造应力、变形和裂纹铸件在冷凝过程中，由于各部分金属冷却速度不同，使得各部位的收缩不一致，再加上铸型和型芯的阻碍作用，使铸件的固态收缩受到制约而产生铸造应力，在应力作用下铸件容易产生变形，甚至开裂。
1）铸造应力铸件固态收缩受阻所引起的应力称为铸造内应力。
它包括机械应力和热应力等。
机械应力是铸件收缩受到铸型、型芯或浇冒口的阻碍而引起的应力，见图2.2.9。
落砂后阻碍消除，应力将自行消失。
热应力是因铸件壁厚不均匀，结构复杂，使各部分冷却收缩不一致，又彼此制约而引起的应力。
下面以应力框铸件为例，讨论热应力的形成过程（图2.2.10）。
图2.2.10（a）是应力框铸件，它由粗杆1和两根细杆2以及上、下横梁3构成；图2.2.10（b）是铸件粗杆1和细杆2的温度变化曲线，横坐标τ表示铸件的冷却时间，纵坐标t表示铸件的温度；图2.2.10（c）是铸件在冷却过程中粗杆1和细杆2的温差变化曲线；图2.2.10（d）为应力框铸件在冷却过程中粗杆1和细杆2的应力变化曲线。
由粗杆1和细杆2的温度变化曲线可见，随着冷却时间的增加，开始阶段杆2比杆1冷却速度快，后来阶段杆1比杆2冷却速度快。
应力框铸件从浇注温度tL开始冷却，到τ0时，杆2已经冷却到合金线收缩开始温度ty，而1杆没有冷却到ty，于是杆1将随杆2的收缩而产生塑性变形，一直到τl，杆1冷却到ty温度之前，铸件内部没有应力产生；从τl开始，铸件整体冷却到ty以下，杆1、杆2都将产生线收缩，粗杆1冷却速度慢，线收缩小，细杆2则相反，细杆2的线收缩被粗杆1强烈地阻碍，于是产生热应力，杆2内部形成拉应力，杆l则产生压应力，并且在粗细杆温差达到最大值Δtmax（τ2时）前热应力不断增加；从τ2到τ3，随着粗细杆温差减小，热应力降低，到τ3（温差为ΔtE）时，应力下降为零；从τ3进一步冷却，细杆2冷却速度变慢，线收缩小，开始阻碍粗杆的线收缩，导致在粗细杆的截面上产生改变符号的热应力，并不断增加；最终粗杆1承受拉应力σ1，细杆2承受压应力σ2。
由于热应力一经产生就不会自行消除，故又称为残余内应力。
铸造应力使铸件的精度和使用寿命大大降低。
在存放、加工甚至使用过程中,铸件内的残留应力将重新分布，使铸件发生变形或裂纹。
它还降低了铸件的耐腐蚀性，其中机械应力尽管是暂时的，但是当它与其它应力相互迭加时，也会增大铸件产生变形与裂纹的倾向，因此必须尽量减小或消除之。
要减少铸造应力就应设法减少铸件冷却过程中各部位的温差，使各部位收缩一致，如将浇口开在薄壁处，在厚壁处安放冷铁，即采取同时凝固原则；此外，改善铸型和砂芯的退让性，减少机械阻碍作用，以及通过热处理等方法也可减少或消除铸造应力。
2）铸造变形与裂纹如前所述，当铸件中存在内应力，就会使其处于不稳定状态。
如果铸造应力值超过合金的屈服强度，铸件将发生塑性变形；当铸造应力值超过合金的抗拉强度时，铸件将产生冷裂纹。
对于厚薄不均匀、截面不对称、具有细长特点的杆类、板类及轮类等铸件，当残余铸造应力超过铸件材料的屈服强度时，往往会产生翘曲变形。
一般来说，薄壁或外层部位冷却速度快，存在压应力，如果铸件刚度不够，应力释放后往往会引起伸长或外凸变形；反之，厚壁或内层部位冷却速度慢，存在拉应力，会导致压缩或内凹变形。
例如前述应力框铸件如果连接两杆的横梁刚度不够，结果会出现如图2.2.11所示的翘曲变形；图2.2.12所示T形梁铸钢件，板I厚、板Ⅱ薄，若铸钢件刚度不够，将发生图中虚线所示的板I内凹、板Ⅱ外凸的变形；反之，如果板I薄、板Ⅱ厚时,将发生反向翘曲。
图2.2.13所示为车床床身，导轨部分厚，侧壁部分薄，铸造后往往发生导轨面下凹变形。
变形会使铸造应力重新分布，残留应力会减小一些，但不会完全消除。
铸件产生变形以后，常因加工余量不够或因铸件放不进夹具无法加工而报废，应该采取措施加以防止，防止铸件变形除了前述防止铸造应力的方法外，工艺上还可采取某些措施，如反变形法，即在模样上做出与挠曲量相等，但方向相反的预变形量，来消除床身导轨的变形，见图2.2.13。
当铸造应力超过材料的强度极限时，铸件会产生裂纹，裂纹有热裂纹和冷裂纹两种。
热裂纹是铸件凝固末期在高温下形成的，此时，结晶出来的固体已形成完整的骨架，开始进入固态收缩阶段，但晶粒间还有少量的液体，因此合金的强度很低。
如果合金的固态收缩受到铸型或型芯的阻碍，使机械应力超过了在该温度下该合金的强度，就会发生裂纹。
热裂纹具有裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内严重氧化、裂口沿晶界产生和发展等特征。
热裂是铸钢和铝合金铸件常见的缺陷。
冷裂纹是在较低温度下形成的裂纹，当铸件中产生的应力的总和，大于该温度下金属的强度时，则产生冷裂。
冷裂常出现在铸件受拉伸的部位，其形状细小，呈连续直线状，裂纹断口表面具有金属光泽或轻微氧化色。
壁厚差别大、形状复杂的铸件，尤其是大而薄的铸件易于发生冷裂。
铸件中存在任何形式的裂纹都严重损害其力学性能，使用时会因裂纹扩展使铸件断裂，发生事故。
凡是减少、铸造内应力或降低合金脆性的因素，都有利于防止裂纹的产生。
2.2.3铸造生产常见缺陷
由于铸造生产工序繁多，很容易使铸件产生缺陷。
为了减少铸件缺陷，首先应正确判断缺陷类型，找出产生缺陷的主要原因，以便采取相应的预防措施。
表2.2.4给出了常见铸造缺陷的名称、特征以及产生的主要原因。
表2.2.4常见铸造缺陷的名称、特征以及产生的主要原因
类别
名称
图例及特征
主要原因
形
状
类
缺
陷
错
型
铸件在分型面处有错移
1.形状合型时上、下砂箱未对准
2.上、下砂箱未夹紧
3.模样上、下半模有错移
偏
型
铸件上孔偏斜或轴心线偏移
1.型芯放置偏斜或变形
2.浇口位置不对，液态金属冲歪了型芯
3.合型时碰歪了型芯
4.制模样时,型芯头偏心
变
形
铸件向上、向下或向其他方向弯曲或扭曲
1.铸件结构设计不合理，壁厚不均匀
2.铸件冷却不当，冷缩不均匀
浇
不
足
液态金属未充满铸型，铸件形状不完整
1.铸件壁太薄，铸型散热太快
2.合金流动性不好或浇注温度太低
3.浇口太小，排气不畅
4.浇注速度太慢
5.浇包内液态金属不够
冷
隔
铸件表面似乎融合，实际未融透，有浇坑或接缝
1.铸件设计不合理，铸壁较薄
2.合金流动性差
3.浇注温度太低，浇注速度太慢
4.浇口太小或布置不当，浇注曾有中断
孔
洞
类
缺
陷
缩
孔
铸件的厚大部分有不规则的粗糙孔形
1.铸件结构设计不合理，璧厚不均匀，局部过厚
2.浇、冒口位置不对，冒口尺寸太小
3.挠注温度太高
气
孔
析出气孔多而分散，尺寸较小，位于铸件各断面上,侵入气孔数量较少，尺寸较大，存在于局部地方
1熔炼工艺不合理、金属液吸收了较多的气体
2.铸型中的气体侵入金属液
3.起模时刷水过多，型芯未干
4.铸型透气性差
5.浇注温度偏低
6.浇包工具未烘干
类别
名称
图例及特征
主要原因
夹
杂
类
缺
陷
砂
眼
铸件表面或内部有型砂充填的小凹坑
1型砂、芯砂强度不够，紧实较松，合型时松落或被液态金属冲垮
2.型腔或浇口内散砂未吹净
3.铸件结构不合理，无圆角或圆角太小
夹
渣
铸件表面上有不规则并含有融渣的孔眼
1.浇注时挡渣不良
2.混注温度太低，熔渣不易上浮
3.浇注时断流或未充满浇口，渣和液态金属一起流入型腔
裂
纹
缺
陷
裂
纹
在夹角处或厚薄交接处的表面或内层产生裂纹
1.铸件厚薄不均，冷缩不一
2.浇注温度太高
3.型砂、芯砂退让性差
4.合金内含硫、磷较高
表
面
缺
陷
粘
砂
铸件表面粘砂粒
1.浇注温度太高
2.型砂选用不当，耐火度差
3.未刷涂料或涂料太薄
2.3铸造方法
根据铸型的方法不同，铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两大类。
砂型铸造是目前最常用、最基本的铸造方法。
2.3.1砂型铸造
砂型铸造的基本工艺过程如图2.3.1所示。
主要工序有制造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合箱、浇注、落砂清理和检验等。
其中造型（芯〉是砂型铸造最基本的工序，按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机器造型两种。
1.手工造型
手工造型操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，常用于单件和小批生产。
手工造型的方法很多，有整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、刮板造型等，表2.3.1为这些常用手工造型方法的特点和应用范围。
表2.3.1常用手工造型方法的特点和应用范围.
造型方法
特点
应用范围
整模造型
整体模,分型面为平面,铸型型腔全部在一个砂箱内。
造型简单,铸件不会产生错箱缺陷
铸件最大截面在一端，且为平面
分模造型
模样沿最大截面分为两半,型腔位于上、下两个砂箱内。
造型方便，但制作模样较麻烦
最大截面在中部，一般为对称性铸件
挖砂造型
整体模,造型时需挖去阻碍起模的型砂,故分型面是曲面。
造型麻烦，生产率低
单件小批量生产模样薄，分模后易损坏或变形的铸件
假箱造型
利用特制的假箱或型板进行造型，自然形成曲面分型。
可免去挖砂操作，造型方便
成批生产需要挖砂的铸件
活块造型
将模样上妨碍起模的部分，做成活动的活块，便于造型起模。
造型和制作模样都麻烦
单件小批量生产带有突起部分的铸件
刮板造型
用特制的刮板代替实体模样造型，可显著降低模样成本。
但操作复杂，要求工人技术水平高
单件小批量生产等截面或回转体大、中型铸件
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱模时铸型可由三箱组成，关键是选配高度合适的中箱。
造型麻烦，容易错箱
单件小批量生
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