7X工艺与结构67工艺学10.ppt

工程材料工艺学－铸3 铸造工艺设计 §6铸件的工艺设计 如导热性、粘滞性、侵润性等。 3.浇注条件 ⑴温度高,流动性好；但吸气多,收缩大。 ⑵压力大,易流动,好充形,如直浇口高低。 4.铸型条件 ⑴铸型材料;金属型导热好,散热快,流动性差。 ⑵铸型温度;型温高,液态保持久,利流动. ⑶铸型中气体阻碍。 还有：铸件结构和浇注系统、铸件的折算厚度、铸件的复杂程度等(P32表1-5)。 ㈡ 合金的收缩 液态金属在冷却和凝固过程中体积和尺寸的减小称为收缩。 收缩是铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形、应力和尺寸变化的基本原因。 合金的收缩经历三个阶段 1.液态收缩 2.凝固收缩 液态和凝固收缩是形成缩孔和缩松主要原因 防止缩孔和缩松的方法： 设补缩冒口、降低浇注温度和浇后补浇。 3.固态收缩, 造成线收缩,形成应力、变形的原因。 合金的收缩与合金的种类、成分,铸件结构、铸型条件和浇注温度等因素有关。 不同的合金有不同的收缩率。 以常用的铁碳合金铸件为例,铸钢的收缩率最大,灰铸铁的收缩率最小(为什么？) 。 铸件实际线收缩率比其自由线收缩率小,会产生铸造应力,导致铸件裂纹,变形等铸造缺陷。 【内应力的形成】 按内应力产生原因,分为：热应力和机械应力两种。 一、热应力 因铸件的壁厚不匀、冷却速度不一而造成铸件各部分收缩不一致而引起的。 一般固态金属在T再以上(钢和铸铁为620～650℃)时,为塑性状态的变形应力能自行消除； 在此温度以下金属呈弹性状态,而弹性状态下的变形应力将会继续存在。 结论： 铸件厚壁或心部受拉伸； “＋”为拉应力；”－”为压应力。 薄壁或表层受压缩。 二、 铸件变形与防止 1. 铸件变形规律： 厚大受拉易内凹； 薄外受压易外凸。 2.变形的防止与消除 ①壁厚设计均匀、形状对称； ②铸造工艺上用“同时凝固原则”； ③细长易变形件运用“反变形法”； 3.合金的吸气性和氧化性 熔融金属和固态金属结合气体的过程称为吸气性。 如果熔融金属和固态金属和(或)结合的过饱和气体在凝固时来不及析出和排除,就会形成气孔缺陷。 为了防止铸件产生气孔缺陷,可以采用缩短熔炼时间、选用烘干过的清洁炉料、烘干炉前 处理材料和浇注工具、提高型(芯)砂的透气性、降低型砂的含水率或对铸型进行烘干等工艺措施 合金的氧化性是指合金液与空气接触时被氧化的程度。 合金液被氧化形成的氧化渣是铸件产生夹渣缺陷的主要原因。 在熔化和浇注过程中要尽量减少合金氧化，并采取有效的除渣措施。 二、 铸造工艺设计 铸造工艺设计是指根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制图样和标注符号、编制工艺卡和工艺规程等的过程。内容有： ①选择并确定铸件的浇注位置 ②铸型的分型面 ③模样和芯子的结构 ④浇注系统 ⑤铸造工艺参数等主要内容。 浇注位置指铸件浇注时在型腔内所处的位置 浇注位置的选择宗旨是保证质量。 分型面是指铸型组元间的接合面。 分型面的选择主要依据铸件的结构形状。 不同的造型方法分型面有不同的选择。