金属液态成形pptConvertor.doc

金属材料加工工艺 材料加工工艺基础 金属材料加工系 刘少平制作 第一篇 液态金属的铸造成形 目 录 概 述 第一章 液态金属成形过程及控制 第二章 铸造工艺方案 第三章 典型铸造方法 §1 造型材料 §2 砂型铸造方法 §3 特种铸造方法 本篇主要介绍常见的金属液态成形工艺方法的基本原理、铸造工艺方案的确定、浇注系统设计等内容。要求学生了解并掌握液态成形工艺方法的基本原理、各种液态成形工艺方法和零件的结构工艺性等相关知识。 教学目的和要求 一、铸造生产的特点及重要性 铸造是液态金属成形的方法，铸造过程是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、压力、离心力、电磁力等外力场的作用下充满铸型，凝固后获得一定形状与性能零件和毛坯生产过程。??? 具有生产成本低，工艺灵活性大，几乎不受零件尺寸大小及形状结构复杂程度限制等特点。铸件的质量可由几克到数百吨，壁厚可由 0.3mm到 1m以上。现代铸造技术在生产中占据重要位置。铸件在一般机器中占总质量40～80％，但其制造成本只占机器总成本的 25～30％。 概 述 （1）材料来源广； （2）废品可重熔； （3）设备投资低。 铸造生产的特点 1、可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。 （1）合金种类不受限制； （2）铸件大小几乎不受限制。 2、适应性强 3、成 本 低 4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。 铸件的生产工艺方法按充型条件的不同，可分为重力铸造、压力铸造、离心铸造等。按照形成铸件的铸型分可分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造等。传统上，将有别于砂型铸造工艺的其它铸造方法统称为“特种铸造”。其中砂型铸造应用最为广泛，世界各国用 砂型铸造生产的铸件占铸件总产量的80％以上。 二、铸造生产分类 三、砂型铸造工艺流程 （一）工艺流程图 （二）简单铸件工艺过程实例 比较项目 国??????? 外 国????? 内 尺寸精度 汽缸体和汽缸盖：一般为CT8～CT9 CT10，与国外差2～4级 表面粗糙度 汽缸体和汽缸盖：25μm 50μm 使用寿命 汽缸套为6000～10000h 3000～6000h 铸件废品率 美、英、法、日约为2% 8～15% 耗能/吨件 360～370kg标准煤(合格铸件) 650kg标准煤 劳动生产率 65t/人年 8t/人年 熔炼技术 富氧送风，铁水温度1500℃ 1400℃ 造型工艺 广泛采用流水线，采用高压造型、射压造型、和气冲造型 除汽车等行业中少数厂采用半自动、自动化流水线外，多数厂普遍采用40年代造型技术 铸造工 艺装备 造型机精度和精度保持能力很高。造型线精度可保持1～2年，设备综合开工率80%，装备全部标准化、系列化、商品化 精度低，精度保持能力差(半年)。设备综合开工率50%。装备标准化、系列化、商品化程度很低 铸造用 工艺材料 质量很高，如日本硅砂都经水洗，含泥量小于0.2% 质量很差，砂只作筛分，含泥量在2%以上 四、国内外铸造生产技术水平比较 第一章液态金属成形过程及控制 §1 金属的充型过程及流动 液态金属充满铸型，获得尺寸精确、轮廓清晰的铸件，取决于充型能力。合金充型过程中，一般伴随结晶现象，若充型能力不足，在型腔被填满之前，形成的晶粒将充型的通道堵塞，金属液被迫停止流动，于是铸件将产生浇不足或冷隔等缺陷。浇不足会使铸件未能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全熔合的垂直接缝，铸件的力学性能严重受损。 充型能力首先取决于金属液本身的流动能力，同时又受铸型性质、浇注条件及铸件结构等因素的影响。 一、影响充型能力的因素 1、合金的流动性 液态金属本身的流动能力。流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件；有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；易于对铸件收缩进行补缩。 2、浇注温度 浇注时金属液的温度。浇注温度愈高，充型能力愈强。 3、充型压力 是指金属液体在流动方向上所受的压力。压力愈大，充型能力愈强。但压力过大或充型速度过高时，会发生喷射、飞溅和冷隔现象。 4、铸型中的气体 浇注时因铸型发气而形成在铸型内的气体。能在金属液与铸型间产生气膜，减小摩擦阻力，但发气太大，铸型的排气能力又小时，铸型中的气体压力增大，阻碍金属液的流动。 5、铸型的蓄热系数 铸型从金属吸取并存储在本身中热量的能力。蓄热系数愈大，铸型的激冷