热加工基础--铸造生产培训课件.ppt

《热加工基础》第一章 铸造生产 三院制造系 第一章 铸 造 第一节合金的铸造性能 第二节常用合金铸件的生产 第三节砂型铸造 第四节特种铸造 第五节零件结构的铸造工艺性 铸造概念 2、铸造优缺点 优点： 1）可以生产出形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、床身、机架等。2）铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm到1m左右。3）铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件，故铸件成本较低。 缺点：? 1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。2）铸件质量不够稳定。 铸造产品 铸造技术的应用 我国铸造生产有着悠久的历史。 早在三千多年前，青铜铸器已有应用，二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。 例如，始建于公元856年的河北正定隆兴寺内的铜佛菩萨，高22m余，42臂，重120t，是我国古代最大的佛像，且造型生动逼真，是一尊难得的佛教艺术珍品； 再如制造于公元953年的河北沧州铁狮子，身高5. 4m,长6. 5m,宽3m,重40t,颈下及体外铸有“狮子”“大周广顺二年铸”等字样，腹内还铸有金刚经文，雄伟壮观，具有极高的艺术价值，充分体现了我国古代劳动人民精湛的铸造技艺。 大量历史文物显示出我国古代劳动人民在世界铸造史上作出的卓越贡献，如泥型、金属型、失蜡型三大铸造技术就是我国的创造。 第一节合金的铸造性能 铸造性能是合金在铸造生产中所表现出来的工艺性能，它是合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性等性能的综合体现。 其中流动性和收缩性对铸件的质量影响最大。 铸造性能内容包括: 1、流动性和充型能力 2、合金的凝固与收缩 3、铸造合金的偏析和吸气性 （一）合金的流动性 1、流动性 流动性是指熔融金属的流动能力。 它是影响熔融金属充型能力的因素之一 流动性对铸件质量的影响 流动性好的合金，易于充满薄而复杂的铸型型腔，便于浇注出轮廓清晰的铸件，减少浇不到、冷隔等缺陷； 有利于液体金属中气体和非金属夹杂物的上浮与排出，减少气孔、夹杂缺陷的产生； 有利于对合金冷凝过程中所产生的收缩进行补缩，从而减少铸件中诸如缩孔、缩松及凝固后期所产生的热裂纹等铸造缺陷。 因此，在铸件设计、选择合金和制定铸造工艺时，常常需要考虑合金的流动性。 流动性的评价标准： 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，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的流动性愈好，所浇出的试样愈长。 流动性螺旋形式样 流动性的影响因素 流动性是合金本身的属性，其影响因素很多，主要包括合金的种类、成分、结晶特征及其它物理性能。 1）合金的种类 ?不同种类的合金，具有不同的螺旋线长度，即具有不同的流动性。其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。 常用合金流动性 2）化学成分和结晶特征 纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻力较小，所以流动性好，见图3a。 在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区。凝固温度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属流动的阻力越大，金属的流动性就越差，见图3b。 铁碳合金的流动性与相图的关系见图4。图中表明，纯铁和共晶铸铁的流动性最好，亚共晶铸铁和碳素钢随凝固温度范围的增加，其流动性变差。?? 合金液的粘度、结晶潜热、热导率等物理性能对流动性都有影响 如高铬耐热钢钢液因含较多的Cr2O3，使粘度显著增大，流动性很差。 铁碳合金相图 （二）合金的充型能力1. 充型能力 考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力。 即液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。 合金的流动性是金属本身的属性，不随外界条件的改变而变化，而合金的充型能力不仅和金属的流动性相关，而且也受外界因素的影响。 若充型能力不足产生的缺陷： 若充型能力不足，已形成的晶粒可能将金属流动的通道堵塞，产生浇不到、冷隔等类缺陷，造成废品。 2. 充型能力的影响因素 合金的流动性对充型能力的影响最大，此外，铸型和工艺条件也会改变合金的充型能力。 1）铸型填充条件 铸型的阻力将阻碍合金液的流动 铸型与合金液之间的热交换又将影响合金保持流动的时间 故铸型对充型能力有显著影响 a）铸型的蓄热能力 即铸型从金属液中吸收和储存热量的能力。铸型的热导率和质量热容越大，对液态合金的激冷作用越强，合金的充型能力就越差。 如金属型铸造较砂型铸造容易产生浇不到等缺陷。 b）铸型温度? 提高铸型温度，可