第二章第一二节详解.ppt

第2章 铸造成形 2.1 概述 1.什么是铸造成形 2.铸造成形的分类 3.铸造成形的特点 缩孔和缩松易出现的部位 影响缩孔、缩松形成的因素 应用：顺序凝固主要用于收缩率大、必需补缩的合金铸件。如铸钢、高牌号灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和铸造黄铜等。对于形成糊状凝固的合金一般不采用此工艺方法。 （2）热应力 （2）热应力 课堂练习 1.顺序凝固与同时凝固工艺的比较。 顺序凝固可以有效地防止缩孔和缩松缺陷，但它又会使铸件各部分的温差扩大，铸件易产生变形和裂纹，因此主要用于必须补缩的场合。 同时凝固的原则可降低铸件产生应力、变形和裂纹的倾向，但铸件的心部会产生缩孔或缩松缺陷。只用于普通灰铸铁（产生缩孔和缩松的倾向小）和锡青铜铸件（倾向于糊状凝固）的生产。 小结： * * 1. 什么是铸造成形 是熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇注到铸型的型腔中，待其凝固后，获得具有一定形状和性能铸件（毛坯或零件）的生产方法。 铸造是金属的液态成形方法。 2. 分类 砂型铸造 特种铸造 砂型铸造的工艺过程框图 零件图 铸造工艺图 铸型 型芯 芯盒 芯砂 型砂 模型 熔化金属 合箱浇注 落砂、清理 检 验 铸 件 冷却 凝固 2. 铸造生产的特点 可生产形状复杂，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、蜗轮叶片、机床床身等。 缺点：废品率高，精度、力学性能较低，劳动条件差。 原材料：来源广，价格低；投资低；易生产 铸件：机械加工量相对较小，成本低 成本低 合金种类不受限制； 铸件大小、重量几乎不受限制。 适应性强 摩托车汽缸体 第2章 铸 造 成 形 2.2 合金的铸造性能 主要内容及要求： 合金的铸造性能及其衡量指标 合金的充型能力及其对铸件质量的影响 合金的收缩性及其对铸件质量的影响 缩孔、缩松产生的原因及其防止 铸造应力、变形和裂纹产生的原因及防止 2.2 合金的铸造性能 定义 指合金在铸造加工过程中成形的难易程度，即获得完整铸件的能力。 容易获得完整铸件，该合金的铸造性能就好。 衡量指标 合金的充型能力 合金的收缩性 偏析 吸气性 2.2.1 合金的充型能力 2.2 合金的铸造性能 充型： 指液态合金填充铸型的过程。 合金的充型能力差，铸件易产生浇不足、冷隔等缺陷。 影响因素： 主要因素 合金的流动性 外界条件 合金的成分 浇注条件 浇注条件 铸型条件 铸件结构 浇不足 2.2.1 合金的充型能力 1.合金的流动性 定义：指熔融金属或合金本身的流动能力。 出气口 浇口杯 测定方法： 浇注螺旋形流动性试样 。 螺旋形试样长度 流动性 0.4%C 铸钢：200mm 4.3%C 铸铁：1800mm 常用合金的流动性：见表2-1 1）影响合金流动性的因素 合金种类：不同种类的合金，具有不同的流动性。 表2-1：灰铸铁＞硅黄铜＞铝硅合金＞铸钢 化学成分和结晶特征 纯金属和共晶成分合金，流动性好（在恒温下结晶） 熔点 合金的熔点↑流动性↓ 杂质元素 杂质元素与液态合金中某些物质 形成的高熔点固态物质，增大了金属 液体的粘度，使合金的流动性降低。 浇注条件 浇注温度 ，合金的流动性增大 2）铸件的凝固方式 铸件的凝固方式对合金的流动性有着决定性的影响 铸件凝固过程中存在的3个区：固相区、凝固（固-液两相）区、液相区。按凝固区宽度，铸件的凝固方式可分为逐层凝固、糊状凝固和中间凝固。 逐层凝固：纯金属、共晶成分的合金及凝固区间很窄的合金，如灰铸铁、铝硅合金、硅黄铜及低碳钢等，倾向于逐层凝固方式。 特征：凝固时，不存在凝固（固—液两相）区，固液相界面分明，结晶前沿平滑，对液态合金流动的阻力小，充型能力较强。 糊状凝固：结晶温度区间大的合金，如铝铜合金、锡青铜及球墨铸铁、高碳钢等，倾向于糊状凝固方式。 特征：凝固区较大，甚至贯穿整个截面，随温度的下降，枝晶的析出，结晶前沿粗糙，液态合金被分割成多个区域，不仅阻碍液态合金的流动，同时使补缩也难以进行，会产生多种铸造缺陷。 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。此类合金凝固区的大小介于逐层凝固和糊状凝固之间，既有柱状枝晶又有等轴晶。大多数的合金都属于该种凝固方式。 (a)逐层凝固 (b)糊状凝固 (c)中间凝固 铸件的凝固方式 3）合金流