2新教材铸造20112012汇编.ppt

第二章 铸 造 绪论 1、铸造：熔炼金属，制造铸型，并将液态金属浇入到铸型中，冷却凝固后获得一定形状铸件的工艺方法，称为铸造。 2、铸造的特点； 1）可以生产各种形状，特别是具有复杂内腔的铸件； 2）可以用各种金属，如铸铁、钢、非铁金属、难熔合金铸造铸件。 3）可以生产重量从几克到几百吨，壁厚从不到一毫米到几百毫米的铸件，如气缸体、气缸、曲轴、减速箱体、活塞等。 铸件通常作为毛坯，经切削加工后成为零件才能使用，但有时也可作为零件而直接使用。 3、砂型铸造工艺流程 第一节 铸造工艺基础 §1-1 液态合金的充型 将液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰，薄而复杂的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。 合金浇注时，必须要有比较好的充型能力。若合金的充型能力不好，则会产生浇不到或冷隔等铸造缺陷，如图所示。 影响充型能力的主要因素如下： 1、合金的流动性 合金的流动性，是合金的铸造性能之一。 合金的流动性越好，充型能力越强，越便于浇注轮廓清晰、形状完整、薄而复杂的铸件。 合金的流动性取决于合金的化学成分，它与合金相图 中的结晶温度区间有关。 结晶温度区间小，合金的流动性好。 共晶成分具有最好的流动性。 合金的熔点越高流动性越差。 用浇注螺旋形试样的长度来衡量，如图所示：合金的流动性 2、浇注条件 浇注温度：浇注时，液态合金所处的温度为浇注温度。 合金的充型能力随着浇注温度的升高而明显增强。 但浇注温度如果过高，由于液态合金吸气增多（气孔）、氧化严重（氧化夹杂）。 选择浇注温度原则：在保证合金能充满铸型的前提下，浇注温度越低越好。 3、铸型性质（包括有关铸型的多方面因素） 铸型导热能力差，散热慢，则合金保持在液态的时间长，充型能力好。 直浇口高度大，则可提高液态合金的充型能力。 此外，零件壁厚小、复杂程度高充型能力降低。 §1-2 铸件的凝固?铸型中的合金从液态转变为固态的过程，称为铸件的凝固，或称一次结晶。 铸件的凝固 在铸件凝固过程中，一般存在着固相区、凝固区和液相区三个区域，其中凝固区是液相与固相共存的区域，凝固区的大小对铸件质量影响较大，按照凝固区宽窄，分为逐层凝固、中间凝固和体积凝固三种凝固方式，如图2-4所示。 1．逐层凝固 纯金属和共晶成分合金在恒温下结晶，凝固过程中铸件截面上的凝固区域的宽度为零，截面上固液两相界面分明，随着温度的下降，固相区不断增大，逐渐到达铸件中心，如图2-4(a)所示。 2．中间凝固 金属的结晶温度范围较窄，或结晶温度范围虽宽，但铸件截面温度梯度大，铸件截面上的凝固区域宽度介于逐层凝固与体积凝固之间，如图2-4(b)所示。 3．体积凝固 当合金的结晶温度范围很宽，或因铸件截面温度梯度很小，铸件凝固时，其液固共存凝固区很宽，甚至贯穿整个铸件截面，如图2-4(c)所示。 影响铸件凝固方式主要因素是合金的结晶温度范围（取决于合金化学成分）和铸件的温度梯度。合金的结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。当合金成分一定时，凝固方式取决于铸件截面上的温度梯度，温度梯度越大，对应的凝固区域越窄，越趋向于逐层凝固。 §1-3 铸件的收缩收缩是体积和尺寸减小的现象，是合金的铸造性能之一 1、合金收缩的三个阶段 液态收缩 从浇注温度冷却到液相线温度产生的收缩； 凝固收缩 从液相线温度冷却到固相线温度产生的收缩； 固态收缩 从固相线温度冷却到室温的收缩。 合金的液态收缩和凝固收缩表现为型腔内液面的降低（体积缩小），通常用体收缩率来表示，它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩表现为铸件尺寸的缩小，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。不同合金的收缩率不同。 影响收缩的因素 1）化学成分影响 碳素铸钢随含碳量增加，凝固收缩增加，固态收缩略减。灰铸铁中，碳硅含量增多，收缩减少。铸钢的收缩率大于铸铁。 2）浇注温度影响 浇注温度越高过热度越大，液态收缩增加。因此在满足流动性前提下，尽量采取低温浇注措施减少液态收缩。 3）铸件结构和铸型影响 自由收缩和限制收缩（铸件收缩率要小于合金的自由收缩率) 2、铸件中的缩孔与缩松由液态收缩和凝固收缩造成 1)．缩孔与缩松的形成 （1）缩孔 缩孔是在铸件最后凝固部位容积大而集中的孔洞，呈倒圆锥形，内表面粗糙。 （2）缩松 细小而分散的缩孔称为缩松。缩松常分布在铸件厚大部位、冒口根部和内浇口附近。缩松的分布面积比缩孔大得多。 合金的收缩率是一定的。结晶温度范围小的合金，形成缩孔倾向大，而形成缩松倾向小；反之，结晶温度范围大的合金缩孔倾向小，但缩松倾向大。缩孔形成在铸件最后凝固的部位。 2)．缩孔与缩松的防止 顺序凝固：通过采用冒口和冷铁，使铸件远离冒口的部位最先凝固，然后是