【金属工艺学】第2章2.1铸造工艺基础.ppt

武汉理工大学金工学部 毛坯选择： 液体成形（铸造），塑性成形（压力加工），连接成形（焊接），粉末冶金成形，型材。 机械加工： 传统加工：车削，包削，铣削，拉削，镗削，磨削等 现代加工：数控加工，电火花加工，激光加工等特种加工方法 预先热处理：为使切削加工能顺利进行，可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好组织准备。 最终热处理：使材料的性能达到使用要求。 柔性主要包括： ●机器柔性?当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。? ●工艺柔性?一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。 ●产品柔性?一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。 ●维护柔性?采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。 ●生产能力柔性?当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。 ●扩展柔性?当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。 ●运行柔性?利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品，换用不同工序加工的能力。 课程的性质和任务 1.课程性质 本课程是高等工科院校机械类和近机械 类专业必修的学科基础课程，本课程研究 机械零件毛坯的制造方法及毛坯设计时的 结构工艺性问题，同时还研究机械加工方 法的特点及各种加工方法对机械零件的工 艺性要求。 第2章：铸造 本章内容 1.1铸造工艺基础； 1.2常用合金铸件的生产； 1.3砂型铸造； 1.4铸件结构设计。 本章重点 铸造性能； 铸铁生产； 砂型铸造工艺设计； 铸件结构设计。 铸造概述 铸造发展史概述 2.1铸造工艺基础 将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的工艺方法，通常称为金属的液态成形或铸造。 金属的液态成形在机械制造业中占有重要的地位。他是制造毛坯、零件的重要方法之一。 按铸型材料的不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特种铸造（包括熔模铸造、离心铸造、压力铸造、低压铸造、金属型铸造等）。其中砂型铸造是最基本的液态成形方法，所生产的铸件要占铸件总量的80%以上。 砂型铸造过程 砂型铸造过程 液态成型的优点 液态成型的缺点 合金的铸造性能 合金的铸造性能通常是指合金在铸造过程中所表现出的工艺性能。它包括液态合金的充型能力，合金的凝固与收缩，铸造应力与偏析等，他们对获得合格铸件有很大的影响。 因此，合金铸造性能是选择铸造金属材料，确定铸件的铸造工艺方案及进行铸件结构设计的依据。 2.1.1合金的充型能力 合金的流动性 2.1.2.1 合金流动性对充型能力的影响 合金流动性的影响因数 合金的种类：不同种类的合金流动性不同 化学成分：同类合金成分不同，合金的结晶特点不同，流动性不同。 结晶特性: 恒温下结晶，流动性较好；两相区内结晶，流动性较差。 2.1.2.2 浇注条件对充型能力的影响 2.1.2.4铸件结构对充型能力的影响 折算厚度： 折算厚度也叫当量厚度或 模数，是铸件体积与铸件 表面积之比。折算厚度越 大，热量散失越慢，充型 能力就越好。铸件壁厚相 同时，垂直壁比水平壁更 容易充填。 （大平面铸件不易成形） 2.1.3 液态金属的凝固与收缩 2.1.3.1铸件的凝固方式： 在铸件的凝固过程中，其截面一般存在三个区域，即液相区、 凝固区、固相区。对铸件质量影响较大的主要是液相和固相并存的 凝固区的宽窄。铸件的凝固方式就是依据凝固区的宽窄来划分的。 影响凝固的主要因素： 铸件的温度梯度： 在合金结晶温度范 围已定的前提下，凝固 区的宽窄取决于铸件内 外层之间的温度差。 若铸件内外层之间 的温度差由小变大，则 其凝固区相应由宽变窄。 2.1.3.2合金的收缩：合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、变形、裂纹）。 合金的收缩可 划分为三个阶 段： 液态收缩； 凝固收缩；