1铸造-铸造工艺基础.ppt-铸造.ppt

序 言 一、金属工艺学（热）教学内容 各种毛坯制造方法的生产原理、特点和应用 液态成形：铸造 固态塑变成形：塑性加工 连接成形：焊接 各种毛坯的结构工艺性 各种毛坯工艺的制订 新技术、新工艺 第二篇 铸造第一章 铸造工艺基础 一、铸造：将液态金属浇注到铸型中，以获得一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的成形方法。 二、铸造方法的优越性： （1）制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。 （2）适应范围广。 （3）可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。同时铸件加工余量小，节省金属，减少切削加工量，从而降低制造成本。 三、铸造方法分类 砂型铸造 手工造型 机器造型 震压造型 微震压实造型 高压造型 射压造型 第一节 液态合金的充型 充型：液态合金填充铸型的过程。 液态合金的充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力。 影响充型能力的主要因素： (1)金属的流动性 (2)浇注条件 (3)铸型填充条件 一、金属的流动性合金的流动性：液态合金本身的流动能力液态合金的流动性通常以“螺旋形试样”长度来衡量。 灰铸铁、硅黄铜流动性最好； 铸钢流动性最差。 影响合金流动性的主要因素：化学成分 第二节 铸件的凝固与收缩 一、铸件的凝固方式 逐层凝固方式：纯金属或共晶合金 糊状凝固方式：合金的结晶温度范围宽 中间凝固方式：介于上述二者之间。 一、铸造合金的收缩 收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺寸缩减的现象。 合金收缩经历如下三个阶段： 液态收缩：从浇注温度到凝固开始温度间的收缩。 凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度间的收缩 固态收缩：从凝固终止温度到室温间的收缩。 前两个阶段的收缩使合金体积减少，表现为铸型内液面的降低，用体收缩率表示；后一阶段表现为铸件的外形尺寸减小，用线收缩率表示。 三、铸件中的缩孔与缩松 缩孔和缩松的形成 缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞. 宏观缩松 显微缩松 2、 缩孔和缩松的防止 顺序凝固（定向凝固）原则： 在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，而后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。 第三节 铸造内应力、变形和裂纹 一、内应力的形成 内应力：铸件的固态收缩受到阻碍而引起的应力称为铸造内应力。 分为：热阻碍和机械阻碍，由热阻碍引起的应力为热应力，由机械阻碍引起的应力为机械应力。 残余应力 临时应力 ⑴ 热应力：由于铸件壁厚不均匀、各部分冷却速度不同，以至在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。 ⑵ 机械应力 ：铸件冷到弹性状态后，由于受到铸型、型芯和浇冒口等的 阻碍而产生的应力为机械应力。 ⑶ 减小和消除铸造应力的方法 同时凝固 在工艺上采取措施减少铸造应力，如改善型芯砂的退让性、合理设置浇、冒口。 在结构上避免阻碍收缩的结构。如壁厚均匀、壁之间连接均匀、热节小而分散的结构。 减小机械阻碍 去应力退火 二、铸件的变形与防止 ⑴ 铸件的变形 对厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆类、板类及轮类等铸件，当残余应力大于材料的屈服极限时，产生翘曲变形，如图所示。 薄壁冷速快，压应力，伸长或外凸 厚壁冷速慢，拉应力，压缩或内凹 1、热裂：高温下形成的裂纹。 形状特征：缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。 主要影响因素： 合金性质　 凝固时期受到阻碍 ⑵ 冷裂：低温下形成的裂纹。 形状特征：裂纹细小、呈连续直线状，有时缝内呈轻微氧化色。 三、铸件的裂纹与防止 * * 特种铸造 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 消失模铸造 离心铸造 砂型铸造生产工艺流程 合金铸造性能：合金在铸造成形时获得外形准确、内部健全逐渐的能力。 流动性 凝固特性 收缩性 吸气性  二、浇注条件1、浇注温度2、充型压力三、铸型填充条件 1、铸型材料：导热系数、比热容 2、铸型温度 3、铸型中气体 4、铸件结构 缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔。 逐层凝固合金：缩孔倾向大； 糊状凝固合金：缩松倾向大。 安放冒口和冷铁实现定向凝固，主要用于 必须补缩的场合，如铝青铜、铸钢件等。 生产铸件宜选用近共晶成分或结晶温度 范围较窄的合金。 冒口 冒口主要用于铸钢、可锻铸铁及铜合金等收缩大的合金铸件。 冒口设置时应考虑： (1)设置在铸件被补缩部位及最后凝固的热节旁边。 (2)设置在铸件最厚、最高的地方，以充分利用重力补缩 (3)冒口的设置不应影响铸件质量及增加机加工工作量。 冷铁 冷铁的作用： （1）减少冒口数量和尺寸，提高金属利用率。 （2）改善铸件局部的金相组织。 （3）控制铸件的凝固顺序。 （4）增加冒口的有效补缩