[教学研究]第十章 铸造.ppt

第十章 铸造 10.1 铸造成形理论基础 10.2 砂型铸造 10.3 特种铸造 10.4 常用合金铸造生产特点 10.5 现代铸造技术与发展趋势 铸造工艺特点 （1）适应性广。适应铸铁，碳钢，有色金属等材料；铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚1mm到1m ，质量零点几克到数百吨（三峡的水轮机叶轮重达430T）。 （2）可复杂成形。适合形状复杂，尤其是有复杂内腔的毛坯或零件。 （3）成本较低。可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；在金属切削机床中，铸件占机床总重量75%以上，而生产成本仅占15-30% （4）但也存在一些不足，如组织缺陷，力学性能偏低，质量不稳定，工作环境较差。因此，铸件多数做为毛坯用。组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能，特别是冲击性能较低.（发展了铸锻联合工艺） 污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更为严重，需要采取措施进行控制。（特种铸造工艺） 10.1 铸造成形理论基础10.1 .1液态合金的充型能力  10.1 铸造成形理论基础 10.1.1 液态合金的充型能力  10.1 铸造成形理论基础 10.1.1 液态合金的充型能力  10.1 铸造成形理论基础 10.1.1 液态合金的充型能力  铸型的蓄热系数 b2越大，铸型的激冷能力就越强，金属液于其中保持液态的时间就越短，充型能力下降。 金属型（铜、铸铁、铸钢等）的蓄热系数b2是砂型的十倍或数十倍以上，为了使金属型浇口和冒口中的金属液缓慢冷却，常在一般的涂料中加入b2很小的石棉粉。 湿砂型的b2是干砂型的2倍左右，砂型的b2与造型材料的性质、型砂成分的配比、砂型的紧实度等因素有关。 预热铸型能减小金属与铸型的温差，从而提高其充型能力。例如，在金属型中浇铸铝合金铸件，将铸型温度由310℃提高到520℃，在相同的浇铸温度（760℃）下，螺旋线长度则由525mm增加到950mm。用金属型浇注灰铸铁件时，铸型的温度不但影响充型能力，而且影响铸件是否出现白口组织。在熔模铸造中，为得到清晰的铸件轮廓，可将铸型焙烧到800℃以上进行浇注。 铸型具有一定的发气能力，能在金属液与铸型之间形成形成气膜，可减小流动的摩擦阻力，而且造成一层热阻，有利于充型。 例如在湿砂中加入6%的水和7%的煤粉时，液态金属的充型能力提高。 浇注温度越高、充型压头越大，则液态金属的充型能力越好； 但温度超过界限后，会严重吸气，氧化严重。此外，随着浇铸温度的提高，铸件一次结晶组织粗大，容易产生缩孔、缩松、粘砂、裂纹等缺陷。 根据经验，一般铸钢的浇铸温度为1520~1620℃，铝合金为680~780℃。 充型速度过快，不仅发生喷射和飞溅现象，还是金属产生氧化和铁豆，而且型腔中的气体来不及排出，反压力增加，造成“浇不足”或“冷隔”缺陷。 铸造历史——中国古代三大铸造技术 在我国古代金属加工工艺中，铸造占着突出的地位，具有广泛的社会影响，像“模范”、“陶冶”、“熔铸”、“就范”等习语，就是沿用了铸造业的术语。劳动人民通过世代相传的长期生产实践，创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺。其中特别是泥范、铁范和熔模铸造最重要，称古代三大铸造技术。  泥范铸造　我国自新石器晚期，就进入铜石并用时代。河北唐山等地出土的早期铜器，有锻打成形的，也有熔铸成形的，说明范铸技术在我国源远流长，很早就发展起来。  熔模铸造　传统的熔模铸造一般称失蜡、出蜡或捏蜡、拨蜡。它和用来制造汽轮机叶片、铣刀等精密铸件的现代熔模铸造，无论在所用蜡料、制模、造型材料、工艺方法等方面，都有很大不同。但是，它们的工艺原理是一致的，并且现代的熔模铸造是从传统的熔模铸造发展而来的。 　　 金属型铸造　铸型材料从石和泥、砂改用金属，从一次型经多次型又改进成为耐用性更高的所谓“永久”型（金属型），在铸造技术的历史发展上具有重要的意义。1953年河北兴隆铁范的发现，证明我国早在战国时期已经用白口铁的金属型浇注生铁铸件。这批铁范包括锄、镰、斧、凿、车具等类共87件，大部完整配套。其中，镰和凿是一范两件，锄和斧还采用了金属芯。它们的结构十分紧凑，颇具特色。范的形状和铸件相吻合，使壁厚均匀，利于散热：范壁带有把手，以便握持，又能增加范的刚度。可以说是创造了一种中国风格的金属型，并且在那个时候已经大体定型了。近年来，在河南南阳、郑州、镇平和河北满城、山东莱芜等地又陆续出土汉代铁范许多件，品种比战国时期显著增多，型式却基本相同。河南泥池汉魏铁器窖藏中还有铸造成形铁板和矢镞的铁范以及长达半米的大型铁犁范。  感受铸造 型（芯）砂组成：石英砂+粘土+水。 型（芯）砂性能：强度、透气性、耐火性、退让