材料工程基础金属材料加工工艺第二章铸造.ppt

第二章 铸 造 第一节 概 述 第二节 铸造的工艺基础 第三节 砂型铸造 第四节 特种铸造 2、型砂的影响： 1）原砂、粘结剂和稀释剂的成分配比； 型 砂 稀释剂 原 砂 粘结剂 铬铁矿砂 水溶剂 粘 土 水玻璃 树 脂 石英砂 锆英砂 2）原砂的形状、粒度状况 一般认为：粒度在小尺寸范围呈正态分布，有利于 砂型强度的提高，但透气性较差。 工 艺 过 程 特点及应用： 1、不受铸件材质、尺寸、质量和生产批量的限制； 2、属于一次性铸造成形，造型工作量大； 3、铸件精度和表面质量差； 4、砂型铸造缺陷多，废品率高，机械性能较差； 5、设备简单、投资少，价格低廉，应用广泛。 为获得高质量、高精度的铸件，提高生产率，人们在砂型铸造的基础上，创造了多种其它的铸造方法；通常把这些有别于砂型铸造的其他铸造方法通称为特种铸造。 特种铸造 金属型 铸造 熔模铸造 消失模 铸造 连续铸造 离心铸造 低压铸造 压力铸造 七种常见的特种铸造方法 金属型铸造： 定义：金属型铸造是指利用金属材料制成铸型，在重力作用下将熔融金属浇注到铸型中制造铸件的一种铸造方法，也称永久型铸造。 工艺过程： 特点和应用： 1、可重复使用，生产效率高，劳动条件好，但成本高； 2、铸件精度高，表面粗糙度较低； 3、金属散热性能好，晶粒细化，机械性能好； 4、不透气且无退让性，易造成铸件浇不足或开裂。 5、适于生产大批量有色金属铸件。 熔模铸造： 定义：是指利用易熔材料制成模型，并在模型表面粘结一定厚度的耐火材料，然后将模型熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。 工艺过程： 特点和应用： 1、铸件尺寸精度高，表面光洁； 2、可铸造形状复杂零件； 3、工艺过程复杂，生产周期长，成本高； 4、适于铸造小尺寸的各类合金铸件，特别是少切削或 无切削精密铸件。 应用实例：航空发动机等轴晶叶片的制备 航空发动机叶片早期采用变形高温合金材料，随着合金材料强度要求的提高，人们采用合金化的方法来提高强度，效果明显，但同时也增加了材料的加工难度。 目前，世界各国等轴晶叶片的生产通常利用真空环境下的熔模铸造来解决这一技术难题。 压力铸造： 定义：是指将液态或半液态合金浇入压铸机的压室中，使之在高压和高速下充填型腔，并在高压下成形结晶而获得铸件的一种铸造方法。 工艺过程： 大型压铸机及压铸模 特点和应用： 1、浇注时间短，易于机械化、自动化作业； 2、铸型散热快，晶粒细化，耐磨、耐蚀性好； 3、铸件尺寸精度高，表面光洁； 4、凝固速度快，排气困难，易形成疏松和缩孔； 5、模具成本高，铸件尺寸受限； 6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。 低压铸造： 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的一种铸造方法。 工艺过程： 低压铸造火车车轮示意图 特点和应用： 1、充型压力和充型速度易于控制，气孔、夹渣较少； 2、铸型散热快，组织致密，机械性能好； 3、无需冒口设置，金属利用率高； 4、铸件尺寸精度高，表面光洁； 5、适于生产质量要求高的铝镁等有色金属铸件。 离心铸造： 定义：是指将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成形的铸造方法。 工艺过程： * * 第一节 概述 第二节 铸造的工艺基础 第三节 砂型铸造 第四节 特种铸造 金属的成形方法可分为铸造、塑性成形（或称压力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。 铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其它工艺方法相比，它具有成本低，工艺灵活性大，适合生产不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产。 但它的缺点是公差较大，易产生 内部缺陷。 定义：铸造是指将熔融态的金属（或合金）浇注于特定型腔的铸型中凝固成形的金属材料成形方法。 铸造的基本过程： 液 态 金 属 充 型 铸 件 凝 固 收 缩 实质：液态金属（或合金）充填铸型型腔并在其中 凝固和冷却。 砂型铸造概略图 主要影响因素 铸造的主要影响因素主要体现在二个方面：一是影响充型的主要因素和影响凝固收缩的主要因素。 冷却速度 凝固方式 凝 固 收 缩 充型压力 浇注温度 金属的流动性 充 型 铸 造 主要影响因素 阶 段 金属的流动性： 改善金属 的流动性 加快凝固中液体的补缩 排除内部夹杂物和气体