金属工艺实训教学课件作者蔡锌如9.ppt

第9章 铸　造 9.1 铸造概述 9.2 砂型铸造的方法 9.3 其他铸造方法 9.4 技能训练项目 第9章 铸　造 将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法，称为铸造。铸造是生产机器零件毛坯的主要方法之一，其实质是液态金属逐步冷却凝固而成形，因而具有下列优点： （１）可以铸造出内腔、外形很复杂的毛坯。 （２）工艺灵活性大。几乎各种合金，各种尺寸、形状、重量和数量的铸件都能生产。 （３）铸件成本较低。铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件和切屑。 第9章 铸　造 液态成形也给铸造带来某些缺点，如铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。因此铸件的机械性能，特别是冲击韧性，比同样材料锻件的机械性能低。又如铸造工序多，且难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。铸造的劳动条件也较差。 由于铸造的上述各项优点，因而在工业生产中得到广泛的应用。在各类机械工业中，铸件所占比重很大。 9.1 铸造概述 ９.１.１　型砂配置 １型砂的性能 砂形铸造的造型材料为型砂，其质量好坏直接影响铸件的质量、生产效率和成本。生产中为了获得优质的铸件和良好的经济效益，对型砂性能有一定的要求。 １）强度 型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。它包括常温湿强度、干强度和硬度，以及高温强度。型砂要有足够的强度，以防止造型过程中产生塌箱和浇注时液体金属对铸型表面的冲刷破坏。 ２）成形性 型砂要有良好的成形性，包括良好的流动性、可塑性和不黏膜性，铸型轮廓清晰，易于起模。 9.1 铸造概述 ３）耐火性 型砂在高温作用下不熔化、不烧结的性能为耐火性。型砂要有较高的耐火性，同时应有较好的热化学稳定性，较小的热膨胀率和冷收缩率。 ４）透气性 型砂要有一定的透气性，以利于浇注时产生的大量气体的排出。透气性过差，铸件中易产生气孔；透气性过高，易使铸件黏砂。另外，具有较小的吸湿性和较低发气量的型砂对保证铸造质量有利。 ５）退让性 退让性是指铸件在冷凝过程中，型砂能被压缩变形的性能。型砂退让性差，铸件在凝固收缩时将易产生内应力、变形和裂纹等缺陷，所以型砂要有较好的退让性。 9.1 铸造概述 ２型砂的组成 将原砂或再生砂与黏结剂和其他附加物混合制成的物质称为型砂和芯砂。 １）原砂 原砂即新砂，铸造用原砂一般采用符合一定技术要求的天然矿砂，最常使用的是硅砂。硅砂粒度大小及均匀性、表面状态、颗粒形状等对铸造性能有很大影响。 ２）黏结剂 黏结剂的作用是使砂粒黏结在一起，制成砂型和芯型。黏土是铸造生产中用量最大的一种黏结剂，此外水玻璃、植物油、合成树脂、水泥等也是铸造常用的黏结剂。 9.1 铸造概述 ３）涂料 涂敷在型腔和芯型表面、用以提高砂型表面抗黏砂和抗金属液冲刷等性能的铸造辅助材料称为涂料。使用涂料，有降低铸件表面粗糙度值，防止或减少铸件黏砂、砂眼和夹砂缺陷，提高铸件落砂和清理效率等作用。涂料一般由耐火材料、溶剂、悬浮剂、黏结剂和添加剂等组成。 型砂中除含有原砂、黏结剂和水等材料外，还加入一些辅助材料如煤粉、重油、锯木屑、淀粉等，使砂型和芯型增加透气性、退让性，提高抗铸件黏砂能力和铸件的表面质量，使铸件具有一些特定的性能。 9.1 铸造概述 ３型砂的制备 黏土砂根据在合箱和浇注时的砂型烘干与否分为湿型砂、干型砂和表面烘干型砂。湿型砂造型后不需烘干，生产效率高，主要应用于生产中、小型铸件；干砂型需要烘干，它主要靠涂料保证铸件表面质量，可采用粒度较粗的原砂，其透气性好，铸件不容易产生冲砂、黏砂等缺陷，主要用于浇注中、大型铸件；表面烘干型砂只在浇注前对型腔表面用适当方法烘干一定深度，其性能兼具湿砂型和干砂型的特点，主要用于中型铸件生产。 湿型砂一般由新砂、旧砂、黏土、附加物及适量的水组成。 9.1 铸造概述 各种材料通过混制工艺使成分混合均匀，黏土膜均匀包覆在砂粒周围，混砂时先将各种干料（新砂、旧砂、黏土和煤粉）一起加入混砂机进行干混，再加水湿混后出碾。型砂混制处理好后，应进行性能检测。 ９.１.２　模样的制作 模样是根据零件形状设计制作，用以在造型中形成铸型型腔的工艺装备。 设计模样要考虑到铸造工艺参数，如铸件最小壁厚、加工余量、铸造圆角、铸造收缩率和起模斜度等。 9.1 铸造概述 （１）铸件最小壁厚是指在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小厚度。铸件设计壁厚若小于铸件工艺允许的最小壁厚，则易产生浇不足和冷隔等缺陷。 （２）加工余量是为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件设计时预先增加的金属层厚度，该厚度在铸件机械加工的过程中去除。 （３）铸造收缩率铸件浇注后在凝固冷却过程中，会产生尺寸收缩，其中以固态收缩阶段产生的尺寸缩小对铸件的形状和尺寸精度影响最大，此时的收缩率又称线收缩率。 （４）起模斜度当零件本身没有足够的结构斜度