《材料成型技术基础》全册配套完整教学课件2.pptx

《材料成型技术基础》全册配套完整教学课件2;第二章; 铸造概述; 铸造;其主要工序如图2-1所示：;表2-1 各类机械工业中铸件质量比 ; 目前铸造成形技术的方法种类繁多。按生产方法分类，可分为砂型铸造和特种铸造。按合金分类可分为铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金铸造等。; 近年来，从制造系统工程的角度出发，铸造技术与自动化、计算机、新能源、新材料等高新技术相结合，以达到净形或近似净形成形为目标，以精化、强化毛坯件为核心，兼顾高效、节能节材，少或无污染的综合效果，正逐步摆脱传统模式而形成精密成形技术。 ; 在铸型材料方面，推广了快速硬化的水玻璃砂及其各类自硬砂，成功地用树脂砂快速制造高强度砂型和砂芯。在铸造合金方面，发展了高强度、高韧度的球墨铸铁和各类合金铸铁，成功地用球墨铸铁件代替某些锻钢件。; 在铸造设备方面，已建立起先进的机械化、自动化高压造型生产线。在新技术方面，各种各样特种铸造或精密铸造方法得到发展和应用。所有这些都提高了铸件的品质、节能节材。生产效率不断提高，生产成本不断降低，劳动条件不断改善，增强了企业的竞争力。 ;一、金属及合金的铸造成形技术过程特征及理论基础;（一）铸造特点及合金铸造性能;2、主要特点： 　 （1）成形方便，工艺灵活性大 （2）成本低廉，设备简单、周期短 （3）砂型铸件的力学性能较差，质量不够稳定 （4）砂型铸造成形生产劳动强度大，生产条件差;3、合金的铸造性能 铸造合金除应具备符合要求的力学性能和必要的物理、化学性能外，还必须有良好的铸造性能。合金的铸造性能主要是指合金的充型能力与合金的收缩性能等。铸造的缺陷,如浇不足、缩孔、缩松、铸造应力、变形、裂纹等都与合金的铸造性能有关。 ;铸造缺陷照片 ;（二）液态金属的充型能力;表2-2 不同金属和不同铸造方法铸造的铸件最小壁厚／mm; 充型能力强的液态金属，易于充满薄而复杂的型腔，有利于金属液中气体、杂质的上浮并排除，有利于对铸件凝固时的收缩进行补缩。液态金属的充型能力弱，铸件易??生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷。; 液态金属的充型能力主要取决于金属自身的流动能力，还受外部条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，是各种因素的综合反映。;2、影响合金充型能力的主要因素 （1）流动性：流动性指熔融金属的流动能力,它是影响充型能力的主要因素之一。液态金属流动性用浇注流动性试样的方法来衡量。在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样，如图2-2所示。; 将金属液浇入螺旋形试样铸型中，显然，在相同的铸型及条件下。浇出的螺旋形试样越长，表示该金属的流动性越好。 表2-3 一些合金的流动性（螺旋形试样，沟槽截面8mm×8mm）;合金; 金属的流动性与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关，其中化学成分的影响最为显著，图2-3为铁碳合金流动性与状态图的关系。;由图可见，纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，固液界面比较光滑，对液态合金的阻力较小，其流动性最好；其它成分的合金是在一定温度范围内结晶的，初生树枝晶与液相两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。;（2）浇注条件：指的是浇注温度与充型的压力。浇注温度对液态金属的充型能力有决定性的影响，浇注温度越高，充型能力越好。在一定温度范围内，充型能力随浇注温度的提高而直线上升，超过某界限后，由于吸气，氧化严重，充型能力的提高幅度减小。 ; 液态金属在流动方向上所受压力(充型压头)越大，则流动速度越快，充型能力就越好。但金属液的静压头过大或充型速度过高时，不仅发生喷射和飞溅现象，使金属氧化和产生“铁豆”缺陷，而且型腔中气体来不及排出，反压力增加，造成“浇不足”或“冷隔”缺陷。 浇注系统结构越复杂，流动阻力越大，液态金属充型能力越低。 ;（3）铸型性质：铸型的阻力影响金属液的充型速度，铸型与金属的热交换强度影响金属液保持流动的时间。所以铸型的蓄热系数b(表示铸型从其中的金属液吸取并储存在本身中热量的能力)愈大，铸型的激冷能力就愈强，金属液于其中保持液态的时间就愈短，充型能力下降。; 如液态金属在金属铸型中的流动性比在砂铸型中差；铸型的温度较高，就能减少金属液与铸型的温差，从而提高金属液的充型能力，如在金属型中浇注铝合金铸件，将铸型温度由340℃提高到520℃，在相同的浇注温度(760℃)下，螺旋线长度则由525mm增加到950mm。熔融合金充型时，铸型的阻铸型对合金的冷却作用 都将影响合金的充型能力。 ;（4）铸件结构：铸件结构