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凝固原理》

验指导书

芦笙编写

适用专业：金属材料与工程

苏科技大学材料科学与工程学院

2006年4月

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言

主要介绍金属凝固过程中的基本理论和各种液态金属成型方法的原

理和特点，使学生了解与金属凝固、成型相关的理论和工艺方法，并

为后续的专业课程打下基础。通过学习使学生对金属凝固及铸件成型

的典型现象、基本概念和凝固控制原理和技术有一定的了解，并能结

合材料设计、研究及工程应用中的与凝固相关的现象，进行分析、解

决一些实际问题。

课程安排了两个实验，分别为“铸造工艺实验”和“快速凝固

实验”，共4学时。通过实验，使学生对铸造工艺的概念和要求有

较深入的了解，并理解快速凝固技术的原理、工艺特点和应用。

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：

实验学时：2

实验类型：（验证、综合、设计）

必修

实验要求：（、选修）

一、实验目的

通过对汽车飞轮铸件的工艺设计、造型和浇注实验，使学生对了解铸造工

对铸件的流动性、成型性和铸件质量的影响，加深对铸造工艺对铸件质量有重要

影响的认识。通过动手参与实验，能对铸造工艺进行简单的分析，为今后从事金

属凝固或铸造工作，进行铸造工艺设计和分析等工程实践奠定坚实的实践基础。

二、实验内容

1．分析铸件-汽车发动机飞轮的零件图；

2．对以下三种铸造工艺方案进行分析和比较；

3．按三种铸造工艺方案分别进行造型和浇注，获得铸件；

4．观察并分析铸件质量，从而总结铸造工艺对铸件凝固和最终产品质量的影响。

三、实验原理、方法和手段

汽车发动机飞轮为HT-24-44灰铁铸件，重量30公斤。零件为一高速旋转体，

要求铸件内部无缩松、缩孔和砂眼，外表面应无气孔、夹渣等缺陷。

根据铸件结构壁较厚大、材质收缩大的特点，一般都确定按顺序凝固原则进

行浇注，即设置冒口补缩，以减少缩松和缩孔缺陷。但浇注位置和分型面可有多

种设计方案。

根据多年的生产该铸件有三种工艺方案可供选择，并分别具有特定的浇注系

统和分型面。通过对三种铸造工艺方案进行分析，并结合实验结果，使学生对铸

造工艺的重要性有具体的认识。

可事先给学生复习和讲解有关铸造工艺方面的知识，并提出问题让学生独立

思考，并在现场对实验现象和结果进行分析和讨论。要求学生独立完成实验内容

和实验报告，通过实验教学培养学生认真的实验态度和科学严谨的科学方法。

四、实验组织运行要求

分组集中进行，每组10人左右，分小组由指导教师和实验教学的师傅带领，

分三个工艺方案造型、浇注，最后进行集中分析和讨论。要求学生做课前预习和

记录记录，实验结束后由学生写出相应的实验报告，完成实验大纲要求的内容。

五、实验条件

100kg感应熔炼炉一台；

黏土砂、砂箱、造型工具。

六、实验步骤