机械制造基础：铸造成型PPT教学课件.pptx

;项目4铸造成型;（1）能根据零件特点正确选择铸造工艺方法；

（2）能够根据铸造性能正确设计铸件图；

（3）掌握基本铸造工艺方法；;任务4.1铸造成型基础理论学习

任务4.2砂型铸造认知学习

任务4.3设计铸造工艺

任务4.4设计砂型铸造铸件结构

任务4.5特种铸造认知学习

任务4.6了解铸造新技术及发展趋势

任务4.7实践技能训练;铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇注到铸型中，经冷却凝固、清理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。;(我国铸造技术已有6000多年的悠久历史);;1、铸造原材料来源广、生产成本低，与其它成形工艺相比，铸造具有明显的优势。;2、铸造是金属液态成形，因此可生产形状十分复杂，尤其是具有复杂内腔的各种尺寸规格的毛坯或零件。;3、铸件的大小、重量及生产批量不受限制，比较灵活。;1、铸件的力学性能不如相同化学成分的锻件好。;2、由于铸造生产工序多、投料多，控制不好时，铸件质量不够稳定，废品率也相对较高。

;3、污染环境、工作条件差、劳动强度较高。;铸件质量与合金的铸造性能密切相关。

合金的铸造性能指在铸造生产过程中，合金成形的难易程度。;越容易获得完整的铸件，合金的铸造性能就越好。合金的铸造性能是一个复杂的综合性能，通常用充型能力、收缩性、吸气性和偏析性等来衡量。;影响液态合金充型能力的主要因素：一是合金的流动性；二是外界条件。;液态合金本身的流动能力称为合金的流动性。

流动性好的合金，充型能力强，易得到形状完整、轮廓清晰、尺寸准确、薄而复杂的铸件，并保证铸件质量；反之，铸件容易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。

;铸造合金流动性的好坏，通常以螺旋形流动性试样的长度来衡量。;在相同的铸型及浇注条件下，得到的螺旋形试样越长，表示该合金的流动性越好。不同种类合金的流动性差别较大，铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差；在铸铁中，流动性随碳、硅含量的增加而提高。;浇注条件

浇注温度

浇注速度

充型压力

铸型条件

铸型材料

铸型温度

铸型中的气体

铸件结构

铸件壁厚过小，壁厚急剧变化，结构复杂或有大水平面等结构时，都会增加液态合金的流动阻力，使其充型能力降低。;液态金属在冷却过程中，铸件的体积和尺寸缩小的现象称为收缩。收缩是铸造合金本身的物理性质，它给铸造工艺带来许多困难，是多种铸造缺陷产生的根源。;影响因素

合金的收缩主要与金属本身的化学成分、浇注温度、铸型条件和铸件结构等因素有关。

化学成分

不同成分合金的收缩率不同。碳钢随含碳量的增加，凝固收缩率增加，固态收缩率略减。灰铸铁中碳和硅的含量越高，含硫量越低，收缩率越小。几种铁碳合金的收缩率见表7-2。

浇注温度

浇注温度主要影响液态收缩。浇注温度提高，液态收缩率增加，总收缩量也相应增大。浇注温度一般控制在高于液相线温度50～150℃。

铸件结构与铸型条件

铸件的收缩并非自由收缩，而是受阻收缩。其阻力主要：一是由于铸件壁厚不均匀，各部分(薄壁、厚壁)冷速不同，收缩先后不一致，相互制约而产生阻力；二是铸型和型芯对铸件收缩产生的机械阻力。铸件收缩受阻越大，实际收缩率越小。同时，铸型材料(砂型、金属型)不同时，铸件收缩也不尽相同。;4.1.3铸造的缺陷分析;在铸件最后凝固的某些部位，出现大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。

原因：由于合金的液态收缩和凝固收缩值远大于固态收缩值，并且得不到液态合金的及时补充。;缩孔;浇不足;是铸件表面上厚薄不均匀的片状金属突起物，常出现在铸件分型面和芯头部位。;在铸件表面上、全部或部分覆盖着金属与砂的混合物，或一层烧结的型砂，致使铸件表面粗糙。;铸件在凝固后的继续冷却过程中，其固态收缩受到阻碍而在铸件内部产生的内应力，称为铸造应力。在铸造应力作用下，铸件容易产生变形，甚至开裂。;热应力

由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，使铸件各部分冷却收缩不一致，又彼此制约而引起的。热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。减少热应力的基本途径是尽量减少各个部位间的温度差，使其均匀地冷却。

固态相变应力

铸件由于固态相变，各部分体积变化不均衡而引起的应力。

机械应力

合金的固态收缩受到铸型、型芯、浇冒口、箱挡等阻碍而形成的内应力.;机械应力是暂时应力，铸件在落砂、清理、切去浇冒口后，随之消失。为了减小和防止铸造应力的产生，通常从以下几个方面考虑。

铸件结构

铸型

工艺措施

去应力退火;4.1.4常用铸件材料;铸铁;铸铁的种类;白口铸铁中碳主要以渗碳体形式存在，断口呈银白色。这种铸铁的组织中有大量莱氏体，硬度高，脆性大，难以切削加工，应用较少。;灰口铸铁中碳主要以石墨形式出现，断口呈暗灰色，应用最广