《金属工艺学铸造》PPT课件

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1、GM-KD5025数控龙门磨床床身（41T）铸件第二篇　铸造9/17/20211金属熔化液态金属浇入铸型落砂清理后成为铸件第一章　铸造的工艺基础一、铸造：将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，叫做铸造。9/17/20212二、铸造的特点：１、能制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；２、铸件重量及所用合金几乎不受限制；３、铸件的切削加工余量较小、成本低。因此，得到了广泛的应用。但是：1、抗拉强度和冲击韧性不如锻、焊件。2、工艺复杂，故废品率高。9/17/20213第一节　液态合金的充型一、充型概念

2、：液态合金填充铸型的过程，简称充型。液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。二、充型能力的影响因素：１、合金的流动性（常用螺旋形试样长度来衡量）：流动性愈好，充型能力愈好，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。螺旋形试样9/17/202141)、合金流动性的测定：用“螺旋形试样”的长度来衡量。在相同浇注条件下，试样愈长，流动性愈好。2)、影响合金流动性的因素：主要是合金的化学成分。液相线与固相线间的距离（T液－T固）称为结晶间隔。结晶间隔越大流动性越差，反之越好，因此共晶成分合金流动性最好.(图2-3）。２、浇注条

3、件(浇注温度和充型压力）：浇注温度越高，充型压力越大则充型能力越好。３、铸型填充条件（铸型的蓄热能力，铸型温度和铸型中的气体）：铸型的蓄热能力低，铸型温度较高，铸型排气能力较好时则充型能力较好。由于充型能力低而引起的缺陷有：冷隔、浇不足。Fe-C合金流动性与含碳量关系9/17/20215铸件的凝固方式第二节　铸件的凝固与收缩一、铸件的凝固逐层凝固（充型能力好，便于补缩）１、凝固方式　糊状凝固(易形成缩孔、难以获得结晶紧实的铸件）中间凝固（介于上两者间）9/17/20216合金的结晶温度范围２、影响凝固方式的主要因素　　　　　　　　　合金性质铸件的温度梯度

4、　铸型的蓄热能力浇注温度二、铸造合金的收缩铸造合金在浇注、凝固、直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象称为收缩。1、收缩的实质：按空穴理论，随着温度的下降合金中空穴的数量　少，原子间距缩短，使其体积和尺寸缩小。液态收缩ε液：T浇~T液的收缩，T浇越大，ε液则越大２、收缩的分类凝固收缩ε凝：T液~T固的收缩，结晶间隔越大,ε凝则越大固态收缩ε固:T固~室温的收缩,与合金的线膨胀系数有关。9/17/20217三、铸件中的缩孔与缩松：１、缩孔和缩松的形成：液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补足，则在铸件最后凝固部位形成一些孔

5、洞，按孔洞的大小和分布，分为缩孔和缩松。1）、缩孔：集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞。特征：多呈倒圆锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件内层，有时暴露于表面。缩孔的形成影响因素：Ａ、ε液、ε凝的大小；Ｂ、浇注温度的高低；Ｃ、铸件厚度。9/17/20218２）、缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔，称为缩松。分宏观缩松和显微缩松。形成原因：由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足，或者因合金呈糊状凝固，被树枝状晶体分隔的小液体区难以得到补缩所致。逐层凝固合金易产生缩孔（如纯金属、共晶合金），糊状凝固合金易产生缩松，（如锡青铜）。明集中缩孔暗集中缩孔分散

6、缩孔缩松9/17/20219２、缩孔和缩松的防止：１）、适当地降低浇注温度和浇注速度。２）、采用顺序凝固、冒口补缩(顺序凝固原则)。３）、按冷铁、采用金属型。缩孔部位的确定：常用“凝固等温线法”、“内切圆法”。9/17/202110缩孔缩松9/17/202111⑵偏析：合金中各部分化学成分不均匀的现象称为偏析。铸锭(件)在结晶时,由于各部位结晶先后顺序不同，合金中的低熔点元素偏聚于最终结晶区，造成宏观上的成分不均匀，称宏观偏析。适当控制浇注温度和结晶速度可减轻宏观偏析。硫在钢锭中偏析的模拟结果9/17/202112⑶气孔:是指液态金属中溶解的气体或反应生

7、成的气体在结晶时未逸出而存留于铸锭(件)中的气泡.铸锭中的封闭的气孔可在热加工时焊合，张开的气铸件中的气孔孔需要切除。铸件中出现气孔则只能报废。9/17/202113第三节　铸造内应力　变形和裂纹内力：构件内部相互作用并达平衡的力。与内应力、变形、裂纹相关的是固态收缩。一、内应力的形成：因固态收缩受阻。按内应力产生的原因分为：机械应力、热应力。１、机械应力（受机械阻碍而形成的）原因：铸件固态收缩时，受到铸型或型芯等的机械阻碍而产生的内应力。机械应力使铸件产生拉伸或剪切应力，并且是暂时的，在铸件落砂之后，这种应力便可自行消失。9/17/202114２、热应

8、力：由于同一构件各部分冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的