铸造生产及质量控制

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1、第一节概述第二节铸造合金的工艺性能第三节砂型铸造第四节特种铸造第二章铸造生产及质量控制金属的成形方法可分为铸造、塑性成形（或称压力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。第一节概述定义：将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。铸造的基本过程：液态金属充型铸件凝固收缩（1）材料来源广；（2）废品可重熔；（3）设备投资低。铸造生产的特点1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。（1）合金种类不受限制；（2）

2、铸件大小几乎不受限制。最小壁厚可达0.3mm；重量可从几克到几百吨。2．适应性强：4．成本低：5．废品率高；力学性能较差不如锻件；劳动条件差。3．尺寸精度高：一般比锻件、焊件精度高充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。1、液态合金的流动性合金的流动性是：液态合金本身的流动能力。充型——液态合金填充铸型的过程。充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的健全铸件的能力。§2-1液态金属的充型能力第二节铸造合金的的工艺性能一、影响液态金属冲型能力的因素流动性好的合金易于充满薄

3、而复杂的型腔;（不易产生浇不足、冷隔等缺陷）有利于合金液中气体和非金属夹杂物上浮并排除；（不易产生夹渣和气孔）有利于对铸件凝固时的收缩进行补缩；（不易产生缩孔和缩松）有利于使凝固后期出现的热裂纹及时得到合金液补充而弥合。0.45%C铸钢：200出气口浇口杯4.3%C铸铁：1800合金的流动性用浇铸“流动性试样”方法来测定。一般用螺旋形试样，还有球形、U形等。纯金属、共晶成分合金的流动性最好。原因：恒温下进行共晶合金与其他成分合金相比熔点低其它成分合金的流动性较差，且结晶温度间隔越大，流动性越差原因：结

4、晶是在一个温度范围内进行的，即经过液、固并存的两相区。合金中其他元素也影响流动性。P减低液相线温度，粘度下降，提高流动性，Si也有相似作用合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶方式a）在恒温下凝固b）在一定温度范围内凝固PbSn20406080204060800流动性（cm）100200300温度（℃）0合金流动性还取决于合金的结晶特点合金在结晶过程中放出的结晶潜热越多，保持液态的时间越久，流动性越好；结晶晶粒的形状也有影响，晶粒成球状或规则形状往往比形成树枝状晶粒流动性好。合金流动性还取决于合

5、金的物理性质合金的比热容（C）和密度越大，导热率越小，因本身含有较多的热量而散热较慢，流动性好；在相同条件下，合金的表面张力越大，流动性越差；液态合金的粘度越大，流动性越差。（3）浇注系统的结构浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。二、浇注条件三、铸型的性质（1）铸型的蓄热系数铸型的蓄热系数表示铸型从其中的金属吸取热量并储存在本身中的能力。蓄热系数越大，激冷能力就越强，液态保留时间越短，冲型能力降低。（1）浇注温度一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。（2）充型压力液态金属在流动方向上所受

6、的压力越大，充型能力越强。（2）铸型温度铸型温度越高，液态金属与铸型的温差越小，充型能力越强。（3）铸型的表面状态和铸型中的气体（2）铸件复杂程度铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。四、铸件结构（1）折算厚度折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积与表面积之比。折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。二、提高冲型能力的措施1、正确选择合金成分和采用合理的熔炼工艺2、调整铸型的性质3、改善浇注条件§2-2液态金属的凝固与收缩一、铸件的凝固方式1.逐层凝固2.

7、糊状凝固3.中间凝固在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸件的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的。逐层凝固纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不存在固液两相并存的凝固区，所以固体与液体分界面清晰可见，一直向铸件中心移动。糊状凝固铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则固液两相共存的凝固区贯穿整个区域。中间凝固大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固。影响铸件凝固方式的主要因素：（1）合金的结晶温度范围合金的结晶温度范

8、围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固。表层中心t铸件固相线液相线成分温度表层中心t铸件液固液表层中心St铸件温度液相线固凝固区（2）铸件的温度梯度在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决与铸件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝固区由宽变窄。表层中心St铸件温度成分温度S1T1T2T浇T液T固T室定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收