金属工艺学 第二篇 铸造课件.ppt

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1、金属工艺学第二篇铸造（2－1）第二篇铸造一定义：将液态金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中，冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，叫做铸造。成型实质－液态流动成型二特点：1，可制造形状复杂（有复杂内腔）的零件2，适应范围广，成本低3,机械性能较差4，废品率较高5，劳动条件差，劳动强度大三应用：用于制造受力较简单，形状复杂的零件毛坯四种类；1砂型铸造2特种铸造金属工艺学第二篇铸造（2－2）第一章铸造工艺基础第一节液态合金的充型：液态合金填充铸型的过程液态合金的充型能力：液态合金充满铸型型腔获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力影响合金充型

2、能力的因素：一，合金的流动性:液态合金本身的流动能力流动性差：铸件易产生浇不足、冷隔、气孔和夹杂等缺陷。流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。1、是合金的主要铸造性能之一，合金的流动性能愈好，充型能力愈强。2、影响合金的流动性的主要因素是合金的化学成分，亚共晶铸铁随含碳量增加离共晶点越近，结晶温度范围减小，流动性提高。螺旋形流动性试样衡量合金流动性，如图1-2所示。在常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。图1-2螺旋型试样金属工艺学第二篇铸造（2－3）二浇注条件1、浇注温度浇注温

3、度越低则充型能力越差（铸件容易产生冷隔、浇不足）浇注温度越高则充型能力越强（铸件容易产生缩孔、缩松）所以在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。2、充型压力压力越大则充型能力越强三铸型1铸型预热温度高，充型能力越强2铸型导热越慢，充型能力越强3铸型的透气性好，充型能力越强第二节铸件的凝固和收缩一凝固方式：逐层凝固糊状凝固中间凝固二铸造合金的收缩1液态收缩（T浇→T液）（体收缩率）2凝固收缩（T液→T固）（体收缩率）3固态收缩（T固→T室）（线收缩率）使铸件外部尺寸的减小是铸件产生内应力和裂纹的基本原因第二篇铸造（2－4）金属工艺

4、学第二篇铸造（2－5）三对铸件质量的影响1缩孔和缩松孔洞大而集中－缩孔，孔洞小而分散－缩松（1）缩孔的形成条件：结晶温度间隔窄的合金－逐层凝固位置：铸件最后凝固的部位防止措施：a:安放冒口和冷铁，实现定向凝固b：选用共晶成分或结晶温度范围较窄的合金（2）缩松的形成条件：糊状凝固和结晶温度较宽的合金位置：宏观缩松－铸件中心轴线处或缩孔下方微观缩松－枝晶间防止措施：（同缩孔）图3.1-4缩孔形成示意图第二篇铸造（2－6）第二篇铸造（2－8）凝固前沿同时凝固区图3.1-5缩松形成示意图第二篇铸造（2－7）2）缩松的形成主要出现在呈糊状凝固方

5、式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方，如图1-7所示。图1-7缩松示意图浇注系统冒口冷铁图3.1-6冒口补缩示意图第二篇铸造（2－8）铸件的常见缺陷砂型铸造铸件缺陷有：冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。1．冷隔和浇不足液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，

6、铸件的力学性能严重受损。防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。2．气孔气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。3．粘砂铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等4．夹砂在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，图1-16夹砂的形式5．砂眼在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。6．胀砂浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚

7、度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力金属工艺学第二篇铸造（2－9）第三节铸造内应力、变形和裂纹铸造内应力是产生变形和裂纹的基本原因1内应力形成热应力机械应力铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同各部分收缩不一致，结果：厚部和心部－拉应力，薄部和表面－压应力2防止措施a尽量使壁厚均匀，结构对称，避免尖角结构b采用同时凝固（冷铁）,c提高型（芯）砂的退让性d进行时效处理（去应力退火)e采用反变形法f严格控制S,P含量第二章常用合金铸件的生产第一节铸铁件生产一，灰铸铁1，性能具有片

8、状石墨（应用最广，占铸铁总产量80％）显微组织：金属基体（铁素体和珠光体）和片状石墨1）优良的减振性，耐磨性；缺口敏感性2）铸造性能和切削加工性能优良。3）脆性材料，不能锻造和冲压2，影响铸铁组织和性能的因素1）化学成分