南昌大学金属工艺学第2篇划红线.ppt

第二篇 铸 造 概述： 将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，叫作铸造。 二、特点 1、适应性强； 成型实质 液态流动成型 一、定义 ： 3、机械性能较差； 4、废品率较高； 5、劳动条件差，劳动强度大。 2、成本低； 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。 §1.1 液态合金的充型 一、概念 液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的 能力，称为液态金属的充型能力。 二、对铸件质量的影响 充型能力强： 1、易获得尺寸准确，外形完整、轮郭清晰的铸件。 2、有利于排出夹杂物和气体，避免夹渣和气孔。 3、有利于补缩、避免缩孔、缩松。 第一章 合金铸造工艺基础 三、影响液态金属充型能力的因素 1、合金的流动性 2、浇注条件 ① 浇注温度：温度越高则充型能力越强。 ② 充型压力： 3、铸型填充条件 ① 铸型材料 ② 铸型温度 流动性：是合金本身的流动能力，是合金主要铸造性能之一。合金的流动性愈好，充型能力愈强。 化学成分对流动性的影响最为显著。其中共晶成分的合金由于是在恒定的温度完成结晶，凝固的温区窄，液态的流动性最好。 液态合金的流动性通常以“螺旋形试样”的长度来衡量。 ③ 铸型中的气体 压力越大则充型能力越强。 2、浇注条件 3、铸型填充条件 ④ 铸型中的气体 (液态合金在流动方向上所受的压力叫充型压力) (一)概念 (二)收缩阶段 1、液态收缩：从浇注温度到凝固开始温度（即液相线温度）间的收缩。（T浇→T液） 2、凝固收缩：从凝固开始到凝固终止温度（即固相线温度）间的收缩。（T液→T固） 3、固态收缩：从凝固终止到室温间的收缩。（T固→T室） 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减小的现象叫做收缩。 使液面下降，是铸件产生缩孔、缩松的基本原因。 使铸件外部尺寸的减小，是铸件产生内应力、变形和裂纹的基本原因。 二、合金的收缩 三、 铸件的凝固方法 顺序凝固法:在铸件的厚壁处设置冒口，使铸件的凝固按薄壁—厚壁—冒口的顺序先后进行，使缩孔集中在冒口中，从而获得致密的铸件，但铸件各部的温差大，会引起较大的热应力，金属的消耗大。 同时凝固法:铸件的各部分同时进行和完成凝固过程，为此一般要在铸件厚的部位放置一块冷的金属(冷铁)使各部分的温度均匀，铸件的热应力小，但易产生缩松。 2、铸造内应力、变形与裂纹的形成与防止 1)形成 结果： 原因：铸件壁厚的不均匀。 厚部（心部）──拉应力 薄部（表面）──压应力 2)防止 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 e．采用反变形法 f．严格控制s．p含量 d．进行时效处理 自然时效 人工时效（钢、铸铁的去应力退火） 根据石墨的形状 根据碳的存在形式分 白口铸铁 Fe3c 灰口铸铁 石墨 麻口铸铁 （白口＋灰） 普通灰口铸铁 片状 可锻铸铁 团絮状 球墨铸铁 球状 普通铸铁 根据化学成分 合金铸铁 §2 铸 铁 蠕墨铸铁 蠕虫状 ① 化学成分 碳是形成石墨的元素 硅是强烈促进石墨化的元素 锰本身是阻碍石墨化的元素，但锰能与硫形成化合物，起着间接的促进作用。 硫是强烈阻碍石墨化的元素 磷对石墨化影响不大 ② 冷却速度：冷却速度慢有利于石墨的形成 a．铸型材料 V金属型＞V砂型 V湿型 ＞ V干型 b．铸件壁厚 3、影响铸铁组织与性能的因素（石墨化） 碳以石墨形式析出的过程称为石墨化 ② 冷却速度 §3.1 造型方法的选择 一、造型材料（制造砂型和型芯的材料） 1、型（芯）砂的组成 ① 原砂 ③ 附加物 ④ 水 ②粘结剂 2、型砂应具备的性能 ① 强度 ── 型砂在承受外力作用时，具有不易破坏的性能； ② 透气性──型砂具有能使气体透过的性能； ③ 耐久性──型砂在高温金属液的作用下而不软化不熔化的性能； ④ 退让性──型砂具有随着铸件的冷却收缩而被压缩其体积的性能； ⑤ 韧性 ── 型砂吸收塑性变形能量的能力。 强度、透气性、耐久性、退让性、韧性 当生产批量比较大时可采用假箱造型。 二、造型和造芯 1、手工造型 ① 整模造型： 适于形状简单且横截面依次减少的铸件。 ② 分模造型： 适于最大截面在中间的铸件。 ㈠ 造型 ④ 活块造型： 适于带有难起模的凸起部分的铸件。 ⑤ 刮板造型： 适于大中型回转体铸件。 ③ 挖砂造型： 分型面不是平面铸件的单件小批生产。 假箱造型： ⑥ 多箱造型： 适于形状复杂中间截面小的铸件 ㈡　造芯 1、造芯方法 ①手工造芯 整体式芯盒 可拆式芯盒 刮板造芯 分开