第13章 金属热加工.ppt

第十三章 金属热加工 ;第一节 铸 造 一、铸造生产及其特点 将熔融的金属液体浇注到具有与零件的形状和尺寸相适应的铸型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的方法称为铸造。 铸造生产有以下特点： 1) 可以制成形状十分复杂的铸件。 2) 铸件的形状和尺寸皆接近于零件，可节省金属，减少切削加工的工作量。 3) 适应的生产范围较广。 4) 原材料来源广泛，价格低廉，工艺设备简单，生产成本低。 5）工艺过程难以控制，质量不够稳定，废品率较高。 6）铸件内部易出现缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷，故性能不如锻件。 铸造生产通常分为砂型铸造和特种铸造两类。; 二、砂型铸造 用型砂和型芯砂制造铸型的铸造方法称为砂型铸造。 图13-1是砂型铸造生产过程示意图。; （一）造型材料 造型材料主要是型砂和芯砂。造型材料的性能好坏直接影响铸件的质量，因此，应予合理选用和配制。 1．型砂应具备的性能 (1) 良好的可塑性 (2) 一定的强度 (3) 一定的透气性 (4) 良好的耐火度 (5) 一定的容让性 2．型砂的组成 型砂由原砂、粘结剂、附加材料和水组成。 砂、粘土和水，必要时添加煤粉、锯木屑等配成的粘土砂是目前铸造生产中应用最广的型砂。; （二）造型方法 1．手工造型 常用的手工造型方法有整模造型和分模造型。 (1) 整模造型 如图13-2所示。; (2) 分模造型 如图13-3所示。; 2．机器造型 机器造型在于使紧砂和起模两个主要工序实现机械化。 (1) 紧砂方法 机器造型大都以压缩空气为动力来紧实型砂。 图13-4为震压紧砂机构示意图。 ; (2) 起模方法 图13-5所示为顶箱起模。 ; （三）铸造合金的熔炼及浇注 铸造合金的熔炼工作，应能保证获得的金属液达到规定的化学成分和合适的温度，尽量减少金属液中的气体和杂质。 浇注工作要选择合理的工艺和浇注温度。 炉料的熔炼设备种类很多，目前用于熔炼铸铁的仍以焦炭为燃料的冲天炉为主；熔炼铸钢多用电弧炉和感应炉；熔炼有色合金多用反射炉和坩埚炉。 ; 二、特种铸造 （一）金属型铸造 1．金属型的构造 根据分型面位置的不同，金属型可分为垂直分型式、水平分型式和复合分型式等。其中垂直分型式的金属型（见图13-6）应用较多。; 2．金属型铸造的特点及应用 （1）特点 1) 可实现“一型多铸”，改善了劳动条件，提高了生产率。 2)?铸件的精度较高。 3)?铸件结晶颗粒细，因此其力学性能得到提高。 4)?金属型制造成本高。 （2）应用 主要适用于有色金属铸件的大批量生产。; （二）压力铸造 压力铸造是将熔融的金属在高压下快速地压入金属型中，并在压力下凝固以获得铸件的方法。 1．压力铸造的工艺过程 压力铸造的工艺过程如图13-7所示。; 2．压力铸造的特点及应用 （1）特点 1) 生产率高。 2) 产品质量好。 3) 铸件成本低。 4) 设备投资大，压型制造周期长。 5) 压铸件不能进行热处理。 （2）应用 压力铸造是少、无切屑加工的重要工艺，主要适合于大批量生产非铁金属薄壁小铸件。; （三）熔模铸造 熔模铸造是最常用的精密铸造方法。 1．熔模铸造的工艺过程 熔模铸造的工艺过程如图13-8所示。; 2．熔模铸造的特点及应用 (1) 特点 1) 铸件的精度较高。 2) 生产批量不受限制。 3) 能铸造各种合金铸件。 4) 熔模铸造的铸件尺寸受到一定限制，而且工序繁杂，生产周期较长。 (2) 应用 由于熔模铸造是少切屑或无切屑加工工艺的主要方法，所以它广泛用于制造汽轮机叶片及汽车、机床中的小型零件。 ; （四）离心铸造 离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力作用下填充铸型并结晶凝固而制成铸件的方法。 1．离心铸造的基本方式 离心铸造一般都是在离心机上进行的，离心铸造按铸型旋转轴的位置分为立式离心铸造和卧式离心铸造两类，如图13-9所示。; 2．离心铸造的特点及应用 (1) 特点 1)