材料的液态成形工艺.ppt

第1页，共42页，星期日，2025年，2月5日第四章材料的液态成形工艺液态材料铸型模腔凝固固态毛坯浇注金属的铸造工艺陶瓷的注浆成形塑料的注射成形材料的液态成形，与材料的固态塑性变形、连接成形以及粉末冶金成形是制造业获得毛坯件的主要手段。第2页，共42页，星期日，2025年，2月5日本章重点内容：金属铸造基础知识，即合金的铸造性能；金属铸造方法；金属铸件结构工艺性。第3页，共42页，星期日，2025年，2月5日将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程称为铸造。铸造工艺过程主要包括：金属熔炼、铸型制造、浇注凝固和落砂清理等。铸件的材质有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合金等。什么是铸造？第4页，共42页，星期日，2025年，2月5日§4-1金属铸造工艺简介金属铸造（foundry,casting）1.定义：将熔炼好的液态金属浇注到与零件形状尺寸相适应的铸型型腔（moldcavity）内,待其冷却凝固后,获得毛坯或零件的方法。2.铸造方法：砂型铸造（sandcastingprocess）特种铸造（specialcastingprocess）第5页，共42页，星期日，2025年，2月5日优点与缺点与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：（1）原材料来源广。（2）生产成本低。（3）铸件形状与零件接近，形状、尺寸不受限制。尤其适于制造内腔复杂的大型箱体件。因此，铸造在机器制造业中应用极其广泛。但铸造生产目前还存在着若干问题，如铸件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学性能不如锻件高。铸造工序多，而且一些工艺过程还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，废品率高。劳动环境差等。第6页，共42页，星期日，2025年，2月5日用于核反应堆的大型铸件，重量达60多吨。第7页，共42页，星期日，2025年，2月5日零件（Part）模样（Pattern）型砂（Moldingsand）芯盒（Corebox）砂箱（Flask）型芯（Core）配制的型砂模样砂型配制的芯砂芯盒砂芯合箱熔化的合金浇注检验冷却落砂清理合格的铸件砂型铸造基本工艺过程铸造的基本工艺过程第8页，共42页，星期日，2025年，2月5日§4-2铸造工艺基础知识合金的铸造性能：合金在铸造过程中表现出来的工艺性能即铸造性能。包括流动性、收缩性、氧化性、吸气性、偏析性（成分不均匀性）等。一、液态金属的充型能力（moldfillingcapacity）定义：指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。充型能力差→浇不足（shortrun）、冷隔（coldshuts）影响因素：包括金属液的流动性、性质、浇注条件及铸型条件等。第9页，共42页，星期日，2025年，2月5日金属流动性试样指液态合金自身的流动能力。流动性好，则充型能力强。流动性的测试通常用螺旋形试样来衡量，l?，流动性?金属液的流动性第10页，共42页，星期日，2025年，2月5日合金种类：灰口铸铁，硅黄铜，流动性最好，l?1000mm。铸钢的流动性最差，l?200mm；成分：共晶合金的流动性最好；结晶特征：结晶温度范围越大，枝晶越发达，流动性越差；结晶间隔越小，则流动性越好；粘度：粘度越大，流动性越差；结晶潜热：结晶潜热越小，流动性越差。影响流动性因素：第11页，共42页，星期日，2025年，2月5日第12页，共42页，星期日，2025年，2月5日2.浇注（pouring）条件3.铸型特性铸型的导热能力?，T液?，充型能力?；铸型的温度?，充型能力?，所以金属型要预热；铸型的排气能力?，流动阻力?，充型能力?；铸型结构不宜太复杂。铸件壁厚＞最小壁厚（wallthickness）浇注温度：T浇?→粘度?→充型能力?；但T浇??→粘砂（sandadherence）、缩孔（shrinkagecavity）、气孔（blowhole）、粗晶（graincoarsening）等缺陷充型压力：充型压力?→充型能力?；?第13页，共42页，星期日，2025年，2月5日二、合金的凝固（solidification）特性合金从液态变为固态，称为凝固或一次结晶（crystall