机械制造基础铸造第二章

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1、第2章铸造成型特点：适用性广（铸件大小、重量、材料）可生产复杂形状、复杂内腔的毛坯成本低：原材料来源广，价格低铸件的机械性能一般较锻件低生产过程比较复杂，废品率较高铸造——将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。三箱造型分模造型活块造型用于核反应堆的大型铸件，重量达60多吨。§2-1金属凝固铸件的凝固与收缩一.铸件的凝固与收缩凝固过程中，铸件断面上有三个区域：液相区、固相区、凝固区。凝固区越窄铸造性能越好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、轮廓清晰铸件的

2、能力。§2-1.2金属与合金的铸造性能充型能力不足容易出现浇不足、冷隔缺陷，尤其对于薄壁铸件影响充型能力的因素：1.合金的流动性——液态合金本身的流动能力。(1).流动性的测试螺旋形试样法(2).影响流动性的因素：合金的种类：灰口铸铁、硅黄铜流动性最好，铸钢的流动性最差。灰口铸铁：l1000mm硅黄铜：l1000mm铸钢：l200mm合金的成分：共晶合金的流动性最好。结晶温度范围越小，则流动性越好。AB成分(%)ab2.浇注条件(1).浇注温度：T浇，粘度，充型能力(2).充型压力：压力，充型能力3.铸型条件(1).铸

3、型的蓄热能力，T液，充型能力(2).铸型温度，充型能力，所以金属型要预热后再浇注合金液。(3).铸型的排气能力，流动阻力，充型能力，所以铸型要留出气口。①液态收缩阶段②凝固收缩阶段③固态收缩阶段2.1.2.2铸件的收缩成分(%)T①②③液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。合金的固态收缩，尽管也是体积变化,但它只引起铸件各部分尺寸的变化。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。影响收缩的因素化学成分浇注温度铸件结构(1)缩孔与缩松的形成缩孔产生的位置：铸件最后凝固的部位，一般

4、是铸件的厚大部位。2.1.3铸造性能对铸件质量的影响2.1.3.1.缩孔与缩松结晶温度范围窄的合金易产生缩孔结晶温度范围宽的合金易产生缩松缩孔缩松形成规律合金的液态收缩和凝固收缩越大，越容易缩孔。合金的浇注温度越高，结晶温度范围宽的合金，倾向于糊状凝固，易形成缩松，纯金属、共晶合金，易形成缩孔。采用定向凝固：生产中多采用顺序凝固，特别是对收缩率较大的合金，如铸钢等。应用冒口和冷铁可以实现顺序凝固。顺序凝固可以将缩孔移至冒口中，从而消除铸件中的缩孔。（2）缩孔与缩松的防止措施定向凝固（顺序凝固）铸造内应力、变形和裂纹------内应力、变形、裂

5、纹2.1.3.2铸造应力一.内应力的形成（1）热应力的形成：铸件壁厚不均匀各部位冷却速度不同收缩不一致相互阻碍而产生内应力。热应力分布是厚拉薄压铸造内应力、变形和裂纹固态收缩阶段产生时效处理才能去除热应力(去应力退火)。由机械阻碍作用产生的，落砂后即可自行消失是一种临时应力。(2).机械应力（收缩应力）：(3).降低内应力的措施：b.减少铸件各部位的间的温差，使其均匀冷却，即同时凝固原则。常表现为拉应力。a.合理地设计铸件的结构应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀。二.铸件的变形与防止内应力足够大时，将造成铸件变形。变形方向：应力释放

6、的方向防止铸件变形的措施：a.设计——铸件壁厚要尽可能均匀，采用对称结构b.工艺措施——反变形法,采用同时凝固原则三.铸件的裂纹及其防止A.热裂纹：特征——裂纹短、宽、曲折、缝内呈氧化色，沿晶界开裂；高温时产生。B.冷裂纹：特征——裂纹细、直、无或有轻微氧化色；铸件冷却到后期时产生。裂纹产生的原因：裂纹的预防措施：降低钢铁中杂质S的含量可减轻热裂纹倾向，降低杂质P的含量可减轻冷裂纹倾向。降低内应力，适时落砂可减轻机械应力的作用。内应力>b(金属的强度)第三章砂型铸造砂型铸造是传统的铸造方法，适用于各种形状、大小以及各种合金铸件的生产。§2

7、.2砂型造型方法一.手工造型手工造型操作灵活，大小铸件均适应，适用于单件、小批生产整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造型、地坑造型、刮板造型等手工造型方法：二.机器造型机器造型生产效率高，工人劳动强度小，适用于大批量生产，两箱造型2.2.1砂型铸造☆砂型铸造的特点:（1）生产周期短，产品成本低；（2）产品批量、大小不受限制；（3）劳动强度大，劳动条件较差；（4）铸件质量不稳定，易产生缺陷。☆砂型铸造生产过程演示：型砂由以下四部分组成即：原砂、粘结剂、水和附加物.1—砂粒2—空隙3—附加物4—粘土膜1.常用的砂型表2－2常用砂型的主要

8、特点和适用范围铸型种类铸型特征主要特点适用范围湿砂型以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注的砂型生产周期短、效率高，易于实现机械化、自动化，设备投资和能耗低；但铸型