五邑大学金属液态成形

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1、材料成形工艺基础主要参考书：1、《材料成形工艺基础》，主编翟封祥等，哈尔滨工业大学出版社2、《材料成形及机械制造工艺基础》，主编童辛生等，华中科技大学出版社3、《金属工艺学》第四版，主编邓文英，高等教育出版社巨型司毋戊鼎（河南安阳晚商遗址）高133厘米,重875kg,饰纹优美象形尊(西周)青铜器时代（BronzeAge）我国有着辉煌的传统冶铸历史，在殷商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。永乐大钟北京明朝永乐青铜大钟，重达46.5t，钟高6.75m，钟唇厚22cm，外径3.3m，钟体内遍铸经文22.7万字，击钟时尾音长达2分钟以上，传距20km。外形和内腔如此复杂、重量如此巨大、质量要求如此高的

2、青铜大钟，正说明我国早已掌握冶炼和铸造技术。永乐大钟铸造场景模拟：左上图：制模；左下图：熔炼；右图：铸造越王勾践剑春秋晚期越国青铜兵器出土于湖北江陵楚墓长55.7厘米剑锷锋芒犀利锋能割断头发一、课程的地位机械制造的基本流程：矿石冶炼→金属材料→铸造、压力加工、焊接（材料热加工）→毛坯或零件→切削加工（车、铣、刨、磨等材料冷加工）→热处理→零件→装配→机器二、课程的性质与内容“材料成形工艺基础”是高等院校机械类专业必修的一门综合性的技术基础课。材料成形工艺基础课程是介绍机械工程材料加工成形过程中的基本原理、基本工艺和基本方法。内容包括：液态成形塑性成形连接成形粉末冶金成形非金属材料成形材料成

3、形技术研究的对象：各种成形方法本身的规律性及其在机械制造的应用和相互联系。机械零件的加工工艺性和结构工艺性。常用工程材料性能对成形工艺的影响。各种成形方法的综合比较。三、课程的目的和任务熟悉各种成形方法的工艺过程、设备特点和应用范围；掌握各主要加工方法的实质和工作原理，具有选择加工方法的初步能力；掌握零件的结构工艺性和常用材料的工艺性；掌握工艺方法与金属材料的关系。课程学习特点：课程以实践为基础，实践性强、技术性强、内容庞杂。学习中应注重分析和理解，活学活用。第1章金属的液态成形什么是铸造？——即是将液态金属浇注到与零件形状尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后，以获得毛坯或零件的生产方法

4、或工艺方法。其工艺特点：液态成形铸造工艺过程简介铸造的优缺点返回第二节铸造的优缺点：优点：成型能力强，可制作形状复杂的，特别是复杂内腔的毛坯；如箱体、阀体、叶轮等；适应范围广（不限材料、大小、批量）；成本低，节约金属。缺点：铸件内部晶粒粗大，组织不均匀，且常伴随有缺陷，故其力学性能较塑性成形件低；铸造过程比较复杂且不易控制，使得铸件的质量不稳定；工人劳动强度大。1.1金属液态成形的铸造基础1.1.1液态合金的工艺性能液态合金的充型铸件的凝固与收缩铸造内应力、变形和裂纹铸件的质量与控制1.1.2常用合金铸件的生产合金铸造性能1.1.1.1液态合金的充型充型：液态合金填充铸型的过程。影响充型能

5、力的主要因素：合金的流动性浇注条件铸型填充条件浇注温度充型压力浇注系统铸型材料铸型温度铸型中发气和透气能力*液态合金充满铸型空腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。——充型能力不足易产生浇不足、冷隔现象。合金的流动性——指液态合金本身的流动能力。是合金主要铸造性能之一。合金流动性通常以“螺旋形试样”长度来衡量。影响流动性的因素过热度——浇注温度与熔点温度之差。合金种类化学成分不同合金成分的流动性1.1.1.2铸件的凝固与收缩一、铸件凝固方式:逐层凝固——凝固过程中不存在凝固区，断面上由一条界线清楚地分开液、固体。糊状凝固——液、固相并存的凝固区贯穿整个界面。中间凝固

6、——介于逐层凝固和糊状凝固之间。按凝固区的宽窄来划分逐层凝固糊状凝固中间凝固对铸件质量影响较大铸件凝固方式:逐层凝固糊状凝固中间凝固二、铸造合金的收缩1、合金的收缩经历三个阶段：液态收缩凝固收缩固态收缩常用体积收缩率表示是产生缩孔、缩松的主要原因——常用线收缩率表示是产生内应力、变形的主要原因液态收缩凝固收缩固态收缩总收缩铸造碳钢（0.35%C)1.6%3%7.8%12.46%4%0.1%3.5%灰铸铁（3.50%C)12.4%5.8%4.2%2.4%白铸铁（3.00%C)7.6%缩孔变形收缩将引起如下缺陷：缩松裂纹2、影响合金收缩的因素：化学成分浇注温度铸件结构与铸型条件三、*铸件中的缩

7、孔和缩松1、缩孔合金的液态收缩和凝固收缩越大，缩孔容积越大合金的浇铸温度越高，铸件越厚，缩孔容积越大结晶间隔越大的合金，越易形成缩松——是指集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩孔的形成过程：2、缩松——是指分散在铸件某区域内的细小缩孔。不同铸造合金的缩孔和缩松的倾向不同其形成条件是：铸件以逐层凝固方式凝固其形成条件是：铸件以糊状凝固方式凝固3、缩孔、缩松的防止方法——采用定向凝固（又称顺序凝固）所谓定向凝固——