机械制造基础-铸造(本)

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1、2021/8/51第二篇铸造第二篇铸造2021/8/52一、概述第二篇铸造铸造(Casting)：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得一定形状、尺寸毛坯或零件的生产方法，称为铸造。历史悠久(4000年以上)水平高超：永乐大钟（46.5t，23万字，含金18.6Kg，含银38Kg）应用广泛：在机器设备中铸件所占比例很大。零件木模砂箱分模面两箱造型4第二篇铸造零件图铸造工艺图铸型型芯芯盒芯砂型砂模型熔化合箱落砂、清理检验铸件浇注冷却凝固2021/8/55二、铸造特点第

2、二篇铸造铸造的优点：（1）材料来源广；（2）废品可重熔；（3）设备投资低。1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。（1）合金种类不受限制；（2）铸件大小几乎不受限制。（3）生产批量不受限制2．适应性强：3．成本低：4．对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，液态成形是制造其毛坯或零件的唯一成型工艺。飞机叶轮2021/8/56第二篇铸造铸造的缺点：金属液态成形工艺过程比较复杂，一些工艺过程还难以控制；产品质量不够稳定。液态成形零件缺陷较多，易出现缩孔、缩松、

3、气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷；产品的力学性能不是很高。由于铸件内部晶粒粗大，组织不均匀，且常伴有缺陷，其力学性能比同类材料的塑性成形低。劳动条件差，三高两弯。2021/8/57第二篇铸造2、特种铸造特点：铸件性能较好，精度低，效率高熔模铸造(investmentcasting)消失模铸造金属型铸造(permanentmoldcasting)压力铸造(diecasting)离心铸造(centrifugalcasting)三、铸造方法的分类1、型砂铸造(sandcasting)2021/8/58第一章

4、铸造工艺基础第二篇铸造合金在铸造时的难易程度称为液态合金的铸造性能熔化时：不易氧化、吸气浇注时：易充满型腔凝固时：不易产生缩孔，化学成分均匀冷却时：不易变形、开裂合金铸造性能是选择铸造金属材料，确定铸件的铸造工艺方案及进行铸件结构设计的依据2021/8/59第一节液态合金的充型第二篇铸造充型：液态合金填充铸型的过程，简称充型。充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力。充型能力不足浇不足冷隔夹砂气孔夹渣充型能力的决定因数合金的流动性浇注条件铸型填充条件一、合金的流动性2021/

5、8/510第二篇铸造合金的流动性是：液态合金本身的流动能力。出气口浇口杯通常用螺旋试样来测试合金流动性的优、劣。将合金液浇入铸型中，冷凝后测出充满型腔的试样长度。浇出的试样越长，合金的流动性越好。合金的流动性好2021/8/511形成轮廓清晰的薄壁复杂件易于夹杂、气体上浮易于补缩散热伴随结晶现象铸型对金属液的阻力型腔中气体的作用浇不足但是2021/8/512影响流动性的因素第二篇铸造化学成分：C、Si含量↑；流动性↑Why？→成分共晶成分：恒温下结晶，流动性↑；其它成分：两相区内结晶，流动性↓.含C量：

6、远离4.3%，流动性↓.合金元素：Si、Mn、S、P↑流↓流去S—MnS—↓流↑熔点↑流2021/8/513工艺条件凡↑流动阻力，↓V流、↑V冷→流动性↓1.铸型条件：表面粗糙度：表面粗糙度↑，↑流动阻力→流动性↓散热条件V冷不同：导热率↑→流动性↓（金属、砂型铸造）铸型中气体：气体↑，↑流动阻力→流动性↓产生原因：型腔中气体受热膨胀型腔中水分汽化其它有机物燃烧气体反压力浇注温度T↑,t液↑→流动性↑，but收缩↑，缺陷↑直浇口高度高度↑，静压力↑→流动性↑2021/8/5142、浇注条件第二篇铸造高温

7、出炉，低温浇注铸件壁↓，V冷↑,t流动性↓→浇不足、冷隔→规定最小壁厚3、铸件结构合理选择化学成分（共晶成分）制定合理的熔炼工艺（↑T熔）制定合理的造型工艺（排气，烘干，↑直浇口高度，内浇口截面积）制定合理的浇注工艺（高温出炉，低温浇注）提高流动性方法2021/8/5152021/8/516第二节铸件的凝固与收缩表层中心St铸件温度铸件的凝固过程：液相区、凝固区、固相区。对铸件质量影响较大是液相和固相并存的凝固区的宽窄。一、铸件的凝固方式逐层凝固糊状凝固表层中心t铸件固相线液相线成分温度表层中心t铸件液

8、固液液相线固凝固区第二篇铸造中间凝固二.合金的收缩定义：铸件从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。收缩的概念合金的收缩经历三个阶段：T浇T始晶T全晶T室液态收缩固态收缩凝固收缩缩孔、缩松内应力、变形、裂纹化学成分化学成分不同，C存在形式不同。影响收缩因素2021/8/518工艺条件浇注温度铸件结构和铸型条件C、Si↑,石墨析出量↑→收缩↓Why?19缩孔┅大而集中的孔洞收缩对铸件质量的影响特点：形成：逐层凝固原因：液态收缩和凝固