材料成形技术1-1.铸造工艺基础

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1、材料成形技术机械制造的基本过程机加工产品图纸工艺文件材料外购件铸造落料锻造剪裁/冲压/焊接热处理产品装配第一章铸造铸造——将液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，冷却凝固后获得一定形状的毛坯或零件的方法。适于复杂外形和内腔；适应性广；形状尺寸与零件相近，减少切削加工；性能不如锻件，质量不稳定；劳动条件差。各类机械中铸件比重机械类别%机床、内燃机、重型机械风机、压缩机拖拉机农业机械汽车70~9060~8050~7040~7020~30本章内容铸造工艺基础铸造工艺与方法铸件工艺设计铸件结构设计1-1铸造工艺基础一、金属的凝固1、金属的凝固液态固

2、态2、铸件的凝固方式缩孔缩松3、影响铸件凝固方式的因素（1）合金的结晶温度范围（2）铸件的温度梯度(图1-2)1）合金的性质：低熔点合金温度梯度小；2）铸型的蓄热能力强，温度梯度大；3）浇注温度高梯度小。二、金属与合金的铸造性能——金属与合金在铸造成形的工艺过程中，容易获得外形正确、内部健全的铸件的性质。充型能力收缩1.合金的充型能力充型能力——液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确，轮廓清晰的铸件的能力。合金的流动性浇注条件铸型条件（1）合金的流动性——液态合金的流动能力。决定合金流动性的因素1）合金的种类熔点:高熔点合金凝固快，流动性差。导热率液体粘度

3、2）合金的成分3）杂质与含气量（2）浇注条件浇注温度灰铸铁：1200℃~1380℃铸钢：1520℃~1620℃铝合金：680℃~780℃充型压力合金的流动性浇注条件铸型条件（3）铸型条件铸型的蓄热能力铸型温度铸型中的气体铸件结构2、合金的收缩（1）（2）体收缩：从液态到常温体积改变量。（3）线收缩：固态合金由高温到常温的尺寸改变量。各种合金收缩率及其计算见5、6页。浇注温度凝固开始温度凝固终了温度液态收缩凝固收缩室温（1）（2）（3）固态收缩影响收缩的因素1）化学成分碳钢:含碳量增加,凝固收缩增加，固态收缩略减；灰铸铁：碳、硅增加，收缩率减小；硫阻碍石

4、墨化，增加收缩率。2）浇注温度3）铸件结构和铸型条件三、铸造性能对铸件质量的影响收缩缩孔、缩松、应力、变形、裂纹。。。充型能力浇不到、冷隔。。。1、缩孔和缩松（1）缩孔和缩松的形成1）缩孔：逐层凝固铸件最后凝固部位。2）缩松：糊状凝固，厚壁铸件缩孔和缩松的形成规律合金的液态收缩和凝固收缩越大（铸钢、白口铁、铝青铜），越容易形成缩孔。浇注温度高，液态收缩大，容易形成缩孔。结晶温度范围宽的合金，倾向于糊状凝固，易形成缩松。纯金属和共晶合金倾向于逐层凝固，易形成集中缩孔。（2）缩孔和缩松的防止2、铸造应力热应力——由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致

5、在同一时期各部分收缩不一致而引起的。机械应力——合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的应力。（1）热应力T临：弹塑性转变温度钢、铸铁：620~650℃厚壁受拉薄壁受压（2）机械应力（收缩应力）（3）减小和消除铸造应力的措施设计铸件时壁厚均匀，形状对称。选用线收缩率小的合金，改善铸型、型芯的退让性。。工艺上采取同时凝固。时效。自然时效：放置半年以上；人工时效（去应力退火）：550~650℃，2~4h。振动时效：在其共振频率下振动10~60min。同时凝固3、铸件的变形与裂纹铸造应力大于屈服强度变形铸造应力大于抗拉强度裂纹（1）铸件的变形防止变形方法设

6、计铸件时壁厚均匀，形状对称。工艺上采取同时凝固。模型制成与铸件变形相反的形状，抵消铸件变形。时效。（2）铸件的裂纹1）热裂纹——铸件在凝固后期，在接近固相线的高温下形成的。机械应力超过高温强度（晶粒间有少量液体）裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。影响热裂纹形成的主要因素合金性质：结晶温度范围宽,凝固收缩大,热裂倾向大.铸钢、铸铝、可锻铸铁热裂倾向大灰铁、球铁热裂倾向小铸型阻力:铸型退让性2）冷裂纹受拉伸部位、应力集中部位；细小、连续直线状，有时有轻微氧化色；减小铸造应力，降低含磷量。3、常见铸件缺陷及产生原因