铸造理论基础

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1、第1周总第1次学吋：2教学班级：课程：授课教师:课题：第1章铸造成形工艺——合金的铸造性能教学方法：讲授教具：教学目标：1掌握合金的流动性及收缩性及及影响；2掌握防止缩孔、裂纹、变形的方法教学重点：合金的流动性及收缩性教学难点：合金的流动性及收缩性主要教学内容：第1章铸造成形工艺一铸造工艺特点及分类二合金的铸造性能（一）合金的流动性（二）合金的收缩性课后回顾:备注一、组织教学1・课前问候，提问专业培养目标、岗位核心能力2.考勤3•复习提问二、导入新课企业介绍：三、新课内容第1章铸造成形工艺铸造:将熔融的金属液浇入铸型型腔内，待其冷却

2、、凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺方法。实质:利用熔融金属的流动性来实现成形，用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件。一铸造工艺特点及分类1.铸造生产的特点优点：铸造具有成本低，适应性强等，在生产中得到广泛应用缺点：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。铸件质量不够稳定，废品率高。2.铸造的分类砂型铸造和特种铸造二合金的铸造性能(一)合金的流动性1.流动性的概念合金的流动性是指熔融合金液的流动能力。合金的流动性越好，合金液充填铸型型腔的能力越强。2.影响合金流动性的因素(1)化学成分共晶成分的

3、合金流动性最好(2)工艺条件浇注温度对合金流动性的影响极为显著，但浇注温度在捉高金属的流动性的同时又会导致金属液的吸气、收缩等缺陷。铸型充型条件也会对介金流动性产生影响，设计铸件时必须保证铸件的壁厚人于规定的最小捲厚，并在工艺上采取措施，如加高直浇道，扩大内浇道截面，增加通气道等。铸型的热导性，充空压力也会影响合金流动性。(一)合金的收缩性1.收缩的概念液体合金在凝固和冷却过程中，体积利尺寸减少的现彖，称为合金的收缩。合金的收缩分为三个阶段：(1)液态收缩(2)凝

4、古

5、收缩(3)固态收缩体积收缩是产生缩孔、缩松缺陷的主耍原因。合金的

6、固态收缩，虽然也是体积变化，但只是引起铸件外部尺寸的变化，通常川线收缩率表示。固态收缩是铸件产牛内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。不同的合金其收缩率不同表11-1几种铁碳合金的体积收缩率合金种类含碳最/%浇注温度/'C液态收缩％凝固收缩/%固态收缩/%总体和收缩/%碳素铸钢0.3516101・637.8612.46白口铸铁3・014002.44・25.4-6.312.46灰口铸秩3・514003.50・13.3-4.2「6・9-7.82.影响收缩性的因素(1)化学成分灰口铸铁中，碳是形成石墨的元素，硅是促进石墨化的元素，所以碳、硅

7、含量越多，收缩越小。硫能阻碍石黑的析出，使铸铁的收缩率增大。(2)浇注温度浇注温度越高，过热度越人，液态收缩越人。(3)铸件结构与铸型条件由于铸件的各个部分冷速不同，在冷却过程中互相制约而对收缩产生的阻力。又因铸型和型芯对铸件收缩产生机械阻力，因而合金在铸型中并不是自山收缩，而是受阻收缩。3・缩孔与缩松的形成及其防止液态合金在铸型內凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，体积缩减，若其收缩得不到补充，在铸件最后凝固的部分将形成孔洞，容积大而集中的孔洞称为缩孔；细小而分散的孔洞称为缩松。(1)缩孔的形成缩孔的形成过程如图1M所示。a)c)

8、d)e)图1M圆柱体铸件中缩孔形成示意图•••■■■••••■•■■••••*••••••••••••(2)缩松的形成形成缩松的基本原因和形成缩孔一样，即铸型内合金的液态收缩和固态收缩人于外売同态收缩，同时在铸件最示凝固的区域得不到液态合金的补充，或者由于合金的凝固范围较宽，最后倾向于糊状凝固，使小而分散的小孔难以得到液体补充所造成。缩松的形成过程可山图11-2所示的圆柱形铸件來说明。iS11-2鬪柱体铸件中缩松形成示意图>从形态特征来看，缩孔是铸件内部一些较人且集中的空洞，缩松是小而分散的细孔。从缩孔和缩松的形成过程nJ以看出，结

9、品温度间隔大的合金，易于形成缩松；纯金属或共品成分的合金，缩松的倾向性很小，多易于形成缩孔。缩松分布面广，既难于补缩，乂难以发现；集屮缩孔较易检查和修补，也便于采取工艺措施来防止。（3）缩孔的防止定向凝固是防止产生缩孔的有效措施。定向凝固就是采取一定工艺措施，如设冒口和放置冷铁，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固,最后是冒口本身的凝固，通过控制铸件按规定的方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程，将缩孔转移到冒口屮，如图11-3所示。tnIi-3疋冋冋小®1一浇注系统2—頂皙£・3—编孔y•冷铁…5涪已口5—借件4.铸

10、造应力、变形及裂纹铸造内应力是导致铸件变形、裂纹的主要原因。（1）铸造应力铸造应力按产牛的原因不同可分为收缩应力和热应力。收缩应力是市于铸件在固态收缩时受到铸型和型芯的阻碍而产牛的，如图11-4所示。但落砂后，收缩阻力消失，收缩应力即