机械制造基础 教学课件 作者 余小燕 郑 毅 主编 谭永刚 李年芬 叶茂 副主编第4章_机械制造基础.ppt

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1、机械制造基础第四章第四章铸造成形4.1概述4.2铸造成形工艺基础4.3铸造成形方法4.4铸造成形工艺设计及铸造结构工艺性4.1概述4.1.1铸造成形的实质4.1.2铸造成形的主要特点及应用第四章铸造成形4.1.1铸造成形的实质（定义）将熔化的金属或合金浇注到铸型中,经冷却凝固后获得一定形状和性能的零件或毛坯的成形方法称为铸造铸造在工业生产中得到广泛应用,铸件所占的比重相当大图4.1几种典型的铸件第四章铸造成形4.1.2铸造成形的主要特点及应用第四章铸造成形铸造生产的优点：成型方便、适应性强生产成本较低4.1.2铸造成形的主要特点及应用铸造生产的缺点：内部常出现缩孔、缩松、气

2、孔、砂眼等缺陷,其力学性能不如同类材料的锻件高铸件表面粗糙,尺寸精度不高工人劳动强度大,劳动条件较差第四章铸造成形4.1.2铸造成形的主要特点及应用铸造成型的应用：形状复杂的以及大型构件,一般都可采用铸造方法成形。目前采用铸造方法可以生产出质量从几克到300多吨、长度从几厘米到20多米、厚度从0.5～500mm的各种铸件。如汽缸体、活塞、机床床身等第四章铸造成形4.2铸造成形的工艺基础4.2.1合金的流动性和充型能力4.2.2合金的收缩合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能,称为合金的铸造性能,合金的铸造性能主要是指流动性、收缩性、偏析和吸气性等。铸件的质量与合金的铸造性能密

3、切相关,其中流动性和收缩性对铸件的质量影响最大。4.2.3合金的吸气性和氧化性第四章铸造成形4.2.1合金的流动性和充型能力流动性的概念液态金属的流动能力称为流动性有利于杂质和气体上浮流动性好的合金充型能力强有利于补缩在铸件设计和制定铸造工艺时,必须考虑合金的流动性第四章铸造成形4.2.1合金的流动性和充型能力影响流动性的因素（1）不同的铸造合金具有不同的流动性（2）同种合金中,成份不同的合金具有不同的结晶特点,流动性也不同第四章铸造成形此外,合金液的粘度、结晶潜热、热导率等物理性能也对流动性有影响4.2.1合金的流动性和充型能力合金的充型能力合金的充型能力是指液态合金充满

4、铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。若充型能力不足,易产生浇不到、冷隔等缺陷,造成废品。第四章铸造成形4.2.1合金的流动性和充型能力影响充型能力的因素(1)铸型的影响第四章铸造成形铸型的蓄热能力铸型温度铸型中的气体4.2.1合金的流动性和充型能力影响充型能力的因素第四章铸造成形(2)浇铸条件的影响浇注温度对合金的充型能力有着决定性的影响充型压力4.2.2合金的收缩合金收缩过程的三个阶段(1)液态收缩第四章铸造成形是指合金液从浇注温度冷却到凝固开始温度之间的体积收缩4.2.2合金的收缩合金收缩过程的三个阶段(2)凝固收缩第四章铸造成形是指合金从凝固开始温度冷却到凝固

5、终止温度之间的体积收缩4.2.2合金的收缩合金收缩过程的三个阶段(3)固态收缩液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的主要原因,固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的主要原因。第四章铸造成形是指合金从凝固终止温度冷却到室温之间的体积收缩4.2.2合金的收缩影响合金收缩的因素影响合金收缩的因素主要有合金的化学成分、铸件结构与铸型条件、浇注温度等第四章铸造成形4.2.2合金的收缩影响合金收缩的因素(1)不同种类的合金,其收缩率不同第四章铸造成形在常用的铸造合金中铸钢的收缩率最大,灰铸铁最小4.2.2合金的收缩影响合金收缩的因素(2)实际线收缩率比自由线收缩率小第四章铸造成

6、形在设计模样时,必须根据合金的种类,铸件的形状、尺寸等因素,选择适宜的收缩率4.2.2合金的收缩影响合金收缩的因素(3)浇注温度愈高,液态收缩愈大第四章铸造成形一般情况下浇注温度每提高100℃,体积收缩将会增加1.6%左右4.2.2合金的收缩缩松和缩孔的形成和防止(1)缩松和缩孔的形成第四章铸造成形缩孔是指铸件在凝固过程中,由于补缩不良产生的孔洞缩松是指铸件断面上出现的分散而细小的缩孔4.2.2合金的收缩缩松和缩孔的形成和防止(1)缩松和缩孔的形成第四章铸造成形缩孔的形成过程如图4.1所示缩松的形成过程如图4.2所示4.2.2合金的收缩缩松和缩孔的形成和防止(1)缩松和缩孔

7、的形成第四章铸造成形当合金液在很宽的结晶温度范围内结晶时,初生的树枝状枝晶很发达,以至于合金液被分隔成许多孤立的微小区域,若补缩不良,则在枝晶间或枝晶内形成缩松,这种缩松更为细小,要用显微镜才能看到,故称显微缩松显微缩松在铸件中很难完全避免4.2.2合金的收缩缩松和缩孔的形成和防止(1)缩松和缩孔的形成第四章铸造成形图4.1铸件缩孔形成过程示图4.2.2合金的收缩缩松和缩孔的形成和防止(1)缩松和缩孔的形成第四章铸造成形图4.2铸件缩松形成过程示意图4.2.2合金的收缩缩松和缩孔的形成和防止(2)缩松和缩孔的防止第