现代制造工程技术实践 第2版 教学课件 作者 宋昭祥 主编第二篇第一章.ppt

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1、第一章　材料成形工艺理论基础第一节　铸造工艺基础第二节　金属锻造工艺基础第三节　焊接工艺基础第一节　铸造工艺基础一、合金的铸造性能二、常用合金铸件的铸造工艺特点一、合金的铸造性能合金的铸造性能是表示合金通过铸造成形获得优质铸件的能力，通常用充型能力和收缩性等来衡量，合金铸造性能的好坏对能否获得完好铸件具有极为重要的意义。(一)合金的充型能力(二)合金的收缩性(一)合金的充型能力1.充型能力的概念及其对铸件质量的影响2.影响充型能力的因素1.充型能力的概念及其对铸件质量的影响液态合金充满铸型型腔，并获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能

2、力，称为合金的充型能力。充型能力好的合金能浇注出薄而复杂的铸件，避免产生浇不到和冷隔等缺陷；有利于气体的逸出和非金属夹杂物的排出，避免产生夹渣、气孔等缺陷；能加强金属液对铸件的补缩，避免产生缩孔、缩松等缺陷。2.影响充型能力的因素(1)合金的流动性　合金的流动性是指液态合金本身的流动能力，流动性好的合金，其充型能力也强。(2)浇注条件　浇注温度高，过热度(即浇注温度至液相线温度)越大，增加了液态金属的含热量，使其保持液态的时间就越长；同时，降低了液态金属的粘滞度，充型能力就越好。(3)铸型的影响　铸型型腔过于复杂、狭窄和表面粗糙

3、会增大液态合金流动时的阻力。2.影响充型能力的因素2Z1Z1.tif图2-1-1　结晶特性对流动性的影响a)在恒温下凝固　b)在一定的温度范围内凝固二、常用合金铸件的铸造工艺特点1.普通灰铸铁件2.孕育铸铁件3.可锻铸铁件4.球墨铸铁件5.铸钢6.铸造铜合金7.铸造铝合金1.普通灰铸铁件普通灰铸铁件内部组织中的石墨呈粗片状，化学成分接近共晶，熔点低，凝固温度范围窄，流动性好，收缩小，可浇注各种复杂薄壁铸件及壁厚不太均匀的铸件；不易产生缩孔和裂纹，一般可不用冒口和冷铁；对型砂要求不高，灰铸铁的熔炼也简便、经济，故普通灰铸铁在铸件生

4、产中应用最广。2.孕育铸铁件孕育铸铁件内部组织中的石墨呈细小片状，是铁液经孕育处理后获得的亚共晶灰铸铁。孕育铸铁由于碳、硅含量较低，铸造性能比普通灰铸铁差，为防止缩孔、缩松的产生，对某些铸件需设置冒口。与普通灰铸铁相比，孕育铸铁对壁厚的敏感性小，铸件厚大截面上的性能比较均匀，它多用于制造强度、硬度、耐磨性要求高的，尤其是壁厚不均匀的大型铸件。3.可锻铸铁件可锻铸铁件内部组织的石墨呈团絮状，碳、硅的质量分数较小，熔点较高，凝固温度范围宽，铸造性能比灰铸铁差。为避免产生浇不到、冷隔、缩孔、裂纹等铸造缺陷，工艺上需要提高浇注温度，采用

5、定向凝固、增设冒口和提高造型材料的耐火性和退让性等措施。可锻铸铁分为黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁。黑心可锻铸铁强度适中，塑性、韧性较好，用于制造承受冲击载荷、要求耐蚀性好或薄壁复杂的零件。珠光体可锻铸件强度、硬度较高，耐磨性好，用于制造耐磨零件。4.球墨铸铁件球墨铸铁件内部组织中的石墨呈球状，是一种广泛应用的高强度铸铁。球墨铸铁铁液基本上是共晶成分，流动性好，但常因球化和孕育处理使铁液温度下降很多，而易使铸件产生冷隔、浇不到等缺陷。球墨铸铁的凝固是在整个体积内同时进行的，石墨化膨胀会使外壳胀大而易产生缩孔。因此，在工艺上常采取提

6、高浇注温度(出炉铁液温度必须高达1400°C以上)、定向凝固、严格控制型砂水分、提高铸型的紧实度及足够的透气性等措施来减少缩孔。按基体组织不同，球墨铸铁主要分为铁素体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁两大类。铁素体球墨铸铁塑性、韧性好；珠光体球墨铸铁强度、硬度高，可以用来代替铸钢、锻钢制造一些受力复杂、力学性能要求高的曲轴、连杆、凸轮轴、齿轮等重要零件。5.铸钢铸钢的浇注温度高、流动性差、钢液易氧化、吸气，同时，收缩也大。因此，铸造性能差，易产生浇不到、缩孔、缩松、裂纹、粘砂等铸造缺陷。为此，在工艺上要用截面尺寸较大的浇注系统，采用定向凝

7、固，加冒口补缩。型砂选用耐火性高，透气性、退让性好的造型材料，并用干型或快干型。铸钢件通常都要进行退火或正火处理，可以细化晶粒，消除残余内应力。铸钢的综合力学性能高于各种铸铁，适于制造形状复杂、强度和韧性要求都高的零件。如车轮、机架、高压阀门、轧辊等。6.铸造铜合金常用的铸造铜合金有铸造黄铜和铸造青铜。铜合金熔点低，可采用细硅砂造型，获得表面光洁的铸件。大多数铜合金的结晶温度范围窄、流动性好、缩松倾向小，可生产一些形状复杂的薄壁件。但收缩大，易产生集中缩孔，因此，要放置冒口和冷铁，使之定向凝固，且浇注系统要保证液态金属能平稳地引

8、入铸型，不飞溅，不断流。铜合金在液态下容易氧化吸气，形成能溶解在铜液中的Cu2O，使力学性能下降。因此，在工艺上常用熔剂(如玻璃或硼砂)覆盖铜液表面，同时加入质量分数为0.3%～0.6%的磷铜进行脱氧，且应注意金属料不与燃料接触，金属液的温度不要过高，熔化后要及