机械制造技术基 教学课件 作者 张绪祥 熊海涛第9章 z铸造、锻压和焊接.ppt

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1、第九章铸造、锻压和焊接本章要点铸造锻压焊接机械制造基础第九章铸造、锻压和焊接9－1铸造铸造是液态成形，它能制造各种尺寸不同形状复杂的毛坯或零件。铸造具有适应性广、成本低廉的优点，在一般机械中广泛采用铸件。因此，铸造是机械零件毛坯或成品零件热加工的一种重要工艺方法9-1铸造9-1铸造铸造就是熔炼金属，制造与零件形状相适应的铸型，并将熔融金属浇入铸型中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法、用铸造方法制造的毛坯或零件称为铸件。各种金属材料都能用铸造的方法制成具有一定尺寸和形状的铸件。因此，铸造在机械制造工业中占有重要地位。据统计，在

2、一般的机器设备中，铸件占机器总重量的45％～90％，而铸件成本仅占机器总成本的20％～25％。一、概述9-1铸造合金的铸造性能是指在铸造生产过程中，铸造成形的难易程度，容易获得正确的外形、内部又健全的铸件，其铸造性能就好。应该指出，铸造性能是一个复杂的综合性能，通常用充型能力、收缩性等指标来衡量。熔融金属充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力叫做液态合金的充型能力。影响液态合金充型能力的因素有两个：一是合金的流动性，二是外界条件。流动性好的合金，充型能力强，易得到形状完整、轮廓清晰、尺寸准确、薄而复杂的铸件。反之，铸件容

3、易产生浇不足、冷隔等缺陷。铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。（1）合金的流动性1、合金充型能力二、合金铸造性能9-1铸造（2）外界条件1)铸型条件铸型的导热速度越快或对金属液流动阻力越大，金属液流动时间就短，合金的充型能力越差。2)浇注条件在一定范围内，提高浇注温度，可使液态合金粘度下降，流速加快，还能使铸温度升高，金属散热速度变慢，从而大大提高金属液的充型能力。但如果浇注温度过高，容易产生粘砂、缩孔、气孔、粗晶等缺陷。例如铸钢的浇注温度范围为1520～1620℃，铸铁的浇注温度范围为1230～1450℃，铝合

4、金的浇注温度范围为680～780℃，3)铸件结构当铸件壁厚过小，壁厚急剧变化，结构复杂以及有大的水平面等结构时，都使金属液的流动发生困难。因此，设计时铸件的壁厚必须大于最小允许壁厚值，有的铸件还需设计流动通道。9-1铸造铸件在冷却过程中，其体积和尺寸缩小的现象叫做收缩。合金的收缩量通常用体收缩率和线收缩率来表示。金属从液态到常温的体积改变量称为体收缩；金属在固态由高温到常温的线性尺寸改变量称为线收缩；铸件的收缩与合金成分、温度、收缩系数和相变体积改变等因素有关，除此之外还与结晶特性、铸件结构以及铸造工艺等有关。（1）收缩三阶段

5、2、合金收缩率铸造合金收缩要经历三个相互联系的收缩阶段，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩(2)影响收缩的因素合金总的收缩为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段收缩之和，它和金属本身的化学成分、浇注温度以及铸型条件和铸件结构等因素有关。9-1铸造(3)收缩对铸件质量的影响1）缩孔与缩松如果铸件的液态收缩和凝固收缩得不到合金液体的补充，在铸件最后凝固的某些部位会出现孔洞，大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。9-1铸造2)铸造应力、变形和裂纹铸件在冷凝过程中，由于各部分金属冷却速度不同，使得各部位的收缩不一致，再加上铸型

6、和型芯的阻碍作用，使铸件的固态收缩受到制约，就会产生铸造应力。在应力作用下铸件容易产生变形，甚至开裂。9-1铸造三、铸造方法根据铸型的方法不同，铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造是目前最常用最基本的铸造方法。(一)砂型铸造砂型铸造的基本工艺过程如图9－6所示。主要工序有制造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造最基本的工序，按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机器造型两种。9-1铸造9-1铸造1．手工造型手工造剂操作灵活，工装简单，但劳动强度大，

7、生产率低，常用于单件和小批量生产。手工造型的方法很多，有整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、刮板造型等，表9－1为这些常用手工造型方法的特点和应用范围。2．机器造型机器造型(芯)使紧砂和起模两个重要工序实现了机械化，因而生产率高，铸件质量好。但设备投资大，适用于中、小型铸件的成批大量生产。机器造型按紧实的方式不同，分压实造型、震击造型、抛砂造型和射砂造型四种基本方式。9-1铸造(1)压实造型9-1铸造(2)震击造型9-1铸造(3)抛砂造型9-1铸造(4)射砂造型9-1铸造（二）特种铸造与砂型铸造不同的其他铸造方法统称为特种

8、铸造。各种特种铸造方法均有其突出的特点和一定的局限性，下面简要介绍常用的特种铸造方法。1.熔模铸造如图9－11所示，熔模铸造就是先用母模制造压型，然后用易熔材料制成模样，再用造型材料将其表面包覆，经过硬化后将模样熔去，从而制成无分型面的铸型壳，最后经浇注丽获得铸件。由于熔模广