机械制造技术 教学课件 作者 任家隆 第4章　铸　　造.ppt

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1、第4章　铸　　造4.1　铸造工艺基础4.2　砂型铸造4.3　特种铸造4.4　常用铸造方法的比较4.5　铸件结构的工艺性4.6　铸造技术的发展4.1　铸造工艺基础4.1.1　合金的铸造性能4.1.2　常用合金铸件生产4.1.1　合金的铸造性能1.液态合金的充型2.合金的凝固与收缩1.液态合金的充型(1)合金的流动性　液态合金本身的流动能力称为合金的流动性，它是影响充型能力的主要因素之一。(2)浇注条件(3)铸型填充条件　熔融合金充型时，铸型的阻力及铸型对合金的冷却作用都将影响合金的充型能力。(1)合金的流动性1)合金的种类。2)合金成分。表4-1　部分铸造合金

2、的流动性合　　金铸型浇注温度/°C螺旋线长度/mm合　　金铸型浇注温度/°C螺旋线长度/mm(+=6．2%)砂型13001800铸钢(=0．4%)砂型16001400100200(+=5．9%)砂型13001300铸铁铝硅合金金属型（300°C）680～720700～800(+=5．2%)砂型13001000(+=4．2%)砂型1300600图4-1　Fe-C合金流动性与碳的质量分数的关系图4-2　凝固方式对流动性的影响(2)浇注条件1)浇注温度。2)充型压力。(3)铸型填充条件1)铸型的蓄热能力。2)铸型温度。3)铸型中的气体。4)铸件结构。2.合金的凝固

3、与收缩(1)铸件的凝固方式及影响因素(2)铸造合金的收缩(1)铸件的凝固方式及影响因素1)铸件的凝固方式。①逐层凝固方式。②糊状凝固。③中间凝固。(1)铸件的凝固方式及影响因素2)影响凝固方式的因素。①合金结晶温度范围。②铸件的温度梯度图4-3　铸件的凝固方式a)逐层凝固　b)中间凝固　c)糊状凝固图4-4　温度梯度对凝固区域的影响图4-5　铸造合金的收缩阶段Ⅰ—液态收缩　Ⅱ—凝固收缩　Ⅲ—固态收缩(2)铸造合金的收缩1)收缩的概念。①液态收缩。②凝固收缩。③固态收缩。2)影响收缩的因素。①化学成分。②浇注温度。(2)铸造合金的收缩③铸件结构与铸型条件。3)

4、收缩对铸件质量的影响。①缩孔与缩松。②铸造应力和变形(2)铸造合金的收缩③铸件的裂纹与防止。表4-2　几种铁碳合金的体收缩率合金种类碳的质量分数(%)浇注温度/°C液态收缩(%)凝固收缩(%)固态收缩(%)总体积收缩(%)碳素铸钢0．3516101．637．8612．46白口铸铁3．014002．44．25．4～6．312灰铸铁3．514003．50．13．3～4．26．9～7．8图4-6　缩孔的形成过程图4-7　缩松的形成图4-8　铸件的顺序凝固示意图1—铸件　2—冒口　3—浇口图4-9　铸型冒口与冷铁1—浇口　2—明冒口　3—暗冒口　4—冷铁图4-10　

5、热应力的形成“+”—拉应力　“-”—压应力图4-11　铸件的同时凝固示意图1—铸件　2—浇口　3—冷铁图4-12　机械应力示意图4.1.2　常用合金铸件生产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.蠕墨铸铁件6.铸钢件7.铸造铝合金件8.铸造铜合金件1.普通灰铸铁件普通灰铸铁是铸造生产中应用最广的一种金属材料。常用来制造承受较小冲击载荷、需要减振耐磨的零件，如机床床身、机架、箱体、支座、外壳等。2.孕育铸铁件孕育铸铁件是指铁液经孕育处理后获得的亚共晶灰铸铁。孕育铸铁中的石墨片呈细小状且分布均匀，从而改善了其力学性能。3.可锻铸铁件可锻铸铁

6、是白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳可锻化处理，改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁。可锻铸铁件内部石墨组织呈团絮状，碳、硅含量(质量分数)较低，熔点较高，凝固温度范围宽，流动性差，收缩大，铸造性能比灰铸铁差。为避免产生浇不足、冷隔、缩孔、裂纹等铸造缺陷，工艺上需要提高浇注温度，采用顺序凝固、增设冒口、提高造型材料的耐火性和退让性等措施。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。球墨铸铁的铸造性能介于灰铸铁与铸钢之间，因其化学成分接近共晶点，其流动性与灰铸铁相近，可生产3～4mm壁厚的铸件。5.蠕墨铸铁件蠕墨铸铁的组织为金

7、属基体上均匀分布着蠕虫状石墨。其制造过程及炉前处理与球墨铸铁相同，不同的是以蠕化剂代替球化剂。蠕墨铸铁的力学性能(强度和韧性)比灰铸铁高，与铁素体球墨铸铁相近；导热性、抗疲劳性、减振性比球墨铸铁高，其耐磨性是灰铸铁HT300耐磨性的2.2倍以上，铸造性能接近灰铸铁。6.铸钢件铸钢熔点高，浇注温度高，流动性差，易被氧化，且收缩大。因此，其铸造性能很差，易产生浇不足、缩孔、缩松、裂纹、粘砂等铸造缺陷。7.铸造铝合金件铸造铝合金熔点较低，流动性好，可用细砂造型。因而表面尺寸比较精确，表面光洁，并可浇注薄壁复杂铸件，但铝合金易氧化和吸气，使机械性能降低。8.铸造铜合

8、金件铸造铜合金通常分为铸造黄铜和铸造青铜。大多数铜合