铸造工艺基础大全.ppt

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1、机器制造过程矿石生铁铸锭毛坯零件机器型材1第二节铸造第一铸造工艺基础铸造----将液态合金浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法称为铸造。影响铸件质量的因素很多，其中合金的铸造工艺性就是主要因素之一。2铸造生产过程3§1液态合金的充型充型----液态合金填充铸型的过程。充型能力-----液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。影响充型能力的主要因素有：一.合金的流动性流动性----液态合金本身的流动能力。4在相同的浇注工艺条件下，将金属液浇入铸型中，测出其实际螺旋线长

2、度。浇出的试样愈长，合金的流动性愈好！56铸钢的流动性铸铁的流动性7由以上图表可见：合金的充型能力是由合金的流动性决定，同时又受外界条件的影响。如铸型、浇注条件、铸件结构........结论：合金流动性越强，充型能力越高。设计零件时，尤其是结构复杂、壁厚薄的铸件，一定要选流动性好的合金。8合金流动性的决定因素-------具有共晶成分的合金、纯金属流动性好。铸铁类-----含碳量在4.3%C附近的铁合金、多数QT的（不含铬）流动性较好。有色金属类-----硅黄铜、硅铝明（铝—硅系铸造铝合金）的流动性好一般。铸钢----流动性很

3、差。9二.浇注条件在“铸造工艺学”中，引用了热力学和流体力学的理论来研究液态金属的充型能力。设：液态合金进入水平浇道后，经过时间T停止流动，其流程L为：V---在液态金属的静压头H（直浇道的高度）平均流速。因此可以认为：影响液态合金充型能力的外部条件是通过两个途径发生作用的：1）流动时间T----T=T浇-T凝，即液态金属在铸型中的热交换条件决定流动时间T。10流动性与浇注温度的关系流动性浇注温度T熔合金温度高，液态时间长、粘度低....浇注温度对流动性的影响112）平均流速V-----它与液态金属的流体性质有关如：粘度、表面

4、张力等有关。还与流体压力H、以及流动阻力（浇注系统、型腔截面积）有关。12从浇注条件及填充条件来看，影响充型能力的主要因素有：1.浇注温度（T）2.充型压力（H—V）3.铸型的蓄热能力4.铸型温度（热交换—延长T）5.铸型中气体（阻力—V）13§2铸件的凝固与收缩凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期称为凝固期。一.铸件的凝固方式实验：做几个直径相同的球铸型，一次同时浇注经过不同时间，先后拔掉泥芯。倒出液态金属，测量硬壳厚度，画出凝固厚度—时间曲线。泥芯141--φ752—φ1253—φ260时间厚度12315如图：沿铸

5、件边缘向中心布置测温点，按时间顺序记录各点温度。时间温度液相线固相线测温仪热电偶工件中心16图示：铸件的凝固动态曲线。X/R---铸件表面向中心的距离比。时间X/R液相线固相线1017三种含碳量的铸铁的凝固方式18结论：合金在凝固过程中，一般存在三个区域，即固相区、凝固区、液相区。按凝固区的宽窄，划分为：1.逐层凝固---凝固区不明显。2.糊状凝固---凝固区很宽。3.中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合金的凝固方式属于这种凝固方式。19铸件凝固方式对铸件质量的影响：凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方面影响铸件的性

6、能：1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶粒的内部缺陷等影响合金的机械性能；2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的致密性及强度。20对于凝固区宽的合金，结晶是在液--固两相区进行的，从晶粒的形成---晶枝的长大过程中，晶体连成骨架，存在于骨架内的金属形成互相分隔的小“溶池”，继续结晶后，收缩的体积得不到补缩，形成微小的孔洞-----缩松。21缩孔形成过程22结论如下：1）逐层凝固和窄凝固范围的合金，在凝固过程中的体积收缩能得到补缩，

7、倾向于最后形成大的孔洞---缩孔。合金的致密性好“热裂”倾向小。这类合金包括：共晶合金、纯金属。2）凝固范围越宽，形成缩松及热裂的倾向越大。这类金属包括：远离共晶点成分的合金。23防止缩孔和缩松的措施1.选择合适的合金成分。2.工艺措施；顺序凝固原则-----合理设置冒口。同时凝固原则-----合理设置冷铁。24通过控制凝固顺序，使缩孔产生在冒口中！25§3铸造内应力、变形和裂纹一.内应力的形成铸造内应力---铸件在凝固收缩时，受到阻碍内部形成的应力。内应力发生在铸件凝固以后的继续冷却过程中，一般认为由下列三种情形产生：1）二

8、次结晶时，新相与旧相体积不同，膨胀与收缩将产生----相变应力。2）温度分布不同，各处收缩量不同时，内部互相制约，产生---热应力。3）收缩时受到铸型、型芯的阻碍，产生----收缩应力。26应力状态------拉应力和压应力、剪应力。应力性质-----分为临时应力和残余应力。