【精品】材料成型技术.doc

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1、第一章金属的液态成形将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程称为铸造。用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件。与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：(1)原材料来源广(2)生产成本低(3)铸件形状与零件接近，尺寸不受限制第一节液态成形铸造理论基础铸造性能是合金在铸造生产中所表现出来的性能，旬括合金的流动性、收缩性等。一、合金的凝固与收缩液体金属在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减少的现象，称为合金的收缩。1、铸件的凝固方式(1)逐层凝固方式(2)糊状凝固方式(3)中间凝固方式2、合金的收缩方式(1)液态收缩：

2、从浇注一液相线凝固收缩：液相线—固相线是产生缩孔、缩松的主要原因(3)固态收缩；固相线一室温f导致体积收缩和线收缩，是产生内应力、裂纹和变形的主要原因3、影响收缩的因素(1)化学成分碳、硅量高，收缩减少；猛、硫量高，收缩增大。(2)浇注温度浇注温度越高，收缩越大。(3)铸件结构和铸型条件二、合金的流动性和充型能力1、流动性流动性是指熔融金属本身的流动能力。合金流动性好的优点：(1)易获得形状复杂、轮廓清晰的薄壁件；(2)有利于气体和夹杂物的上浮和排除；(3)有利于补缩；因此，能有效防止铸件出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣、缩孔等缺陷。合金流动性的大

3、小通常用浇注流动性试样的方法来测定。2、影响合金流动性的因素(1)合金种类(2)化学成分一般规律：合金的凝固范围宽，流动性差。硅提高流动性；猛的影响不大;硫易形成硫化猛，降低流动性；磷提高流动性。3、合金的充型能力在实际生产条件下，熔融金属充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，叫合金的充型能力。影响充型能力的因素有：(1)铸型填充条件：旬括铸型的蓄热能力、温度及铸型中的气体等。(2)浇注条件：包括浇注温度、充型压力等。(3)铸件结构三、铸造性能对铸件质量的影响1、铸件中的缩孔和缩松缩孔是容积较大而集中的孔洞。缩松是细小而分散的孔洞。(1)

4、缩孔缩孔通常隐藏在铸件上部或最后凝固的部位。其外形特征为倒锥形，内表面不光滑。基本原因是液态收缩和凝固收缩。基本条件是逐层凝固。(2)缩松缩松分布于铸件的轴线区域、厚大部位或浇口附近。基本原因是液态收缩和凝固收缩。基本条件是铸件在较宽的区域内同时凝固。(3)防止措施定向凝固是防止产生缩孔的有效措施。定向凝固就是采取一定措施，是铸件按规定的方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。a)合理选择内浇道在铸件上的引入位置和高度；b)开设冒口；c)放置冷铁。冷铁是用来控制铸件凝固顺序的激冷物。定向凝固的缺点：一是冒口浪费金属；二是铸件内应力大，易于变形和开

5、裂。应用：主要用于凝固收缩大，凝固温度范围较宽的合金。如铸钢、高牌号灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和黄铜等。2、铸件的内应力、变形和裂纹(1)铸件的内应力铸件的凝固收缩受到阻碍时，就会产生内应力。门热应力是铸件在凝固或冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。防止的根本途径是尽量减少铸件各部位的温差，使其均衡凝固。具体工艺措施是减少铸件与铸型的温差；适当控制铸件的打箱时间等。b)收缩应力是铸件的固态收缩受到铸型、型芯、浇注系统、冒口或箱挡的阻碍而产生的应力。一般这种应力是暂时的，打箱后便可消失。防止措施是改善铸型和型芯的退让性。(2)铸件的

6、变形(3)铸件的裂纹当内应力超过合金的强度极限时，铸件就会产生裂纹。根据裂纹产生的温度不同，把裂纹分为热裂和冷裂两种。厲)热裂是铸件在高温下形成的裂缝，外形形状曲折而不规则，断口呈氧化色。热裂是铸件在凝固末期形成的。是铸钢和铸铝常见的缺陷。b)冷裂是铸件处于弹性状态时，其热应力和机械应力总值超过合金强度极限而形成的。其外形呈连续直线状或圆滑曲线状，断口干净，具有金属光泽或称轻微氧化色。金属的液态成形方法砂型铸造成形砂型铸造是指铸型由砂型和砂芯组成，而砂型和砂芯是用砂子和粘结剂为基本材料制成的。分为手工造型和机器造型。1、手工造型2、机器造型(1

7、)紧实砂型的方法(a)震压紧实(a)抛砂紧实(c)高压紧实(2)起模方法(a)顶箱起模(b)漏模起模(O反转起模二、特种铸造(%1)熔模铸造熔模铸造又称失蜡铸造，它是在蜡模表面包以造型材料，待其硬化后，再将其中的蜡模熔去，从而获得无分型面铸型的铸造方法。1、蜡模铸造工艺过程(1)母模(2)压型：易熔合金压型，利用母模作模样，由易熔合金(Sn、Pb、Bi等的合金)直接浇注制成的。钢或铝合金压型。(3)蜡模的制作模料：分低温模料、中温模料和高温模料。压蜡：将调好的模料压入压型，凝固后取出蜡件，放入水中冷却。修蜡模：修去飞边毛刺。组合：将多个蜡件粘到

8、蜡质浇棒上。(4)铸型的制造制壳；脱蜡，焙烧；浇注2、熔模铸造的特点及应用范围(1)铸件精度高，表面光洁。(1)能够铸造各种合金铸件。(2)铸件形状可