王艳萍---金属加工工艺1.doc

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1、金属加工工艺第一章铸造课题：铸造教学目标：知识目标掌握铸造加工的基本知识，能简要的评价铸造生产方式，并能通过对金属性能的了解来分析常见铸件的缺陷，掌握砂型铸造的方法。能力目标充分认识铸造生产在国民生产中的重要地位，能客观分析铸造加工方法的优劣，能描述砂型铸造的生产过程，并能简要分析铸件的常见缺陷。情感目标培养学生对金属加工课程的兴趣，重视学习过程中的理实一体，同时培养学生爱劳动，热爱劳动人民，安全生产逐步提高学生的劳动素质和安全生产意识。教学重点：铸造概念砂型铸造砂型铸造的工艺设计教学难点：通过金

2、属的性能来分析铸件的常见缺陷教学方法：讲授教学启发式教学多媒体教学课堂讨论教学现场教学第一节铸造概述一、绪论1、学习目的、任务和内容金属工艺学是研究制造机器零件的各种工艺方法，从选材、制造毛坯、直至加工出零件的综合性课程。目的：通过本课程的学习，可获得零件加工工艺的基础知识，为后续课程的学习和从事机械设计奠定必要的基础，同时对拓宽专业面，培养复合型人材，满足市场对人才的需求，也是不可缺少的重要环节。内容：四大部分：一、铸造；二、锻压；三、焊接；四、切削加工2、基本要求和方法①掌握主要加工方法的基本

3、原理、工艺特点，具有选择毛坯、选择零件加工方法及工艺分析的初步能力。②具有综合运用工艺知识，分析零件结构工艺性的初步能力。③了解本课程新工艺、新技术及发展趋势。二、铸造概述（一）铸造的定义：铸造：熔炼金属；制造铸型并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。实质：液态金属逐步冷却凝固而成；铸件：是指将熔融金属注入铸型，凝固后得到的一定形状和性能的金属件。（二）铸造生产的优劣分析：优点：1．具有较强的适应性2．铸件成本低原材料：来源广、价格低、投资少、易生产铸件：机械加工量相对较小

4、，成本低缺点：1．废品率较高，生产过程难以控制；2．铸件力学性能较差，铸造组织疏松，晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松。3．砂型铸造铸件精度较差。三、作业课本12页1、3第二节合金的铸造性能（一）结构→性能→用途→结构，所以合金的铸造性能对于铸造合格的铸件起着决定性的影响。铸造性能→工艺性能：流动性、收缩性、偏析性和吸气性。一、流动性和充型能力（一）合金的流动性⒈定义：指熔融金属的流动能力。A、现象：浇不到、冷隔B、检测方法：螺旋形流动性试样⒉影响因素流动性是合金本身的属性，主要影响因素有：合金种类、

5、成分结晶特征及其它物理性能。⑴合金种类灰铸铁的流动性最大，硅黄铜、铝硅合金次之，铸钢最差。⑵化学成分和结晶特征不同结晶特征的合金的流动性（P3）。纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐层推进，凝固后表面光滑，对未凝固合金液体的流动阻力小。亚共晶合金凝固时，形成一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区，凝固温度范围越宽，阻力越大。纯铁和共晶铸铁的流动性最好，亚共晶和碳素钢随凝固温度范围的增加，流动性变差。（二）合金的充型能力⒈定义：考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性。现象：在充型过程

6、中，有时伴有结晶发生，若充型能力不足，已形成的晶粒可能将金属流动的通道堵塞，产生浇不到、冷隔等类缺陷，造成废品。⒉影响因素：合金流动性、铸型和工艺条件⑴铸型填充条件①铸型蓄热能力铸型的热导率和质量热容越大，对液态合金的激冷作用越强，合金充型能力减小。②铸型温度减少铸型和金属液之间的温差，充型能力增强；③铸型中的气体在金属液作用下，型腔中气体膨胀，型砂中的水分汽化，有机物燃烧，都增加了型腔内的压力，充型能力减小。⑵浇注条件浇注温度对于薄壁铸件或流动性较差的合金，易产生浇不到、冷隔等缺陷。解决方法：可

7、适当提高浇注温度，在一定温度内，随浇注温度的升高，合金液的粘度下降，且在铸型中保持流动的时间增长。强调：但浇注温度不宜过高，如果过高，会导致液态合金的收缩增加，吸气量增加，氧化严重，容易导致产生缩孔、缩松、气孔、粘砂、粗晶等缺陷，所以保证充型能力前提下尽量降低浇注温度。充型压力在流动方向上压力增加，充型能力增加。铸件结构壁厚过小急剧变化，结构复杂，有大的水平面，都影响充型。二、作业：课本12页11、16第三节合金的铸造性能（二）一、上节回顾：1、合金的流动性和充型能力2、合金的充型能力二、合金的凝

8、固与收缩浇入金属液在冷却凝固过程中，体积会收缩，如果得不到及时补充，会产生缩孔或缩松缺陷。（一）铸件的凝固方式及影响因素⒈铸件的凝固方式根据液固两相区的宽窄将铸件的凝固方式分为：逐层凝固、糊状凝固和中间凝固方式。⑴逐层凝固方式凝固过程中，断面上凝固区域宽度趋于零，固相和液相由一条界线（凝固前沿）清楚地分开，随着温度的下降，固相层不断加厚，直达铸件中心（包括凝固区域很窄）。优点：①凝固阶段发生的收缩能及时得到液体的补充；②凝固层因受阻而产生的晶间裂纹也容易得到未凝固的金属液的填补而弥