铸造成形技术-基本知识.ppt

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1、材料成型技术基础铸造成形技术(一)童幸生2004年8月基本知识铸造特点及合金铸造性能合金的充型能力及影响因素合金的收缩及影响因素铸造特点及合金铸造性能1、基本概念：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形方法称为液态成形。简称铸造。液态成形是机械制造中生产机器零件或毛坯的主要方法之一。铸造特点及合金铸造性能2、主要特点：（l）成形方便，工艺灵活性大铸件的轮廓尺寸可由几毫米到数十米；壁厚由0．5mm到lm左右；质量可由几克到数万千克。可生产形状简单或十分复杂的零件。对于具有复杂内腔的零件，铸造成形往往是最佳的成形方法。机器中形状复杂的箱体、

2、缸体、床身、机架等往往都是铸件。可用于液态成形的合金范围很广，铸铁、铸钢、铜合金、铝合金、镁合金、锌合金等均可用于铸造，其中铸铁材料应用最广。铸造特点及合金铸造性能（2）成本低廉，设备简单、周期短铸件所用材料来源广泛，大部分可以就地取材，且可以利用金属废料和废机件。一般情况下液态成形生产不需要大型、精密设备。而且由熔融金属直接就可获得形状和尺寸与零件接近的毛坯或直接获得零件（精密铸造），节省了大量的金属材料加工工时以及生产组织和半成品运输等费用，降低了铸件的生产成本。铸造特点及合金铸造性能（3）砂型铸件的力学性能较差，质量不够稳定铸件中常常有许多缺陷(如气孔，缩松等)，而且

3、内部组织粗大、不均匀，其力学性能比相同材料的锻件低。此外，液态成形工序繁多，一些工艺过程较难控制，使铸件质量不够稳定，废品率较高。铸造特点及合金铸造性能（4）砂型铸造成形生产劳动强度大，生产条件差生产过程中的废气、粉尘等对周围环境造成污染。近几十年来，液态成形技术发展很快。许多新型液态成形材料、新工艺、新技术和新设备的出现和现代化液态成形车间或工厂的建立，使液态成形劳动条件大大改善，环境污染得到控制，铸件的质量和性能也大大提高，铸件应用范围也日益扩大。铸造特点及合金铸造性能3、合金的铸造性能：铸造合金除应具备符合要求的力学性能和必要的物理、化学性能外，还必须有良好的铸造性能

4、。合金的铸造性能主要是指合金的充型能力与合金的收缩等。铸造的缺陷,如浇不足、缩孔、缩松、铸造应力、变形、裂纹等都与合金的铸造性能有关。铸造缺陷照片铸造缺陷照片合金的充型能力及影响因素1、熔融合金的充型能力:这里有二个基本概念即充型与充型能力。★熔化合金填充铸型的过程,简称充型。★熔融合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰铸件的能力,称合金的充型能力。合金的充型能力及影响因素2、影响合金充型能力的主要因素有：(1)流动性：流动性指熔融金属的流动能力,它是影响充型能力的主要因素之一。(2)浇注条件：指的是浇注温度与充型的压力。(3)铸型条件：熔融合金充型时，铸型的阻铸型对合金

5、的冷却作用都将影响合金的充型能力。(1)流动性决定合金流动性的因素主要有：1、合金的种类：合金的流动性与合金的熔点、热导率、合金液的粘度等物理性能有关。铸钢熔点高，在铸型中散热快、凝固快，则流动性差。(1)流动性2、合金的成分：同种合金中，成分不同的铸造合金具有不同的结晶特点，对流动性的影响也不相同。1）纯金属和共晶合金是在恒温下进行结晶的，结晶时从表面向中心逐层凝固，凝固层的表面比较光滑，对尚未凝固的金属的流动阻力小，故流动性好。特别是共晶合金，熔点最低，因而流动性最好。2）亚共晶合金在一定温度范围内结晶，其结晶过程是在铸件截面上一定的宽度区域内同时进行的。在结晶区域中，

6、既有形状复杂的枝晶，又有未结晶的液体。复杂的枝晶不仅阻碍熔融金属的流动，而且使熔融金属的冷却速度加快，所以流动差。结晶区间越大，流动性越差。(1)流动性3、杂质：熔融金属中出现的固态夹杂物，将使液体的粘度增加，合金的流动性下降。如灰铁中锰和硫，多以MnS（熔点1650T）的形式悬浮在铁液中，阻碍铁液的流动，使流动性下降。4、含气量：熔融金属中的含气量愈少，合金的流动性愈好。(1)流动性(2)浇注条件浇注条件的影响因素：1、浇注温度浇注温度对合金的充型能力有决定性影响。浇注温度高，液态金属所含的热量多，在同样冷却条件下，保持液态的时间长，所以流动性好。浇注温度越高，合金的粘度

7、越低，传给铸型的热量多，保持液态的时间延长，流动性好，充型能力强。因此，提高浇注温度是改善合金充型能力的重要措施。但浇注温度过高，会使金属的吸气量和总收缩量增大，从而增加铸件其它缺陷的可能性（如缩孔、缩松、粘砂、晶粒粒大等）。因此，在保证流动性足够的条件下，浇注温度应尽可能低些。(2)浇注条件2、充型压力熔融合金在流动方向上所受的压力愈大，充型能力愈好。砂型铸造时，充型压力是由直浇道的静压力产生的，适当提高直绕道的高度，可提高充型能力。但过高的砂型浇注压力，使铸件易产生砂眼、气孔等缺陷。在低压铸造、压力铸造和离心铸