铸造成型（机械制造基础）课件.ppt

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1、第2章铸造成型Chapter2Casting铸造是熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成型方法。本章内容2.1概述2.2铸件成形理论基础2.3造型方法2.4铸造工艺分析2.5特种铸造2.6铸造新工艺新技术简介2.1概述什么是铸造“神舟”四号飞船成功返回涡轮喷气发动机铸造:熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成型方法。铸造是生产机器零件毛坯的主要方法之一，其实质是液态金属逐步冷却凝固成形。铸造是历史最悠久的一种工艺1.殷商司母戊鼎司母戊鼎器型高大厚重，故又称司母戊大方鼎，高133厘米、口长11

2、0厘米、口宽79厘米、重832.84千克，鼎腹长方形，上竖两只直耳（发现时仅剩一耳，另一耳是后来据另一耳复制补上），上有虎噬人图案，下有四根圆柱形鼎足，是中国目前已发现的最重的青铜器。2.明朝永乐青铜钟明朝永乐大钟用青铜铸成，高6.94米，钟口直径3.3米，钟腰最薄处为94毫米，钟唇最厚处为185毫米，重量达到惊人的46.5吨！它不但形体巨大，而且造型精美，历时50O多年，至今仍音响圆润宏亮，钟声可传四五十公里，余音达2分钟之久。铸造的优、缺点优点：1）可以铸出内腔、外形很复杂的毛坯；2）工艺灵活性大。几乎各种合金、各

3、种尺寸、形状、重量和数量的铸件都能生产；3）成本较低。原材料来源广泛，价格低廉。缺点：1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。2）铸件的机械性能较低。3）铸造工序多，难以精确控制，是铸件质量不够稳定。4）劳动条件较差,劳动强度较大。砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程本章内容2.1概述2.2铸件成形理论基础2.3造型方法2.4铸造工艺分析2.5特种铸造2.6铸造新工艺新技术简介2.2铸件成型理论基础金属的充型液态金属充满铸型，获得尺寸精确、轮廓清晰的铸件，取决于充型能力。充型能力首先取决于金属液本

4、身的流动能力，同时又受铸型性质、浇注条件及铸件结构等因素的影响。影响充型能力的因素：流动性，浇注温度，压力，气体，蓄热温度，铸型温度，浇注系统结构，折算厚度，铸件复杂程度。例：流动性不好的铸件：气孔、缩孔、冷隔（浇注时两股金属流相遇时不能很好融合的现象）、浇不足（浇注时金属流停止流动造成的铸件不完整现象）浇不足冷隔合金的收缩收缩：铸件在凝固和冷却过程中，体积和尺寸逐渐缩小的现象。液态收缩：从浇注温度冷却到凝固开始温度的收缩。凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度的收缩金属体积减小，称为体收缩。固态收缩：从凝固终止温度冷

5、却到室温的收缩铸件尺寸减小，称为线收缩。1.影响收缩的因素（1）化学成分常用合金中，灰铸铁收缩最小，铸钢收缩最大。（2）浇注温度浇注温度增高，金属收缩增大，产生缺陷可能性增大，保证流动性前提下，浇注温度尽可能低（3）铸型条件和铸件结构金属在铸型中的收缩，受铸型条件和铸件结构的制约，实际收缩率小于自由收缩率，铸件结构越复杂，铸型强度越高，差别越大。2.收缩对铸件质量的影响（1）缩孔和缩松金属液冷却过程中，由于收缩得不到补充，在铸件最后凝固的部分形成孔洞，称为缩孔，分散的小缩孔称为缩松。铸件缺陷-缩孔铸件缺陷-缩松例：典型

6、缩孔和缩松现象防止产生缩孔和缩松的方法采用合理的工艺条件，使缩松转化为缩孔，并使缩孔移至冒口中。顺序凝固原则（2）铸造应力：铸件因固态收缩而引起的内应力热应力：铸件各部分因冷却收缩不一致引起的内应力收缩应力：铸件的收缩因受到铸型、型芯或浇、冒口的阻碍而产生的内应力（2）铸造应力：铸件因固态收缩而引起的内应力热应力：铸件各部分因冷却收缩不一致引起的内应力收缩应力：铸件的收缩因受到铸型、型芯或浇、冒口的阻碍而产生的内应力铸件产生变形或开裂，应采取措施减小或消除铸造应力减小和消除铸造应力的措施（1）合理设计铸件结构。尽量避免

7、牵制收缩的结构，如壁厚均匀，壁之间连接均匀等。（2）选用较好的造型工艺：改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇口、冒口。（3）采用合适的铸造工艺：符合同时凝固的原则。主要用于收缩较小的普通灰铸铁、结晶范围大，不易实现冒口补缩，对气密性要求不高的锡青铜铸件等。（4）去应力退火。同时凝固原则（3）铸件的变形残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。如图所示的框架铸件和T型梁，当刚度不够时，将产生如图所示的变形。框架铸件的变形T型梁的变形本章内容2.1概述2.2铸件成形理论基础2.3造型方法2.4铸造工艺分析2.5特种

8、铸造2.6铸造新工艺新技术简介2.3造型方法砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的80%以上，其基本工艺过程如下：造型和制芯是砂型铸造最基本的工序，按照紧实型砂和起模的方法，可分为手工造型和机器造型两大类。手工造型：全部用手工或手动工具完成的造型。优点：操作灵活，工艺装备（模样、芯盒、砂箱）简单，生产准备时间短，适应性强，用于