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1、WuhanUniversityofTechnology金属工艺学机电工程学院金工学部张崧METALTECHNOLOGY8/5/20211武汉理工大学金工学部第2章：铸造本章内容1.1铸造工艺基础；1.2常用合金铸件的生产；1.3砂型铸造；1.4铸件结构设计。本章重点铸造性能；铸铁生产；砂型铸造工艺设计；铸件结构设计。8/5/20212武汉理工大学金工学部铸造概述液态成形工艺基础铸件生产结构设计砂型铸造1234工艺性能工艺方法★铸造的发展史8/5/20213武汉理工大学金工学部铸造发展史概述铸造生产的技术在我国至少有四千年的历史.前两千年以青铜铸造为主,发展了
2、冶铸技术,形成了商周文化.后两千年以铸铁生产为主,推动了铸造技术的发展.商代司母戊鼎 司母戊鼎通高133厘米,横长110厘米,宽78厘米,重875公斤.根据目前发展的商代熔铜坩锅,一次约能熔铜12.7公斤.铸造司母戊这样的大鼎,就需要七十多个坩锅.如果一个坩锅配备三至四人,就需要二、三百人同时操作。云版又叫“点”，是军营中遇有急事敲打报警用的。此块云版用生铁铸成，上下两端勾卷如云，故名。上铸双钩汉字两行：“大金天命癸亥年铸牛庄城”十一字。8/5/20214武汉理工大学金工学部2.1铸造工艺基础将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获
3、得毛坯或零件的工艺方法，通常称为金属的液态成形或铸造。金属的液态成形在机械制造业中占有重要的地位。他是制造毛坯、零件的重要方法之一。按铸型材料的不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特种铸造（包括熔模铸造、离心铸造、压力铸造、低压铸造、金属型铸造等）。其中砂型铸造是最基本的液态成形方法，所生产的铸件要占铸件总量的80%以上。零件图铸造工艺图铸型型芯芯盒芯砂型砂模型熔炼合箱落砂、清理检验铸件浇注冷却凝固铸造生产过程8/5/20215武汉理工大学金工学部砂型铸造过程8/5/20216武汉理工大学金工学部砂型铸造过程8/5/20217武汉理工大学金工学部液态成型的优点
4、适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯1适应性广，对铸件材料、大小、批量几乎不受限制2成本低，原材料来源广，价格低廉,一般不需要昂贵的设备3是选用某些塑性很差的材料(如铸铁等)制造毛坯或零件的唯一成型工艺48/5/20218武汉理工大学金工学部液态成型的缺点工艺过程比较复杂，一些工艺过程还难以控制1液态成形零件内部组织的均匀性、致密性一般较差2液态成形零件易出现缩孔、缩松、气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷，产品质量不够稳定3由于铸件内部晶粒粗大，组织不均匀，且常伴有缺陷，其力学性能比同类材料的塑性成形低4铸造缺陷与合金铸造性能（液态合金充型，凝固收缩）；造型
5、材料（型砂）；铸造工艺（工艺设计与结构设计）以及合金熔炼有关，它们相互关联并相互矛盾。8/5/20219武汉理工大学金工学部合金的铸造性能合金的铸造性能通常是指合金在铸造过程中所表现出的工艺性能。它包括液态合金的充型能力，合金的凝固与收缩，铸造应力与偏析等，他们对获得合格铸件有很大的影响。因此，合金铸造性能是选择铸造金属材料，确定铸件的铸造工艺方案及进行铸件结构设计的依据。8/5/202110武汉理工大学金工学部2.1.1合金的充型能力液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力充型能力的概念:充型能力不足浇不足冷隔夹砂气孔夹渣影响充型能力的因
6、数合金的流动性浇注条件铸型填充条件铸件结构8/5/202111武汉理工大学金工学部合金的流动性测试合金流动性的方法:通常用螺旋形试样来测试合金流动性的优、劣。如右图，将合金液浇入铸型中，冷凝后测出充满型腔的试样长度。浇出的试样越长，合金的流动性越好。几种不同合金流动性的比较出气口浇口杯试样铸件试样凸台内浇口合金造型材料浇注温度螺旋线长度灰铸铁C+Si=5.2%C+Si=4.2%砂型砂型1300℃1300℃1000mm600mm铸钢(0.4%)砂型1600℃100mm锡青铜(9%～11%Sn2%～4%Zn)砂型1040℃420mm硅黄铜(1.5～4.5%)砂型
7、1100℃1000mm铝合金(硅铝明)金属型(300℃)680～720℃700～800mm8/5/202112武汉理工大学金工学部2.1.2.1合金流动性对充型能力的影响合金流动性的影响因数合金的种类：不同种类的合金流动性不同化学成分：同类合金成分不同，合金的结晶特点不同，流动性不同。结晶特性:恒温下结晶，流动性较好；两相区内结晶，流动性较差。相同过热度时铸铁含碳量与流动性的关系含碳量对结晶特性的影响8/5/202113武汉理工大学金工学部硅:硅是石墨化元素,其作用与碳相似,随着硅量的增加,合金的液相线温度下降,使流动性提高.锰:锰本身对合金的流动性影响不大
8、,但随着MnS夹杂物的增加,合金的流动性下降.硫:合
