机械制造基础第九章 铸造成形ppt课件.ppt

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1、教学目标：掌握金属铸造成型基本知识，能够实现简单件的砂型铸造，了解新的铸造方法及铸造发展趋势。教学内容：金属铸造性能；砂型铸造；铸造工艺；特种铸造重点与难点：重点：金属铸造性能；难点：铸造成型金属材料及铸造方法的选择第一节铸造概述铸造就是将金属熔化后注入预先造好的铸型当中，等其凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。与其他加工方法相比，铸造具有以下几方面特点。1）适应范围很广2）由于铸件是在液态下成型的，所以用铸造的方法生产复合铸件是一种最经济的方法，此方法可使用不同的材质构成铸件（例如衬套）。此外，通过结晶过程的控制，可

2、使铸件的各个部位获得不同的结晶组织和性能。3）既可用于单件生产，也可用于批量生产，生产类型适应性强。4）铸件与零件的形状、尺寸很接近，因而加工余量小，可以节约金属材料和机械加工工时。5）成本低廉。在一般机器中，铸件重量为40%～80%，但其成本只占25%～30%。第一节铸造概述第二节金属的铸造性能金属的铸造性能是指金属在铸造生产过程中所表现出来的综合性能，主要包括金属的充型能力、收缩性、吸气性和偏析等，其优劣程度直接影响铸件的质量。金属良好的铸造性能是保证获得合格铸件的重要因素，同时也是衡量各种金属铸造性能优劣的重要标志。

3、金属的铸造性能主要包括流动性和收缩性两个方面。第二节金属的铸造性能一、金属的流动性1.流动性的概念金属的流动性是指金属液本身的流动能力，是金属重要的铸造性能之一。金属的流动性越好，金属液充填铸型的能力就越强，就越容易得到轮廓清晰、壁薄而形状复杂的铸件。因此，也常将金属的流动性概括为金属液充填铸型的能力。第二节金属的铸造性能金属的流动性评定将熔融金属浇入如图9-1所示的螺旋形试样的铸型型腔中，以得到的螺旋形试样的长度来评定金属的流动性。浇出的试样越长，金属的流动性越好，反之流动性越差。图9-1螺旋形试样1—试样铸件2—浇口3

4、—冒口4—试样凸点第二节金属的铸造性能常用的铸造金属（合金）的流动性见表9-1，其中以灰铸铁、硅黄铜最好，铸钢最差。第二节金属的铸造性能2、影响金属流动性因素（1）化学成分不同种类的合金具有不同的流动性，同种类合金中，化学成分比例不同，结晶特性各有差异，其流动性也不尽相同。由于纯金属和共晶成分的金属是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小。同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度（即浇注温度与合金熔点的温度），推迟了合金的凝固，因此其流动性最好。第二节金属的铸

5、造性能图9-2所示为铁碳合金碳含量与流动性的关系。图9-2铁碳合金碳含量与流动性的关系第二节金属的铸造性能2、影响金属流动性因素（2）浇注条件1）浇注温度2）充型压力3）浇注系统的结构（3）铸型的影响铸型的蓄热系数、温度以及铸型中的气体等均影响合金的流动性，如液态合金在金属型比在砂型中的流动性差；预热后温度高的铸型比温度低的铸型流动性好；型砂中水分过多其流动性差等。第二节金属的铸造性能2、影响金属流动性因素（4）铸件结构的影响当铸件壁厚过小、厚薄部分过渡面多、有大的水平面等结构时，都会使金属液的流动困难。二、金属的收缩性1

6、.收缩性的概念收缩性是指金属从液态凝固并冷却至室温过程中产生的尺寸和体积减小的现象。收缩分为三个阶段：1）液态收缩：从浇注温度冷却到凝固开始温度发生的收缩。2）凝固收缩：从凝固开始温度冷却到凝固终止温度发生的收缩。3）固态收缩：从凝固终止温度冷却到室温的收缩。表9-2常用铸造合金收缩率第二节金属的铸造性能2.影响金属收缩性的因素（1）化学成分碳素钢随碳含量增加，其凝固收缩增加，而固态收缩略减。灰铸铁中，碳是形成石墨的元素，硅促进石墨化，硫阻碍石墨化。因此，碳、硅含量越多，硫含量越少，则析出的石墨越多，凝固收缩越小。（2）浇

7、注温度浇注温度越高，过热度越大，液态收缩就越大。第二节金属的铸造性能2.影响金属收缩性的因素（3）铸件结构与铸型条件合金在铸型中并不是自由收缩，而是受阻收缩，其阻力来源于两个方面：1）铸件的各个部分冷却速度不同，因互相制约而对收缩产生的阻力。2）铸型和型芯对收缩的机械阻力。3.缩孔和缩松的形成及防止第二节金属的铸造性能铸造时，金属液在铸型内的凝固过程中，若其收缩得不到补充，在铸件最后凝固的地方将形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，小而分散的孔洞称为缩松。（1）缩孔的形成图9-3缩孔形成示意图第二节金属的铸造性能（2）缩松的形

8、成图9-4缩松形成示意图第二节金属的铸造性能（3）缩孔和缩松的防止图9-5定向凝固图9-6冷铁的应用第二节金属的铸造性能4.铸造应力、变形及裂纹（1）铸造应力铸件凝固后，温度继续下降，产生固态收缩，尺寸缩小。当线收缩受到阻碍时，便在铸件内部产生应力。这种内应力有的仅存在与冷却过程中，有的一直残留到室温，