铸造成形技术基本知识ppt课件.ppt

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1、材料成型工艺基础总学时：32理论学时：26第一章金属的铸造成形本章学习的根本目的是掌握铸造成形工艺的特点、常用铸造成形方法、铸件的工艺设计及结构设计。掌握影响铸造成形工艺性的主要因素；掌握砂型、金属型、熔模、实型、压力铸造等成形过程；了解铸造工艺方案的制定及铸造工艺参数确定的原则；了解铸件外形、内腔、壁厚、壁间连接等设计的基本原则；了解铸件缺陷产生的原因及防止方法。重点：铸造成形的理论及主要成形方法。难点：铸件的工艺设计及结构设计。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

2、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铸造。铸造是机械制造中生产机器零件或毛坯的主要方法之一。机床、内燃机中铸件70~80%；农业机械40~70%。砂型铸造工艺过程2、主要特点（l）成形方便，工艺灵活性大形状、尺寸、质量不受限制。尤其是复杂内腔的零件，铸造往往是最佳的成形方法。如箱体、缸体、床身、机架等。材料范围很广，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。（2）成本低廉，设备简单、周期短材料来源广泛，且可以利用金属废料和废机件。一般不需要大

3、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），节省材料、减少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。（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，铸造工序繁多，一些工艺过程较难控制，使铸件质量不够稳定，废品率较高。（4）砂型铸造劳动强度大，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

4、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。3、合金的铸造性能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。2、影响合金充型能力的主要因素(1)流动

5、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，铸型的阻力及铸型对合金的冷却作用都将影响合金的充型能力。（1）流动性影响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、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。2、合金的成分1）纯金属和共晶合金是在恒温下进行结晶，结晶时从表面向中心逐层凝固，流动性好。特别是共晶合金，熔点最低，其流动性最好。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

6、一定的宽度区域内同时进行的。在结晶区域中，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。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1650）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。流动性的测定：“螺旋形试样”。流动性愈好，浇出的试样愈长。灰铸铁、硅黄铜最好，铝合金次之，铸钢最差。（2）浇注条件1、浇注温度浇注温度高，

7、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。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、晶粒粗大等）。因此，在保证流动性足够的条件下，浇注温度应尽可能低些。控制浇注温度：灰铸铁：1200~1380℃铸钢：1520~1620℃铝合金：680~780℃2、充型压力压力愈大，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。但过高使铸件易产生砂眼、气孔等缺陷。在低

8、压铸造、压力铸造和离心铸造时，因人为加大了充型压力，故充型能力较强。（3）铸型条件铸型条件影响合金充型能力有以下四个方面：1、铸型的蓄热能力表示铸型从熔融合金中吸收并传出热量的能力，铸型材料的比热和热导率愈大，对熔融金属的的冷却作用愈