机械制造技术基础 第二版 §2.1铸造ppt课件.ppt

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1、第二章金属热加工成型工艺简介§2.1铸造铸造是历史最长的金属成型方法，至今天仍然是毛坯生产的主要方法。定义：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后以获得毛坯或零件的生产方法。数据：机器设备中，铸件比例较大：机床、内燃机70-90%；压气机60-80%；拖拉机、农机40-70%。优点：1）可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，如箱体，汽缸。2）适应范围广。常用金属材料：碳钢、铝合金、铜合金、铸铁等都可铸造。其中铸铁件只能用铸造方法。零件大小和生产批量不受限制。3）铸造可直接利用成本低廉的废机件，设备费用低4）铸件加工余量小，节省

2、金属，减小切削加工余量，降低成本。铸造工艺方法：1）砂型铸造最基本的铸造方法，铸件90%量由其完成2）熔模铸造3）金属型铸造4）压力铸造5）离心铸造一、铸造工艺基础1、充型将液态合金（金属）填充铸型的过程。合金流动性愈好液态金属充填铸型的能力越强，因此，也常将合金流动性概括为液态金属充填铸型的能力。充型能力:液态合金充满型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。缺陷：在充型过程中，有时伴随着结晶，若充型能力不足，在液态合金充满型腔前，形成的晶粒将堵塞通道，造成浇不足和冷隔。影响充型能力的因素：1）合金的流动性：与合金本身材质有关。合金的流动性越好，充型能力越强。定

3、量描述：合金流动性的大小，通常以螺旋形试样的长度来衡量。3）浇注条件：浇注温度和充型压力。浇注温度对充型能力有决定性影响，越高越好；压力约大，能力越强。2）铸型填充条件：铸型材料，铸型温度，铸型中气体。2、铸件的凝固与收缩在铸件的凝固过程中，其断面上存在3个区：固相区，液相区，凝固区。对铸件质量影响较大的是凝固区的宽窄。浇入型腔的液态金属在冷凝过程中，其液态收缩和凝固收缩如得不到补充将产生缩孔或缩松缺陷。注意：1）铸件的凝固方式：根据凝固区的宽窄划分的。A逐层凝固纯金属或共晶成分的合金不存在凝固区，在断面上外层的固体和内层的液体有一条界限（凝固前沿）清晰分开。随

4、着温度的下降固体层逐渐加厚，液体逐渐较小。B糊状凝固如果合金的结晶温度很宽，且铸件的温度分布比较平坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在固体层，而液固并存的凝固区贯穿整个断面。C中间凝固大多合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固方式，评比：一般来说，逐层凝固时，合金的充型能力强，便于防止缩孔和缩松；糊状凝固时，难以获得结晶紧实的铸件。在常用合金中：灰铸铁和铝合金趋向于逐层凝固，易于获得紧实铸件；球墨铸铁、锡青铜、铝铜合金等偏向于糊状凝固，为获得紧实铸件，需采取措施，以便补缩或减小其凝固区域。2)铸造合金的收缩收缩：铸件在凝固和冷却过程中，其体积和

5、尺寸减小的现象称为收缩。收缩造成的铸件缺陷：缩孔、缩松，变形、裂纹、残余应力等。从浇注温度冷却到空温要经历三个互相联系的收缩阶段：(1)液态收缩从浇铸温度冷却到凝固开始温度(液相线温度)的收缩(2)凝固收缩从凝固开始温度冷却到凝固终止温度(固相线温度)的收缩(3)固态收缩从凝固终止温度冷却到室温的收缩。合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，通常用体收缩率来表示，它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。合金的固态收缩虽然也是体积变化，但它只引起铸件外部尺寸的变化，因此，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。在常用合金中

6、，铸钢收缩最大，灰口铸铁最小。灰口铸铁收缩很小是由于其中大部分碳是以石墨状态存在的，石墨的比容大，在结晶过程中，析出石墨所产生的体积膨胀，抵消了部分收缩。注意：二、砂型铸造砂型铸造是传统的铸造方法，适用于各种形状、大小、批量及各种合金铸件的生产。工艺流程：铸造生产的第一步是根据零件结构特点、技术要求、生产批量及生产条件等，确定其铸造工艺、并绘制铸造工艺图。铸造工艺图是利用各种工艺符号，把制造模型和铸型所需的材料，直接绘在零件图上的图样。铸造工艺图：图中应表示出：铸件的浇注位置，分型面，型芯的数量形状、尺寸及其固定方法，机械加工余量、拔模斜度和收缩率，浇口、冒口、

7、冷铁的尺寸和位置等。1.造型方法的选择手工造型时紧砂和起模是用手工来进行的，其操作灵活、适应性强，模型成本低、生产准备时问题，但铸件质量较差，生产率低，且劳动强度大。因此，主要用于单件、小批生产。种类：两箱造型、三箱造型、地坑造型、脱箱造型机器造型是现代化铸造车间生产的基本方式，是将紧砂和起模等主要工序机械化。它可大大提高劳动生产率，铸件尺寸精确，表面光洁、加工余量小。同时，可大大改善铸造车间落后面貌，改善工人劳动条件。在大批量生产中，尽管机器造型所需要的设备、专用砂箱和模板投资较大、但铸件的成本还能显著的降低。2.浇注位置和分型面的选择1)铸件的浇注位置是指浇

8、注时铸件在铸型中所处的位