铸造工艺基础81412

1、材料成形基础铸11铸造工艺基础材料成形基础铸12GB/T56111998规定： 铸造铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸和性能属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。的金属零件毛坯的成形方法。 用铸造方法获得的金属毛坯或零件称为用铸造方法获得的金属毛坯或零件称为铸件铸件. 铸造被广泛采用，具有如下优点铸造被广泛采用，具有如下优点： 1. 材料成形基础铸13 它适用于各种合金它适用于各种合金( (如铸铁、铸钢和有色金如铸铁、铸钢和有色金属等属等), ),能制出外形和内腔很复杂的零件能制出外形和内腔

2、很复杂的零件, ,铸件的尺铸件的尺寸、重量和生产批量都不受限制。寸、重量和生产批量都不受限制。 谓：谓：材料能熔便可铸，尺寸形状复杂件材料能熔便可铸，尺寸形状复杂件 2. 2. 。 所用原材料来源广，设备投资少，节省工时，所用原材料来源广，设备投资少，节省工时，材料利用率高。铸件材质内在质量得到提高，一材料利用率高。铸件材质内在质量得到提高，一些现代铸造方法生产出来的铸件质量已接近锻件。些现代铸造方法生产出来的铸件质量已接近锻件。 材料成形基础铸14 谓：谓：性能改善形状精，加工量少成本低性能改善形状精，加工量少成本低。 但是，铸造生产过程中的工艺控制较困难，但是，铸造生产过程中的工艺控制较困

3、难，因而铸件质量不稳定，废品率较高因而铸件质量不稳定，废品率较高; ; 铸造劳动强度大，条件差，环境污染严重。铸造劳动强度大，条件差，环境污染严重。 铸造按生产方式不同，可分为：铸造按生产方式不同，可分为： 砂型铸造的铸件占总产量的砂型铸造的铸件占总产量的80%80%以上，其生以上，其生产过程如图。产过程如图。材料成形基础铸15材料成形基础铸161 一、一、 与以下因素有关：与以下因素有关： 1. 1. 纯金属、共晶成分合金流动性好。纯金属、共晶成分合金流动性好。 2. 2. 如导热性、粘滞性、侵润性等。如导热性、粘滞性、侵润性等。材料成形基础铸17 二、二、 1. 1.温度高，流动性好；但吸

4、气多，收缩大。温度高，流动性好；但吸气多，收缩大。 2. 2.压力大，易流动，好充形，如直浇口高低。压力大，易流动，好充形，如直浇口高低。 三、铸型条件铸型条件 1. 1.铸型材料；如金属型导热好，散热快，流铸型材料；如金属型导热好，散热快，流动性差。动性差。 2. 2.铸型温度；型温高，液态保持久，利流动铸型温度；型温高，液态保持久，利流动. . 3. 3.铸型中气体阻碍。铸型中气体阻碍。材料成形基础铸18 1. 1.逐层凝固逐层凝固 2. 2.体积凝固体积凝固 又称又称: :糊状凝固糊状凝固 3. 3.中间凝固中间凝固 1. 1.液态收缩液态收缩 2. 2.凝固收缩凝固收缩材料成形基础铸1

5、9 此两项形成体收缩是造成缩孔（松）的主要此两项形成体收缩是造成缩孔（松）的主要原因原因。 3. 3.固态收缩固态收缩 造成线收缩，形成应力、变形的原因。造成线收缩，形成应力、变形的原因。 1. 1.化学成分化学成分 见附表见附表 钢收缩大，灰铸铁收缩小钢收缩大，灰铸铁收缩小( (为什么？为什么？) ) 2. 2.浇注温度浇注温度 3. 3.铸件结构与铸型条件铸件结构与铸型条件 材料成形基础铸110 1. 1.缩孔与缩松的缩孔与缩松的形成形成 1 1）产生于铸产生于铸件厚大热节处。件厚大热节处。 2 2）， 具体又分：具体又分： 宏观缩松宏观缩松肉眼可见分散小孔；肉眼可见分散小孔； 显微缩松显

6、微缩松显微镜下可见分散小孔。显微镜下可见分散小孔。材料成形基础铸111 1)“1)“定向凝固定向凝固”（顺序凝固）（顺序凝固） 定向凝固的主要措施：定向凝固的主要措施：”。 冒口冒口在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。的空腔。如图如图 冒口作用：冒口作用： 冒口分冒口分明明、暗暗冒口，用于铸件内部冒口，用于铸件内部“厚大热厚大热节节”处；处； 材料成形基础铸112 一、内应力的形成一、内应力的形成 按内应力产生原因，分为：热应力和机械应按内应力产生原因，分为：热应力和机械应力两种。力两种。 1. 1.热应力热应力 按凝固次序还有：按凝固次序还有：同时凝固同时

7、凝固，为求降低各部，为求降低各部温差。温差。材料成形基础铸113 一般固态金属在再结晶温度以上（钢和铸一般固态金属在再结晶温度以上（钢和铸铁为铁为620620650650）时，处于塑性状态的变形应力）时，处于塑性状态的变形应力可自行消除；可自行消除； 在此温度以下金属呈弹性状态，而弹性状态在此温度以下金属呈弹性状态，而弹性状态下的变形应力将会继续下的变形应力将会继续存在存在。 结论：结论： 铸件铸件厚壁或心部受拉伸厚壁或心部受拉伸； “”为拉应力；为拉应力；”为压应力为压应力。 薄壁或表层受压缩薄壁或表层受压缩。材料成形基础铸114 1. 1.铸件变形规律：铸件变形规律： 厚大受拉易厚大受拉易

8、内凹内凹； 薄外受压易外凸薄外受压易外凸。 2. 2.变形的防止与消除变形的防止与消除 壁厚设计均匀、形状对称壁厚设计均匀、形状对称； 2. 2.机械应力机械应力 指合金在固态收缩受铸型或芯子阻碍形成的指合金在固态收缩受铸型或芯子阻碍形成的内应力，多为暂时性的。内应力，多为暂时性的。材料成形基础铸115三、铸件的裂纹与防止 铸造工艺上用铸造工艺上用“同时凝固同时凝固原则原则”； 细长易变形件运用细长易变形件运用“反变形反变形法法”； 裂纹分成热裂和冷裂两种。裂纹分成热裂和冷裂两种。 1. 1.热裂热裂 。 形成热裂的主要因素有：形成热裂的主要因素有： 合金性质合金性质 结晶区间越宽、含硫量高易

9、裂。结晶区间越宽、含硫量高易裂。 铸型阻力铸型阻力 注意型砂的退让性注意型砂的退让性。材料成形基础铸116 2. 2.冷裂冷裂 形状细小，直线状。形状细小，直线状。 冷裂常常出现在铸件形状复杂受拉伸处，与冷裂常常出现在铸件形状复杂受拉伸处，与铸造缺陷有关；与合金性质有关。铸造缺陷有关；与合金性质有关。 由于铸造工序繁多由于铸造工序繁多,影响质量的因素复杂影响质量的因素复杂,难以难以绝对防止，故而绝对防止，故而,造成铸造生产废品率高造成铸造生产废品率高,在生产中在生产中仍有许多防范措施仍有许多防范措施,而及时进行铸件缺陷分析而及时进行铸件缺陷分析,目的目的是找出产生原因是找出产生原因,以采取措施

10、加以防止。是质量控以采取措施加以防止。是质量控制重要环节。制重要环节。材料成形基础铸117 邓本邓本P42P42表表2-22-2列出了常见铸造缺陷特征及列出了常见铸造缺陷特征及其名称。应其名称。应重点理解并熟记重点理解并熟记的是：的是： 缩孔缩孔厚大热节厚大热节, ,孔内粗糙；孔内粗糙； 气孔气孔上表皮下上表皮下, ,孔内光滑；孔内光滑； 砂眼砂眼转角皮表转角皮表, ,孔内有砂；孔内有砂； 渣眼渣眼上表转角上表转角, ,孔内有渣。孔内有渣。 GB/T5611-19GB/T5611-19规定：规定： 铸件缺陷分九大类，计铸件缺陷分九大类，计137137种种。材料成形基础铸118 小结：小结： 本

11、章主要讨论了合金的充型、铸件的凝固与本章主要讨论了合金的充型、铸件的凝固与收缩、铸造内应力、变形和裂纹及铸件质量控收缩、铸造内应力、变形和裂纹及铸件质量控制。制。 本章内容专业性强，苦涩！许多专业术语本章内容专业性强，苦涩！许多专业术语还应多读、细看，课后还需反复咀嚼，求得还应多读、细看，课后还需反复咀嚼，求得 作业：作业：P43 5P43 5、6 6、8 8。材料成形基础铸119逐层凝固逐层凝固中间凝固中间凝固体积凝固体积凝固材料成形基础铸120材料成形基础铸121 合金种类合金种类铸造碳钢铸造碳钢白口铸铁白口铸铁灰铸铁灰铸铁材料成形基础铸122材料成形基础铸123材料成形基础铸124材料成形基础铸125 GB5611-1998 GB5611-1998 ： 1. 1.浇不足浇不足：铸件残缺或轮廓不完整或可能完：铸件残缺或轮廓不完整或可能完整，但边角圆且光亮。整，但边角圆且光亮。 常出现在远离浇口的部位及薄壁处。常出现在远离浇口的部位及薄壁处。 简单说：未浇满。简单说：未浇满。 2. 2.冷隔冷隔：在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆：在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。角状的缝隙。 材料成形基础铸126 多出现在远离浇口的宽大表面或薄壁处、金多出现在远离浇口的宽大表面或薄壁处、金属流汇合处，以及冷铁、芯撑等激冷部位。属流汇合