工程材料与热处理 课件 4铸造及铸造性探究

铸造及铸造性探究目录铸造概述01铸造种类02铸造特点03铸造性能04汇报展示准备0501铸造概述铸造概念铸造定义根据《GB/T5611-2017铸造术语》定义，铸造是将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。毛坯成形方式01毛坯类型选择在设计零件时，选择合适的毛坯类型至关重要。型材因其经济性而常被优先考虑，而整体成形则更侧重于结构功能的需求。02铸造与锻造对比当形状复杂且力学性能允许时，铸造成为首选；若对力学性能有更高要求，则应优先考虑锻造方式来制造毛坯。03连接成形的应用对于无法直接通过整体或局部成形达到所需尺寸和形状的情况，采用焊接等连接成形技术可以有效解决这一问题。02铸造种类铸造工艺分类砂型铸造砂型铸造是利用砂作为铸模材料，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。砂铸好处是成本较低，型砂可重复使用；缺点是铸模制作耗时，铸型本身不能被重复使用。特种铸造特种铸造按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、离心铸造等）。砂型铸造砂型铸造的定义与分类砂型铸造是利用砂作为铸模材料的一种铸造方法，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型三种类型。这种方法成本较低，但铸模制作耗时且不能重复使用。砂型铸造的优缺点砂型铸造的优点在于成本低廉和可重复使用型砂，但其缺点是铸模制作耗时且铸型本身不能被重复使用，需要破坏后才能取得成品。砂型铸造的应用范围砂型铸造适用于制造形状复杂的整体零件，铸件的重量和尺寸可以在很大范围内变化，最小壁厚可达0.2mm最大壁厚为1m;最小长度为数mm，最大长度为十几米;重量为数克至数百吨。特种铸造010302熔模铸造工艺熔模铸造，又称失蜡铸造，是一种精密铸造方法。它使用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆耐火涂料形成型壳，经高温焙烧后浇注金属液，适用于生产形状复杂、尺寸精确的铸件。特种铸造的应用范围特种铸造广泛应用于尺寸及质量较小、结构复杂的零件制造中，如仪器和仪表壳体、轻型减速机壳体等，这些场合要求铸件具有高精度和良好的表面质量。特种铸造的优势与挑战特种铸造能够生产出形状复杂且尺寸精确的铸件，但同时也面临着成本较高、工艺复杂等挑战，需要通过技术创新来提高生产效率和降低成本。03铸造特点适应范围广010302金属种类多样铸造技术能够使用包括铸铁、铸钢、铝、镁、铜、锌等在内的多种金属材料，甚至钛、镍、钴等基础合金，以及非金属陶瓷类零件，展现了其广泛的材料适应性。形状复杂整体制造铸造技术特别适合于生产形状复杂的整体零件，无论是细小的壁厚还是巨大的尺寸，都能通过液态成形的方式精确实现，满足多样化的设计需求。重量与尺寸范围广铸件的重量可以从几克到数百吨不等，尺寸也可以从数毫米到十几米变化，这种极大的灵活性使得铸造技术在各种规模的生产中都能找到应用。复合铸件经济性复合铸件的定义与优势复合铸件是指通过铸造方法生产的，由不同材质构成的零件。这种方法能够充分利用各种材料的特性，提高零件的性能和使用寿命，同时降低生产成本。复合铸件的应用领域复合铸件广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。在这些领域中，复合铸件能够满足高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等要求，提高产品的性能和可靠性。复合铸件的经济性分析复合铸件具有较低的生产成本和较高的生产效率。通过合理选择材料和工艺，可以降低零件的重量和成本，提高产品的竞争力。生产类型适应性强01单件生产与批量生产的灵活性铸造技术能够适应从单件到大批量生产的需求，无论是定制的艺术品还是标准化的工业零件，铸造都能提供高效的解决方案。02复杂形状的整体成形能力铸造允许制造复杂的整体结构，无需焊接或组装，这在航空航天和汽车工业中尤为重要，因为它减少了部件数量并提高了结构强度。03材料多样性与成本效益铸造不仅适用于多种金属材料，包括铁、钢、铝等，还能处理一些难以机械加工的材料，同时保持较低的生产成本，特别是在大批量生产时。加工余量小铸件与零件形状尺寸接近铸造工艺使得铸件在成形后，其形状和尺寸与最终零件非常接近，这大大减少了后续加工的需求，从而节约了材料和加工成本。减少机械加工工时由于铸件的初步形状已经非常接近最终产品，因此在机械加工过程中所需的时间和劳动力显著减少，提高了生产效率。提高材料利用率铸件与零件形状尺寸的接近性意味着在生产过程中可以更有效地利用原材料，减少废料产生，从而提高整体的材料利用率。成本低廉010203铸件重量占比高在一般机器中，铸件的重量通常占到整机的40%至80%，这一比例凸显了铸造工艺在机械制造业中的广泛应用和重要性。成本效益显著尽管铸件在机械设备中占据较大比重，但其生产成本仅占总成本的25%至30%，显示出铸造工艺在成本控制方面的优势。材料与工时节约由于铸件与零件的形状、尺寸接近，加工余量小，这不仅节省了金属材料，还减少了机械加工所需的时间和劳动力成本。04铸造性能流动性010302金属流动性的定义金属的流动性是指金属液本身的流动能力，它决定了金属液充填铸型的能力。流动性好的金属液能更容易得到轮廓清晰、壁薄而形状复杂的铸件。影响金属流动性的因素影响金属流动性的主要因素包括化学成分和浇注条件，如浇注温度、充型压力、浇注结构、铸型和铸件结构等。这些因素都会对金属液的流动性产生影响。金属流动性的重要性金属的流动性对于铸件的设计和铸造工艺的制定至关重要。良好的流动性有助于金属液中的气体、渣、砂等杂物的上浮和排除，易于对金属液在凝固过程中所产生的收缩进行补充。收缩性010203液态收缩液态收缩发生在金属从浇注温度冷却到凝固开始温度的过程中，这一阶段主要表现为合金体积的缩小，是铸造过程中产生缩孔和缩松的主要原因之一。凝固收缩凝固收缩是指金属从凝固开始温度冷却到凝固终止温度发生的收缩，这个阶段的收缩同样表现为合金体积的缩小，对铸件的最终尺寸和形状有重要影响。固态收缩固态收缩发生在金属从凝固终止温度冷却到室温的过程中，主要表现为铸件尺寸的缩小，常用线收缩率来表示，是导致铸件内应力、变形和开裂的主要原因。偏析现象晶内偏析区域偏析指的是铸件截面上不同区域的化学成分存在差异。这种偏析现象会影响铸件的整体性能和使用寿命，需要通过控制冷却速度来预防。区域偏析重力偏析