《铸造成形》课件

铸造成形铸造成形是一种重要的金属加工方法。该工艺涉及将熔融金属倒入模具中，使其冷却和凝固成所需形状。课程概述铸造概述铸造是一种古老而重要的金属加工工艺，在现代工业中有着广泛的应用。本课程将深入探讨铸造技术的原理、工艺流程、特点、优势、以及最新发展趋势。课程内容课程内容涵盖铸造工艺分类、铸件设计、熔炼、浇注、定型、脱模、后处理、缺陷分析、环保技术、智能化应用等方面。课程将结合实例分析，帮助学生掌握铸造工艺的基本理论和实践操作技能。课程目标铸造工艺掌握各种铸造工艺的基本原理、操作方法和质量控制要点，了解常见的铸造缺陷及其防治措施。铸件设计学习铸件设计的原则和方法，能够独立完成铸件的设计，并进行加工工艺分析和成本估算。铸造实践通过参观铸造工厂或进行实验操作，了解铸造生产的实际流程和工艺参数控制，加深对铸造工艺的理解。铸造概述古老工艺铸造是一种古老的金属成型工艺，已有数千年的历史。工艺原理铸造通过将熔融金属倒入模具中，冷却凝固成型。广泛应用铸造广泛应用于汽车、航空航天、机械等领域。铸造工艺分类铸造工艺分类铸造工艺可以分为砂型铸造、金属型铸造和特种铸造三大类。砂型铸造砂型铸造是应用最广泛的铸造方法，它使用砂型作为模具，可以生产各种形状和尺寸的铸件。金属型铸造金属型铸造使用金属模具，例如钢模、铸铁模、铝模等，可以生产尺寸精度高、表面光洁度好的铸件。特种铸造特种铸造是指一些特殊工艺，例如离心铸造、真空铸造、低压铸造等，用于生产特殊性能或形状的铸件。铸件特点分析11.结构复杂性铸件可以具有复杂的形状和内部结构，满足各种功能需求。22.尺寸范围多样从微型零件到大型结构，铸造能够满足不同的尺寸要求。33.材料广泛适用铸造可应用于各种金属材料，包括铁、铝、铜和合金。44.成本效益高铸造通常比其他制造工艺更经济，特别是对于大批量生产。铸件设计注意事项材料选择考虑铸造合金的力学性能、流动性、收缩率等因素。选择合适的材料可提高铸件强度和耐用性。几何形状避免复杂的几何形状和急剧变化的截面。合理的几何形状可减少应力集中，降低铸造缺陷。尺寸公差根据铸件尺寸和精度要求，制定合理的尺寸公差。合理的公差设计可控制铸件的尺寸误差，提高产品质量。工艺性设计铸件时应考虑铸造工艺的可能性，并根据工艺要求进行调整。如考虑浇注系统、起模、清理等方面。铸件制造流程1制模制模过程包括制作型腔和型芯，用于铸件的形状和尺寸。2熔炼将金属原料加热到熔化状态，并进行必要的成分调整。3浇注将熔融金属注入型腔，形成铸件的形状。4冷却凝固熔融金属在型腔内冷却并凝固成固体铸件。5清砂从铸件上清除砂芯和型砂，露出铸件表面。铸件制造流程是一个复杂的过程，涉及多个环节。每个环节都需严格控制，以确保铸件质量。熔炼技术11.熔化将金属材料加热至熔点以上，使之变成液态。22.熔炼过程控制控制温度、时间、气氛等因素，确保金属熔化充分，并避免氧化和气孔等缺陷。33.熔炼设备常用的熔炼设备包括感应炉、电弧炉、火焰炉等。44.熔炼工艺参数根据金属种类、合金成分、铸件要求等因素，确定合适的熔炼工艺参数。浇注技术熔融金属将熔化的金属注入铸型中。浇注方式包括直浇、侧浇、底浇、分流浇注等。温度控制控制浇注温度，确保金属顺利充填铸型。速度控制控制浇注速度，避免产生气泡和缺陷。定型技术砂型铸造利用砂型作为铸型，砂型可重复使用，成本低廉。金属型铸造金属型铸造精度高，表面光洁度好，适用于批量生产。陶瓷型铸造陶瓷型具有良好的耐高温性能，可用于铸造高熔点合金。其他定型技术包括消失模铸造、熔模铸造等，根据具体需求选择合适的定型技术。脱模技术脱模剂脱模剂的作用是防止铸件粘模，常用脱模剂包括油性脱模剂、水性脱模剂和干粉脱模剂。脱模方法脱模方法根据铸造工艺和模具类型不同而有所区别，常见的有手工脱模、机械脱模和气动脱模等。脱模力脱模力是指将铸件从模具中取出所需的力，脱模力的大小与铸件形状、尺寸、重量、模具材料、脱模剂等因素有关。脱模注意事项脱模过程中要注意防止铸件变形、损坏或发生安全事故，应根据不同的铸件类型选择合适的脱模方法和设备。后处理技术喷砂处理清除铸件表面氧化皮、砂芯残留物，改善表面粗糙度。热处理提高铸件强度、硬度、韧性，改善机械性能。表面涂层提高铸件耐腐蚀性，延长使用寿命，美观外观。质量检测保证铸件质量符合标准，确保产品性能。铸件缺陷及其防治常见铸件缺陷铸件常见缺陷包括气孔、夹渣、缩孔、冷隔、裂纹等。这些缺陷会影响铸件的性能和使用寿命。缺陷产生的原因铸件缺陷的产生往往与铸造工艺参数、熔炼技术、浇注技术、定型技术等因素有关。缺陷的防治措施通过优化工艺参数、改进熔炼技术、提高浇注质量、加强定型管理等措施可以有效地预防铸件缺陷。缺陷的检测方法铸件缺陷的检测可以通过目视检查、超声波探伤、X射线探伤等方法进行。金属型材铸造金属型材铸造金属型材铸造是一种广泛应用于工业制造的铸造工艺。金属型材铸造工艺可用于生产各种形状和尺寸的金属型材，满足不同行业的需求。生产线金属型材铸造生产线通常包括熔炼、浇注、冷却、脱模等多个环节。高效的生产线可以提高生产效率和产品质量。产品应用金属型材铸造产品广泛应用于建筑、汽车、机械、航空航天等领域，为现代工业发展提供重要支撑。压铸工艺定义压铸工艺是将熔融金属注入模具，利用模具型腔的形状和尺寸，在压力下冷却成型。特点压铸工艺可以生产形状复杂、尺寸精度高的铸件，生产效率高，节约材料，适合大批量生产。优势压铸工艺可以生产表面光洁度高的铸件，而且可以生产薄壁铸件，这使得压铸工艺在很多领域都有广泛的应用。应用压铸工艺广泛应用于汽车、摩托车、电子、航空航天等行业，例如发动机缸体、变速箱壳体、电子产品外壳等。挤压铸造11.高压成型金属熔液在高压下被压入模具型腔，从而形成铸件。22.材料性能适用于塑性较好的金属材料，如铝、镁、锌等。33.铸件特点铸件具有高强度、高精度和优良的表面质量。44.应用领域广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。重力铸造利用重力金属液在自身重力作用下，从浇口流入铸型简单易行无需外力，设备投资少，操作简单铸件质量铸件质量受重力影响，易产生气孔和缩孔铸型铸型结构简单，适合生产形状简单的铸件低压铸造基本原理低压铸造是一种将熔融金属在压力下注入模具的铸造方法。低压铸造利用压力的作用力将熔融金属注入模具型腔。特点低压铸造的优点包括铸件的机械性能良好，表面质量好，金属流动性高，易于控制，以及适用范围广等。应用低压铸造广泛用于生产汽车零部件、机械零件、管道配件等。低压铸造生产的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度。真空铸造概述真空铸造是一种利用真空环境进行铸造的技术，将熔融金属置于真空状态下，克服金属表面张力的影响，使其能充满型腔的全部细节，从而获得表面光洁度高、尺寸精度高的铸件。特点真空铸造具有高精度、高表面质量、高致密性等特点，适用于精密铸造、复杂形状铸造，可以制造出性能更优异的铸件。离心铸造离心铸造离心铸造是一种利用旋转力使金属熔液在模具中形成所需形状的铸造工艺。应用范围广泛应用于制造管道、轴类、轮毂等旋转对称形状的铸件。材料选择可使用各种金属材料进行离心铸造，例如铸铁、钢、铝合金等。产品优势离心铸造的铸件具有良好的尺寸精度、表面光洁度和机械性能。金属基复合材料铸造1材料优势金属基复合材料兼具金属的高强度和陶瓷的高耐热性，在航空航天、汽车等领域得到广泛应用。2铸造工艺金属基复合材料铸造通常采用熔融浸渗法，将熔融金属浸入预制陶瓷骨架中，形成复合材料。3关键技术控制金属熔点和陶瓷骨架孔隙率是关键，确保金属完全浸渗并与陶瓷骨架牢固结合。4应用前景金属基复合材料铸造技术未来将进一步发展，为制造更高性能、更轻便的零部件提供更多可能性。铸件热处理铸件热处理的目的铸件热处理的主要目的是改善铸件的机械性能，提高其强度、硬度、耐磨性、韧性等，使其满足使用要求。消除内应力细化晶粒改变组织结构常见的热处理工艺常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等，不同的工艺可以实现不同的效果。退火：降低硬度，改善加工性能正火：提高强度，改善塑性和韧性淬火：提高硬度，改善耐磨性回火：降低脆性，提高韧性铸件机械加工精密加工铸件表面粗糙度和尺寸精度有限，需要机械加工来提升表面质量和尺寸精度。形状调整铸件加工可以改变形状和尺寸，制造出符合设计要求的最终产品。功能增强加工可以添加螺纹、键槽等功能，满足特定应用需求。铸件检验与质量控制1外观检验检查铸件表面是否有裂纹、气孔、砂眼、冷隔等缺陷。2尺寸检验测量铸件的尺寸是否符合图纸要求，包括长度、宽度、厚度等。3性能检验通过物理、化学和机械性能试验，确保铸件满足使用要求。4无损检测采用超声波、射线等方法，检查铸件内部是否存在缺陷。绿色环保铸造技术节能减排采用低能耗熔炼技术，减少能源消耗和温室气体排放。降低铸造过程中的能耗，提高能源利用效率。清洁生产减少污染物排放，保护环境。采用环保型材料和工艺，减少有害物质排放。循环利用回收利用废旧金属和铸造残渣，实现资源的循环利用，减少资源消耗。低碳发展采用低碳铸造工艺，减少碳排放，实现可持续发展。减少资源消耗，提高生产效率。铸造行业发展趋势智能化自动化、数字化和智能化技术的应用，提高生产效率和产品质量。绿色环保采用节能减排、清洁生产和循环利用技术，减少环境污染。新材料开发和应用新型合金材料、金属基复合材料等，满足高性能需求。铸造自动化与智能化机器人技术在浇注、清砂、打磨等环节应用机器人，提高效率和精度。数字孪生建立虚拟铸造车间模型，进行仿真优化，降低成本。人工智能运用机器学习算法优化生产流程，提高铸造效率和质量。自动控制采用自动化控制系统，实时监控铸造过程，提升生产效率。铸造行业发展前景智能化转型铸造行业将更加重视自动化和智能化技术应用，提高生产效率和产品质量。绿色可持续发展环境保护和资源节约将成为铸造行业发展的重要方向，实现可持续发展。材料创新铸造行业将不断探索新材料的应用，提升铸件性能，满足更复杂的需求。市场拓展铸造行业将积极拓展新兴市场，例如新能源汽车、