铸造工艺学课件

铸造工艺学课件汇报人：10CATALOGUE目录01020304铸造工艺概述特种铸造工艺介绍铸造工艺流程与操作铸造工艺基础0506铸造工艺发展趋势与展望铸造工艺质量控制与检测铸造工艺概述01铸造工艺是利用具有一定性能的原砂作为主要造型材料的铸造方法。铸造工艺定义铸造工艺可以制造形状复杂、特别是具有内腔的毛坯或零件；铸造的适应性广，不受材料种类和尺寸大小的限制；铸造件成本低廉，具有批量生产的优势；但铸造件的精度和表面质量较差，且铸造过程能耗高、污染环境。铸造工艺特点铸造工艺定义与特点铸造工艺历史沿革铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造工艺发展铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。铸造工艺的历史与发展铸造工艺的应用领域机器制造业铸造是机器制造业的重要基础，如床身、箱体、机架等大型零件都采用铸造工艺。冶金工业铸造在冶金工业中有广泛应用，如冶炼设备、轧钢设备等都需要大量的铸件。交通运输业铁路、船舶、汽车等交通工具的制造都离不开铸造工艺，如发动机缸体、车轮、转向架等。农业机械与工具农业机械和工具中有很多零件采用铸造工艺，如犁铧、收割机刀片、齿轮等。铸造工艺基础02涂料的作用与分类涂料用于涂在铸型表面，以防止铸件与铸型粘连，并保护铸型免受高温金属液的冲刷。常见的涂料有石墨涂料、锆英石涂料等。铸造原材料铸造工艺中使用的主要原材料包括原砂、黏结剂、涂料、熔化剂、变质剂、精炼剂等。原砂的性质原砂是铸造工艺中最主要的原材料，其性质直接影响铸件的质量。原砂的粒度、形状、耐火度、含水量、透气性等都需严格控制。黏结剂的作用与分类黏结剂用于将原砂黏结成一定的形状和强度，以便形成铸型。常见的黏结剂有黏土、水玻璃、树脂等。铸造原材料及其性质液态金属成型原理液态金属在冷却过程中逐渐凝固，通过控制冷却速度和温度梯度，可以获得所需的铸件形状和性能。浇注系统与冒口设计浇注系统负责将液态金属引入铸型，而冒口则用于储存多余的金属液，以防止铸件产生缩孔和缩松缺陷。铸造工艺参数的选择铸造工艺参数包括浇注温度、浇注速度、冷却速度等，这些参数的选择对铸件的质量有重要影响。铸型的作用与分类铸型是铸造工艺中的关键部件，用于容纳液态金属并使其成型。铸型可分为砂型、金属型、陶瓷型等多种类型。铸造工艺的基本原理01020304铸造过程中的物理化学反应金属的熔化与浇注01金属在熔炼炉中加热至熔点后变为液态，然后通过浇注系统注入铸型。此过程中需控制金属液的温度和成分，以避免铸件出现缺陷。铸型材料的热解与烧结02铸型材料在高温下会发生热解和烧结反应，这些反应对铸件的表面质量和尺寸精度有重要影响。金属液的充型与凝固03金属液在铸型中充型并逐渐凝固，此过程中需控制冷却速度以获得所需的组织结构和性能。铸件中的气体与非金属夹杂物04铸件中可能存在气孔、夹杂等缺陷，这些缺陷会降低铸件的力学性能和耐腐蚀性。因此，需采取措施减少铸件中的气体和非金属夹杂物含量。铸造工艺流程与操作03模具设计与制造模具设计根据铸件的结构和要求，设计模具的结构、尺寸和工艺。模具材料选择选择适合铸造的模具材料，保证模具的强度和耐磨性。模具制造按照设计要求制造模具，并进行检测和调试，确保模具的精度和性能。模具预热在铸造前对模具进行预热，以减少模具在浇注时的热应力。砂型制造根据铸件的结构和要求，选择合适的原砂和粘结剂制造砂型。砂型烘干砂型制造完成后需要进行烘干，以去除其中的水分和挥发物。砂型强度检测在烘干后进行砂型强度检测，确保砂型在浇注过程中不会变形或破裂。砂型修整根据需要修整砂型，以保证铸件的精度和表面质量。砂型制造与烘干熔炼与浇注过程熔炼根据铸件的材质和要求，选择合适的熔炼设备和熔炼工艺，将原材料熔化成液态金属。浇注温度控制在熔炼过程中需要控制金属的浇注温度，以保证铸件的质量和性能。浇注速度和时间根据铸件的结构和要求，控制浇注速度和时间，避免出现浇不足、冷隔等缺陷。浇注工艺采用合适的浇注工艺，如底注式、顶注式等，确保金属液充满砂型并排除气体。根据铸件的材质和结构，选择合适的冷却方式，如自然冷却、强制冷却等。控制铸件的冷却速度，以避免铸件产生内应力和变形。铸件冷却后需要进行清理，去除铸件表面的砂粒、氧化皮等杂物。对清理后的铸件进行检验，检查铸件的尺寸、形状、表面质量等是否符合要求。铸件的冷却与清理冷却方式冷却速度控制铸件清理铸件检验特种铸造工艺介绍04定义与特点压铸合金与压铸机压射压力与充填速度压铸件质量控制压力铸造是指将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的铸造方法，具有生产效率高、铸件精度高、表面粗糙度低等优点。压铸合金主要有铝合金、锌合金、铜合金等，压铸机分为热压室压铸机和冷压室压铸机两类。常用压射压力为30～70MPa，充填速度约为0.5～50m/s，充填时间为0.01～0.2秒，可根据铸件材质和壁厚调整。压铸件质量受合金成分、压铸温度、压铸压力、压铸速度等因素影响，需进行严格控制。压力铸造原理与特点离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液做离心运动充满铸型和形成铸件的技术和方法，具有铸造空心回转体铸件无需型芯、金属利用率高等优点。离心铸造合金与铸件结构离心铸造适用于铸造铜合金、铸铁等材质，铸件结构多为圆筒形、管形等回转体。离心铸造工艺参数包括浇注温度、铸型转速、浇注量等，对铸件质量有重要影响。铸型转速与铸件质量铸型转速是影响铸件质量的重要因素，过高或过低都会导致铸件缺陷，需根据铸件材质、尺寸等参数进行确定。离心铸造蜡模与型壳蜡模是熔模铸造的关键，需精确复制所需铸件的形状和尺寸；型壳是由耐火材料制成的，用于支撑金属液并保持铸型形状。熔模铸造工艺参数包括蜡模收缩率、型壳厚度、浇注温度等，对铸件质量有重要影响。熔模铸造合金与铸件质量熔模铸造适用于铸造高熔点合金、精密铸件等，铸件尺寸精度高、表面粗糙度低。工艺流程熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。熔模铸造石膏型铸造将熔融的金属液浇入石膏模中，待其冷却凝固后获得铸件的方法，具有铸件精度高、表面粗糙度低等优点。将熔融的金属连续地浇入一个移动的铸型中，铸件随着铸型的移动而逐渐凝固，适用于生产大断面、长尺寸的铸件。用陶瓷材料制成铸型，金属液在陶瓷型腔中冷却凝固形成铸件，适用于铸造高温合金、不锈钢等材质。在铸型上方施加一定的压力，使金属液在较低的压力下充填铸型并凝固，适用于铸造铝合金、镁合金等易氧化合金。其他特种铸造方法陶瓷型铸造连续铸造低压铸造铸造工艺质量控制与检测05铸造缺陷及其成因分析缩孔与缩松铸件凝固时，由于液态金属的收缩，铸件内部或表面出现孔洞，称为缩孔或缩松。气孔与夹杂物铸件内部或表面存在气体或夹杂物，导致铸件性能下降。裂纹铸件在凝固或冷却过程中，由于收缩或应力作用而产生的裂纹。变形与尺寸不稳定铸件在凝固或冷却过程中，由于应力或外部因素导致形状或尺寸发生变化。化学成分分析检测铸件的化学成分，确保材料符合标准要求。力学性能试验通过拉伸、冲击等力学试验，检测铸件的力学性能。金相检验通过显微镜观察铸件的组织和缺陷，评估铸件的质量。无损检测如超声波检测、射线检测等，可在不破坏铸件的情况下检测其内部缺陷。铸造质量检测方法与标准通过优化铸造工艺参数和操作方法，减少铸造缺陷。铸造工艺优化按照标准对铸件进行严格的检验和测试，确保铸件质量。严格检验与测试01020304选用优质原砂、合金等原材料，确保铸件质量。原材料控制不断总结经验，改进铸造工艺，提高铸件质量。持续改进与技术创新质量控制措施与改进方案铸造工艺发展趋势与展望06开发新型高性能合金材料，提高铸件强度、耐热性、耐腐蚀性等性能。高性能合金材料将不同材料组合在一起，形成具有优异性能的复合材料，如铸钢-铸铁复合材料。复合材料通过调整材料成分和工艺，使铸件具有特定功能，如耐磨、自润滑、导电等。功能性材料新材料在铸造中的应用前景010203利用计算机模拟铸造过程，预测铸件质量，优化工艺参数。铸造过程数值模拟应用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术，提高铸造工艺设计效率。铸造CAD/CAM技术采用自动化