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1、铸造成形第1页，共53页，编辑于2022年，星期三 2.1 2.1 概概述述 2.2 2.2 铸造工艺基础铸造工艺基础 2.3 2.3 砂型铸造砂型铸造 2.4 2.4 砂型铸造的结构工艺性砂型铸造的结构工艺性 2.5 2.5 特种铸造特种铸造第2页，共53页，编辑于2022年，星期三概述概述 1.铸造铸造将金属材料加热到液态，浇注将金属材料加热到液态，浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔内，到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔内，待其冷却凝固后，得到所需零件或毛坯的方法。待其冷却凝固后，得到所需零件或毛坯的方法。铸造工艺是最常用的毛坯生产手段之一，铸造工艺是最常用的毛坯生产手段之一，
2、广泛应用于机械制造业中，在一些机器中可占广泛应用于机械制造业中，在一些机器中可占总重量的总重量的80%以上。铸造出的产品大多是毛坯，以上。铸造出的产品大多是毛坯，必须经切削加工后制成零件，但在现代铸造生必须经切削加工后制成零件，但在现代铸造生产中，也有一些特种铸造、精密铸造的方法直产中，也有一些特种铸造、精密铸造的方法直接生产出零件。接生产出零件。第3页，共53页，编辑于2022年，星期三 2.铸造的特点：铸造的特点：1）可制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯，如）可制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯，如箱体箱体、气缸体等；、气缸体等；2）适应性强：在所用材料方面，零件尺寸方面及生产批）
3、适应性强：在所用材料方面，零件尺寸方面及生产批量方面；量方面；3）价廉：设备简单，原材料便宜，节省金属、毛坯与）价廉：设备简单，原材料便宜，节省金属、毛坯与零件相近，减少切削加工量。零件相近，减少切削加工量。缺点：缺点：铸件力学性能差、组织粗大，铸件质量难于控制，工人劳铸件力学性能差、组织粗大，铸件质量难于控制，工人劳动强度大。动强度大。第4页，共53页，编辑于2022年，星期三3.3.铸造合金铸造合金 用于铸造的金属统称为用于铸造的金属统称为铸造合金铸造合金。白口铸铁白口铸铁 铸铁铸铁 灰铸铁灰铸铁 HT200（抗拉强度）（抗拉强度）铁碳合金铁碳合金 灰口铸铁灰口铸铁 球铁球铁 QT450-
4、10（抗拉强度，伸长率）（抗拉强度，伸长率）铸铸造造 铸造碳钢铸造碳钢 ZG230-450（屈服强度，抗拉强度）（屈服强度，抗拉强度）合合 铸钢铸钢金金 铸造合金钢铸造合金钢 ZGMn13 铸造铜合金铸造铜合金 ZCuZn38 ZCuSn10Pb1 铸造有色合金铸造有色合金 铸造铝合金铸造铝合金 ZAlSi12 ZAlMg10第5页，共53页，编辑于2022年，星期三sf球球墨墨铸铸铁铁灰灰铸铸铁铁可可锻锻铸铸铁铁蠕蠕墨墨铸铸铁铁第6页，共53页，编辑于2022年，星期三2.1 2.1 铸造成形工艺基础铸造成形工艺基础（Fundamentals of Casting Processes）第7页
5、，共53页，编辑于2022年，星期三2.1.1 2.1.1 充型能力充型能力 充型充型液态合金填充铸型的过程。液态合金填充铸型的过程。充型能力充型能力液态合金充满铸型型腔，获液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。充型能力不足，将产生充型能力不足，将产生浇不足浇不足、冷隔冷隔等缺等缺陷。陷。充型能力取决于于合金的充型能力取决于于合金的流动性、铸件结流动性、铸件结构、铸型和浇铸条件。构、铸型和浇铸条件。第8页，共53页，编辑于2022年，星期三 1.合金的流动性合金的流动性 及影响因素及影响因素 流动性流动性液态合金本身的流动能力。合液态合金本身的
6、流动能力。合金的金的流动性好流动性好，则充型能力强，易获得形状复，则充型能力强，易获得形状复杂，轮廓清晰的铸件，缺陷少，补缩好。杂，轮廓清晰的铸件，缺陷少，补缩好。流动性差流动性差，易于产生，易于产生浇不足、冷隔浇不足、冷隔等缺陷。等缺陷。流动性是选择合金重要依据，流动性测定流动性是选择合金重要依据，流动性测定用螺旋试样的长度确定，如图示用螺旋试样的长度确定，如图示（p43）。）。常见合金：常见合金：黄铜、铸铁的流动性最好，铸黄铜、铸铁的流动性最好，铸钢较差。钢较差。第9页，共53页，编辑于2022年，星期三2.影响合金流动性的因素影响合金流动性的因素 1）化学成分化学成分 2）浇注条件浇注条
7、件：（1）浇注温度）浇注温度;（2）充型压力）充型压力;（3）浇注系统。）浇注系统。3）铸型条件铸型条件 4）铸件结构铸件结构第10页，共53页，编辑于2022年，星期三 1）化学成分：化学成分：纯金属、纯金属、共晶成分合金共晶成分合金的的流动性最好流动性最好。如。如图所示。因为他们的图所示。因为他们的结晶在恒温下进行结晶在恒温下进行，液态，液态合金从表层向中心逐层凝固，固液界面光滑，合金从表层向中心逐层凝固，固液界面光滑，对尚未凝固的液态合金的流动阻力较小。对尚未凝固的液态合金的流动阻力较小。其它成分合金的其它成分合金的结结 晶在一定温度范围内进晶在一定温度范围内进 行行，结晶区为液态金属，
8、结晶区为液态金属 与初生树枝状晶体并存与初生树枝状晶体并存 的两相区，合金的流动的两相区，合金的流动 阻力大，流动性差。阻力大，流动性差。第11页，共53页，编辑于2022年，星期三 2）浇注条件）浇注条件 （1）浇注温度：浇注温度：T高高，粘度小，冷却慢，粘度小，冷却慢，提高流动性；提高流动性；T太高太高，收缩大，吸气严重，氧，收缩大，吸气严重，氧化严重，粘砂厉害，铸件易产生化严重，粘砂厉害，铸件易产生缩孔、缩松、气缩孔、缩松、气孔孔等缺陷等缺陷。因此，一般原则是：因此，一般原则是：在保证充型能力足够的在保证充型能力足够的前提下，浇铸温度不宜过高。前提下，浇铸温度不宜过高。（2）充型压力：充
9、型压力：直浇口高，压力大，流动性直浇口高，压力大，流动性提高，充型能力越好；提高，充型能力越好；（3）浇注系统：结构复杂，则流动阻力大。浇注系统：结构复杂，则流动阻力大。第12页，共53页，编辑于2022年，星期三 3）铸型条件铸型条件 （1）铸型的材料）铸型的材料导热系数或比热容愈导热系数或比热容愈大，流动性差。大，流动性差。因此，因此，金属型流动性金属型流动性 8mm。3、铸钢的热处理铸钢的热处理 铸钢件内部存在诸多缺陷，必须进行铸钢件内部存在诸多缺陷，必须进行正火正火或或退火退火处理。一般处理。一般不宜淬火不宜淬火，否则会开裂。，否则会开裂。第45页，共53页，编辑于2022年，星期三
10、2.5 铸件的结构工艺性铸件的结构工艺性 2.5.1 铸型对铸件结构的要求铸型对铸件结构的要求 1、对铸件外形的要求对铸件外形的要求 铸件的外形力求简单、造型方便：铸件的外形力求简单、造型方便：（1）避免外表侧凹避免外表侧凹：否则不好起模。：否则不好起模。图图2-39 （2）分型面应是平面分型面应是平面；图图2-40 （3）凸台、加强筋要合理，避免用活块凸台、加强筋要合理，避免用活块。图图2-41第46页，共53页，编辑于2022年，星期三 2、对铸件内腔的要求对铸件内腔的要求 铸件内腔力求简单、减少型芯：铸件内腔力求简单、减少型芯：（1）不用或少用型芯；）不用或少用型芯；图图2-42，图，图
11、2-43 （2）便于型芯的固定；）便于型芯的固定；图图2-44 3、铸件的结构斜度铸件的结构斜度 垂直于分型面的非加工表面，应具有结构垂直于分型面的非加工表面，应具有结构斜度。斜度。图图2-45第47页，共53页，编辑于2022年，星期三 2.5.2 合金的铸造性能对铸件结构的要求合金的铸造性能对铸件结构的要求 1、铸件壁厚设计铸件壁厚设计 1）不宜太厚，也不宜太薄；）不宜太厚，也不宜太薄；2）壁厚应均匀。）壁厚应均匀。图图2-46，图，图2-47 第48页，共53页，编辑于2022年，星期三 2、铸件壁的连接铸件壁的连接 壁与壁的连接应避免金属积聚和内应力的壁与壁的连接应避免金属积聚和内应力
12、的产生。产生。1）铸件的结构圆角）铸件的结构圆角；图图2-48 2）铸件应避免锐角或交叉连接；）铸件应避免锐角或交叉连接；图图2-49 3）铸件壁与壁的连接要逐步过渡；）铸件壁与壁的连接要逐步过渡；4）铸件应避免收缩受阻；）铸件应避免收缩受阻；图图2-50 5）铸件应避免有太大的水平面。）铸件应避免有太大的水平面。图图2-51第49页，共53页，编辑于2022年，星期三作业：作业：1.什么是液态合金的充型能力什么是液态合金的充型能力?它与合金的它与合金的流动性有何关系流动性有何关系?为什么铸钢的充型能力比为什么铸钢的充型能力比铸铁差铸铁差?2.既然提高浇注温度可提高液态合金的充型既然提高浇注温
13、度可提高液态合金的充型能力能力,但为什么又要防止浇注温度过高但为什么又要防止浇注温度过高?3.p763 标出分型面、如果需要型芯、活标出分型面、如果需要型芯、活块，在图上标出。块，在图上标出。4.p7610，并回答为什么？，并回答为什么？第50页，共53页，编辑于2022年，星期三砂箱砂箱flask芯盒芯盒core box砂型砂型sand mold型腔型腔mold cavity分型面分型面mold joint,parting face两箱造型两箱造型tow-part molding地坑造型地坑造型pit molding刮板造型刮板造型molding机器造型机器造型machine molding
14、自动化造型自动化造型automatic molding微镇压实造型微镇压实造型 casting第51页，共53页，编辑于2022年，星期三铸钢铸钢cast steel铸铁铸铁casting pig，cast iron合金铸铁合金铸铁alloy cast iron石墨石墨 black lead,graphite石墨化石墨化graphitizing，graphitization片状石墨片状石墨flake graphite球状石墨球状石墨spheroidal graphite团絮状石墨团絮状石墨 temper carbon灰口铸铁灰口铸铁grey(pig)cast iron白口铸铁白口铸铁galva
15、nized iron,white cast iron球墨铸铁球墨铸铁nodular cast iron,spheroidal graphite cast蠕墨铸铁蠕墨铸铁vermicular cast iron可锻铸铁可锻铸铁ductile cast iron,malleable cast iron黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁black-heart malleable cast iron添加剂添加剂addition material第52页，共53页，编辑于2022年，星期三熔模铸造熔模铸造investment cating,lost wax casting消失模铸造消失模铸造lost pattern casting腊模腊模wax pattern金属型铸造金属型铸造permanent mold casting 金属型金属型metal mold压力铸造压力铸造die casting离心铸造离心铸造centrifugal pressure casting 精密铸造精密铸造precision casting第53页，共53页，编辑于2022年，星期三