铸造工艺基础充型收缩精选课件.ppt

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1、关于铸造工艺基础充型收缩第一页，本课件共有60页机器生产过程：机器生产过程：原材料原材料毛坯毛坯零件零件机器机器机器制造方法：机器制造方法：原材料选取择与改性原材料选取择与改性（热处理）；（热处理）；毛坯成形毛坯成形（铸、锻、焊等）；（铸、锻、焊等）；零件成形零件成形（切削加工等）与装配。（切削加工等）与装配。第二页，本课件共有60页主要教学内容主要教学内容n各种毛坯制造方法的生产原理、特点和应用各种毛坯制造方法的生产原理、特点和应用液态成形：液态成形：铸造铸造固态塑性成形：固态塑性成形：塑性加工塑性加工冶金连接成形：冶金连接成形：焊接焊接各种毛坯的结构工艺性各种毛坯的结构工艺性各种毛坯工艺的

2、制订各种毛坯工艺的制订新技术、新工艺新技术、新工艺第三页，本课件共有60页第一章第一章 材料成形理论基础材料成形理论基础 第一节第一节 液态成形基础液态成形基础第二节第二节 塑性成形基础塑性成形基础第三节第三节 冶金连接成型基础冶金连接成型基础 第四页，本课件共有60页第一节第一节 液态成形基础液态成形基础 一、金属的凝固一、金属的凝固 1、液态金属的结构和性质、液态金属的结构和性质液态金属结构：液态金属结构：由许多近程有序排列的由许多近程有序排列的“游动的原子集团游动的原子集团”所组成。所组成。液态金属具有黏度和表面张力等特性。液态金属具有黏度和表面张力等特性。1200 1700 1400

3、第五页，本课件共有60页2、铸件的凝固组织、铸件的凝固组织 凝固过程：形核凝固过程：形核+晶体长大晶体长大 凝固组织：凝固组织：宏观状态宏观状态指铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情指铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况。况。微观组织微观组织的概念包括晶粒内部亚结构的形状、大小和相对分布，以及各的概念包括晶粒内部亚结构的形状、大小和相对分布，以及各种缺陷等。种缺陷等。晶粒越细小均匀，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。晶粒越细小均匀，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。影响铸件凝固组织的因素：影响铸件凝固组织的因素：原始炉料；原始炉料；冷却速度；冷却速度；孕育处理。孕育处理。第六

4、页，本课件共有60页第七页，本课件共有60页n 3、铸件的凝固方式和控制铸件凝固的工艺原则、铸件的凝固方式和控制铸件凝固的工艺原则（1）铸件的凝固方式）铸件的凝固方式第八页，本课件共有60页q逐层凝固方式：逐层凝固方式：纯金属或共晶合金纯金属或共晶合金。如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。层凝固的合金。q糊状凝固方式：糊状凝固方式：合金的结晶温度范围宽合金的结晶温度范围宽。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。

5、q中间凝固方式中间凝固方式：介于上述二者之间介于上述二者之间。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。第九页，本课件共有60页 （2）控制铸件凝固的工艺原则控制铸件凝固的工艺原则 顺序凝固原则顺序凝固原则 采用各种措施保证铸件采用各种措施保证铸件结构上各部分，按照原结构上各部分，按照原理冒口的部分最先凝固，理冒口的部分最先凝固，然后是靠近毛口部分，然后是靠近毛口部分，最后才是冒口本身凝固最后才是冒口本身凝固的次序进行。的次序进行。第十页，本课件共有60页第十一页，本课件共有60页 同时凝固原则：同时凝固原则：采取工艺措施保证铸件采取工艺措施保证铸

6、件结构上各部分之间没有结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。各部分同时凝固。第十二页，本课件共有60页第十三页，本课件共有60页二、金属和合金的铸造性能二、金属和合金的铸造性能 合金铸造性能合金铸造性能 合金在铸造成形的整个工艺过程中，容易获得合金在铸造成形的整个工艺过程中，容易获得外形准外形准确、内部健全铸件确、内部健全铸件的能力。的能力。通常用下面两个物理性质来衡量：通常用下面两个物理性质来衡量：充型能力充型能力 收缩性收缩性第十四页，本课件共有60页 1)充型能力的概念充型能力的概念 液态合金充满铸型型腔，获得液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、形状

7、完整、轮廓清晰的铸件轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金充填铸型的能力，称为液态合金充填铸型的能力，简称的能力，简称液态合金的充型能力液态合金的充型能力。液态金属的充型能力主要取决于液态金属的充型能力主要取决于金属自身的流金属自身的流动能力动能力，还受，还受外部条件外部条件，如铸型性质、浇注条，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，件、铸件结构等因素的影响，是考虑铸型及工是考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属的流动性艺因素影响的熔融金属的流动性。1、合金的充型能力合金的充型能力第十五页，本课件共有60页液态金属的流动性液态金属的流动性流流动动性性定定义义：液液态态合合金金充充满满型型腔腔，形形

8、成成轮轮廓廓清清晰晰，形形状状和尺寸和尺寸符合要求的优质铸件符合要求的优质铸件的能力。的能力。流动性不好：流动性不好：不能充满型腔，不能充满型腔，铸件易产生浇不到、冷隔、铸件易产生浇不到、冷隔、气孔、夹杂等缺陷。气孔、夹杂等缺陷。流动性好：流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。物上浮和对铸件进行补缩。冷隔冷隔浇不足浇不足气孔气孔 第十六页，本课件共有60页 液态合金的流动性通常以液态合金的流动性通常以“螺旋形试样螺旋形试样”长度来衡量。长度来衡量。长度来衡量。长度来衡量。第十七页，本课件共有60页2)影响充型能力的因素影响充型

9、能力的因素（1 1）合金性质）合金性质 化学成分对合金的流动性影响最为显著：化学成分对合金的流动性影响最为显著：合金的熔点越低，结晶温度合金的熔点越低，结晶温度区间越小，流动性越好区间越小，流动性越好。黏度、结晶潜热：黏度、结晶潜热：粘度愈大、结晶潜热愈小，其流动性愈差。粘度愈大、结晶潜热愈小，其流动性愈差。第十八页，本课件共有60页Fe-C合金的流动性与状态图的关系合金的流动性与状态图的关系(a)相同过热温度的流动性相同过热温度的流动性 (b)相同浇注温度的流动性相同浇注温度的流动性第十九页，本课件共有60页n纯金属或共晶合金，逐层凝纯金属或共晶合金，逐层凝固方式，流动性好。固方式，流动性好

10、。n合金的结晶温度范围很宽，合金的结晶温度范围很宽，如如亚共晶合金，糊状凝固方式，亚共晶合金，糊状凝固方式，流动性差。流动性差。n铸钢铸钢(0.6%)，熔点高，过，熔点高，过热度比铸铁小，液流时间热度比铸铁小，液流时间短，散热快，流动能力相短，散热快，流动能力相对差。对差。n合金液如高铬耐热钢液含较合金液如高铬耐热钢液含较多多Cr2O3，使粘度显著增大，使粘度显著增大，流动性很差流动性很差。第二十页，本课件共有60页合金铸型浇注温度/螺旋线长度/mm铸铁铸铁：w(C+Si)=6.2%w(C+Si)=5.9%w(C+Si)=5.2%w(C+Si)=4.2%砂型130013001300130018

11、0013001000600铸钢铸钢：w(C)=0.4%砂型16001640100200铝铝硅合金硅合金金属型(300)690720100800镁镁合金（合金（Mg-Al-Zn）砂型700400600锡锡青青铜铜：w(Sn)=9%11%w(Zn)=2%4%硅黄硅黄铜铜：w(Si)=1.5%4.5%砂型104011004201000常用合金的流动性常用合金的流动性（试样截面（试样截面88）灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。第二十一页，本课件共有60页（2 2）铸型条件：）铸型条件：铸型材料的导热系数：金属型铸型材料的导热系数：金属型 砂型砂型

12、 铸型中气体铸型中气体（3 3）浇注条件）浇注条件:浇注温度、充型压力、浇注速度、浇注系统浇注温度、充型压力、浇注速度、浇注系统n浇浇注注温温度度指指的的是是浇浇注注时时熔熔融融合合金金的的温温度度，一一般般要要求求比比它它的的液液相相线线温温度度高高，即即存存在在过过热热度度，推推迟迟它它的的凝凝固固时时间间，以以保保持持良良好好的的流流动动性性。但但是是也也不不能能太太高高，否否则则造造成成氧氧化化，吸吸气气，过过收收缩缩，粘粘砂砂，胀胀砂砂等等不不良良后后果果。所所以以，每每种种合合金金有有自自己己的的合合理理浇浇注注温温度范围。度范围。n浇注温度：铸钢浇注温度：铸钢1520-16201

13、520-1620；铸铁；铸铁1230-14501230-1450；铝合金；铝合金680-780680-780。第二十二页，本课件共有60页 （4 4）铸件结构）铸件结构 铸件壁厚过小、壁厚急剧变化、结构复杂、大水平面等均使合铸件壁厚过小、壁厚急剧变化、结构复杂、大水平面等均使合金液流动困难。金液流动困难。通过两个途径发生作用：通过两个途径发生作用：n影影响响金金属属与与铸铸型型之之间间的的热热交交换换条条件件，改改变变金金属属液的流动时间；液的流动时间；n影影响响金金属属液液在在铸铸型型中中的的水水动动力力学学条条件件，改改变变金金属属液的流动速度。液的流动速度。第二十三页，本课件共有60页

14、2、合金的收缩合金的收缩 收缩：收缩：合金从液态冷却到常温的过程中，体积和尺寸合金从液态冷却到常温的过程中，体积和尺寸 缩小的现象。缩小的现象。合金收缩经历如下三个阶段：合金收缩经历如下三个阶段：n液态收缩液态收缩：从浇注温度到液相线温度间的收缩；从浇注温度到液相线温度间的收缩；n凝固收缩凝固收缩：从液相线温度到固相线温度间的收缩；从液相线温度到固相线温度间的收缩；n固态收缩固态收缩：从固相线温度到室温间的收缩。从固相线温度到室温间的收缩。前两个阶段的收缩使合金体积减少，表现为前两个阶段的收缩使合金体积减少，表现为铸型内液面的降低，用铸型内液面的降低，用体收缩率表示，体收缩率表示，是铸件产生是

15、铸件产生缩孔或缩松缩孔或缩松的根本原因。的根本原因。后一阶段后一阶段表现为表现为铸件的外形尺寸减小，用线收缩率表示，铸件的外形尺寸减小，用线收缩率表示，是铸件产生是铸件产生应力、应力、变形、裂纹变形、裂纹的根本原因。的根本原因。第二十四页，本课件共有60页体收缩率体收缩率：线收缩率线收缩率：合金种合金种类类体收体收缩缩率率/%线线收收缩缩率率/%碳素铸钢碳素铸钢1014.52白口铸铁白口铸铁12142灰铸铁灰铸铁581 表表1.4 铁碳合金的收缩率铁碳合金的收缩率V0，V1金属在金属在 t0 和和 t1 时的体积，时的体积，m3；l0，l1金属在金属在 t0 和和 t1 时的长度，时的长度，m

16、；金属在金属在t0 和和 t1 温度范围内的体收缩系数和线收缩系数，温度范围内的体收缩系数和线收缩系数，1/oC第二十五页，本课件共有60页阶阶 段段 特点特点 液态收缩液态收缩 浇注温度浇注温度液相线液相线体积收缩，浇注温度升高，液态收缩增加。体积收缩，浇注温度升高，液态收缩增加。凝固收缩凝固收缩 液相线液相线结晶完了结晶完了体积收缩，结晶温度区间升高，凝固收缩增加。体积收缩，结晶温度区间升高，凝固收缩增加。固态收缩固态收缩 结晶完了结晶完了室温室温除体积收缩外，还有尺寸上的缩减，常用线收缩率表示。除体积收缩外，还有尺寸上的缩减，常用线收缩率表示。第二十六页，本课件共有60页影响收缩的因素影

17、响收缩的因素化学成分化学成分：不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。浇注条件：浇注条件：合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。铸件结构与铸型条件：铸件结构与铸型条件：铸件冷却收缩时，因其形状、尺铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件铸件的受阻

18、收缩率总是小于其自由收缩率的受阻收缩率总是小于其自由收缩率。这种阻力越大，铸件。这种阻力越大，铸件的受阻收缩率就越小。的受阻收缩率就越小。第二十七页，本课件共有60页第二十八页，本课件共有60页三、铸造性能对铸件质量的影响三、铸造性能对铸件质量的影响铸造性能铸造性能 合金在铸造成型的整个工艺过程中，容易获得外形准确、内合金在铸造成型的整个工艺过程中，容易获得外形准确、内部健全铸件的性能。部健全铸件的性能。通常用通常用充型能力、收缩性充型能力、收缩性来衡量。来衡量。充型能力不好：充型能力不好：铸件易产生铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺等缺陷。

19、陷。合金的收缩：合金的收缩：是铸件中许多缺陷（是铸件中许多缺陷（缩孔、缩松、应力、变形和裂纹缩孔、缩松、应力、变形和裂纹等）产等）产生的基本原因。生的基本原因。第二十九页，本课件共有60页1、缩孔和缩松缩孔和缩松 铸件凝固结束后在某些部位出现孔洞，大而集中的空铸件凝固结束后在某些部位出现孔洞，大而集中的空洞称为洞称为缩孔缩孔，细小而分散的孔洞称为，细小而分散的孔洞称为缩松缩松。第三十页，本课件共有60页第三十一页，本课件共有60页缩缩 孔孔 特特 点点n常出现于常出现于纯金属、共晶成分合金纯金属、共晶成分合金和和结晶温度范围较窄结晶温度范围较窄的的以层状凝固方式凝固以层状凝固方式凝固的铸造合金

20、中；的铸造合金中；n多集中在铸件的多集中在铸件的上部和最后凝固的部位上部和最后凝固的部位；铸件；铸件厚壁处厚壁处、两壁相交处两壁相交处及内及内浇口附近浇口附近等凝固较晚或等凝固较晚或凝固缓慢凝固缓慢的部的部位（称为热节），也常出现缩孔；位（称为热节），也常出现缩孔；n缩孔缩孔尺寸较大，形状不规则，表面不光滑尺寸较大，形状不规则，表面不光滑。第三十二页，本课件共有60页n缩缩孔孔、缩缩松松产产生生的的基基本本原原因因：合合金金的的液液态态收收缩缩和和凝凝固固收收缩缩值值远远大于固态收缩值。大于固态收缩值。n缩缩孔孔形形成成条条件件：金金属属在在恒恒温温或或很很小小的的温温度度范范围围内内结结晶晶

21、，铸铸件件以以逐层凝固方式逐层凝固方式进行。进行。n缩缩松松形形成成条条件件：主主要要出出现现在在结结晶晶温温度度范范围围宽宽、呈呈糊糊状状凝凝固固方方式式的合金中，或铸件厚壁中。的合金中，或铸件厚壁中。第三十三页，本课件共有60页第三十四页，本课件共有60页缩缩 松松 的的 特特 点点n形成缩松的形成缩松的原因与缩孔相同原因与缩孔相同；n缩松缩松多出现在结晶温度范围宽、呈糊状凝固方式的合金多出现在结晶温度范围宽、呈糊状凝固方式的合金中中n缩松缩松常出现在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位常出现在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位。第三十五页，本课件共有60页 缩孔和缩松的防止缩孔和缩松的防止危害：危害：

22、显著降低铸件的机械性能，造成铸件渗漏等。显著降低铸件的机械性能，造成铸件渗漏等。缩缩孔孔缩缩松松第三十六页，本课件共有60页防止措施：防止措施：防止措施：防止措施：基本原则：基本原则：基本原则：基本原则：针对合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺，使铸针对合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺，使铸针对合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺，使铸针对合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺，使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能使缩松转化为缩孔，件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能使缩松转化为缩孔，件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能使缩松转化为缩孔，件在凝固过程中建立良好的补缩条

23、件，尽可能使缩松转化为缩孔，并通过控制铸件的凝固过程使之符合顺序凝固的原则，并在铸件最并通过控制铸件的凝固过程使之符合顺序凝固的原则，并在铸件最并通过控制铸件的凝固过程使之符合顺序凝固的原则，并在铸件最并通过控制铸件的凝固过程使之符合顺序凝固的原则，并在铸件最后凝固的对方安置一定尺寸的冒口，使缩孔移至冒口中，就可以获后凝固的对方安置一定尺寸的冒口，使缩孔移至冒口中，就可以获后凝固的对方安置一定尺寸的冒口，使缩孔移至冒口中，就可以获后凝固的对方安置一定尺寸的冒口，使缩孔移至冒口中，就可以获得合格的铸件。得合格的铸件。得合格的铸件。得合格的铸件。主要工艺措施：主要工艺措施：合理确定内浇口位置及浇注

24、工艺；合理确定内浇口位置及浇注工艺；合理确定内浇口位置及浇注工艺；合理确定内浇口位置及浇注工艺；合理应用冒口、冷铁等工艺措施。合理应用冒口、冷铁等工艺措施。合理应用冒口、冷铁等工艺措施。合理应用冒口、冷铁等工艺措施。第三十七页，本课件共有60页l 安放冒口和冷铁实现顺序凝安放冒口和冷铁实现顺序凝固，主要用于必须补缩的场合，固，主要用于必须补缩的场合，如铝青铜、铸钢件等如铝青铜、铸钢件等。l对于糊状凝固倾向的合金，由于对于糊状凝固倾向的合金，由于发达的树枝晶堵塞了冒口的补缩发达的树枝晶堵塞了冒口的补缩通道，难以避免显微缩松。通道，难以避免显微缩松。l生产铸件宜选用具有层状凝固倾生产铸件宜选用具有

25、层状凝固倾向的合金，如近共晶成分或结晶向的合金，如近共晶成分或结晶温度范围较窄的合金。温度范围较窄的合金。l冒口只能在其有效补缩范围进冒口只能在其有效补缩范围进行补缩。行补缩。第三十八页，本课件共有60页第三十九页，本课件共有60页第四十页，本课件共有60页 在铸件凝固末期高温下形成的，此时合金处于热脆区。在铸件凝固末期高温下形成的，此时合金处于热脆区。2、铸件的热裂、铸件的热裂热裂纹形成示意图热裂纹形成示意图第四十一页，本课件共有60页n形状特征：形状特征：缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。n热裂经常出现在铸件最后凝固的部位或铸件表面易产生应力热裂经常出现在铸件

26、最后凝固的部位或铸件表面易产生应力集中的地方。集中的地方。n形成热裂的主要原因：形成热裂的主要原因：q铸件的凝固方式铸件的凝固方式宽凝固温度范围呈糊状凝固方式的合金最易产生热裂。宽凝固温度范围呈糊状凝固方式的合金最易产生热裂。共晶合金最不容易产生热裂。共晶合金最不容易产生热裂。含硫量愈高，热裂倾向愈大。含硫量愈高，热裂倾向愈大。q凝固时期受到阻碍的大小凝固时期受到阻碍的大小铸型的退让性愈好，机械应力愈小，热裂倾向愈小铸型的退让性愈好，机械应力愈小，热裂倾向愈小退让性：指型（芯）砂随铸件冷却收缩是否易被压缩的性能退让性：指型（芯）砂随铸件冷却收缩是否易被压缩的性能第四十二页，本课件共有60页 防

27、止热裂方法：防止热裂方法：铸件结构合理，壁厚均匀，避免热节；铸件结构合理，壁厚均匀，避免热节；改善铸型和型芯的退让性，减小浇、冒口机械阻碍；改善铸型和型芯的退让性，减小浇、冒口机械阻碍；采用同时凝固原则；采用同时凝固原则；提高合金质量，减少合金中有害杂质含量。如限制铸钢和提高合金质量，减少合金中有害杂质含量。如限制铸钢和铸铁中的铸铁中的S S和和P P含量。含量。生产时选用结晶温度区间小的合金。生产时选用结晶温度区间小的合金。第四十三页，本课件共有60页3、铸造应力铸造应力 1）铸造应力形成的原因）铸造应力形成的原因铸造应力：铸造应力：铸件在凝固、冷却过程中由于各部分体铸件在凝固、冷却过程中由

28、于各部分体 积变化不一致、彼此制约而引起的应力积变化不一致、彼此制约而引起的应力。q 铸造应力是铸件产生变形和开裂的基本原因。铸造应力是铸件产生变形和开裂的基本原因。n按其形成原因分为：按其形成原因分为：热应力热应力和和机械应力机械应力。铸造应力铸造应力热应力热应力机械应力机械应力 铸件收缩受到机械阻碍铸件收缩受到机械阻碍铸件收缩受到机械阻碍铸件收缩受到机械阻碍 机械应力一般为拉应力机械应力一般为拉应力机械应力一般为拉应力机械应力一般为拉应力铸件各部分因冷却速度不同，铸件各部分因冷却速度不同，铸件各部分因冷却速度不同，铸件各部分因冷却速度不同，各部位收缩不一致产生各部位收缩不一致产生各部位收缩

29、不一致产生各部位收缩不一致产生第四十四页，本课件共有60页（1）热应力）热应力 铸件凝固后，在继续冷却凝固的过程中，由于铸件凝固后，在继续冷却凝固的过程中，由于铸铸件壁厚不均匀、各部分冷却速度件壁厚不均匀、各部分冷却速度不同，在同一时不同，在同一时期内期内铸件各部分收缩不一致铸件各部分收缩不一致而引起的。而引起的。落砂后热应力仍存在与铸件之中，属于落砂后热应力仍存在与铸件之中，属于残余应力残余应力。第四十五页，本课件共有60页第四十六页，本课件共有60页细杆：压应力细杆：压应力粗杆：拉应力粗杆：拉应力第四十七页，本课件共有60页铸件热应力的产生铸件热应力的产生第四十八页，本课件共有60页 分析

30、下列铸件内的纵向残余应力厚壁筋板内拉伸应力厚壁筋板内拉伸应力薄壁筋板内压缩应力薄壁筋板内压缩应力中心近轴线部位受拉中心近轴线部位受拉外部近圆周部位受压外部近圆周部位受压第四十九页，本课件共有60页（2）机械应力机械应力：铸件冷却到弹性状态后，由于收缩受铸件冷却到弹性状态后，由于收缩受到铸型、型芯和浇、冒口等的阻碍而引起的应力。到铸型、型芯和浇、冒口等的阻碍而引起的应力。机械应力一般为拉应力机械应力一般为拉应力，在落砂、去浇冒口之后，在落砂、去浇冒口之后，应力随之消失，属于应力随之消失，属于临时应力临时应力。第五十页，本课件共有60页 铸造应力是热应力和机械阻碍应力等的代数和。铸造应力是热应力和

31、机械阻碍应力等的代数和。尽管机械阻碍应力为临时应力，若与热应力同时作用，尽管机械阻碍应力为临时应力，若与热应力同时作用，在超过抗拉强度瞬间，铸件产生裂纹。在超过抗拉强度瞬间，铸件产生裂纹。第五十一页，本课件共有60页2）减小和消除铸造应力的方法减小和消除铸造应力的方法 n同时凝固原则同时凝固原则 n提高铸型和型芯的退让性、合理设置浇、冒口。提高铸型和型芯的退让性、合理设置浇、冒口。n减小机械阻碍减小机械阻碍 在结构上避免阻碍收缩的结构。如壁厚均匀、壁之间连接在结构上避免阻碍收缩的结构。如壁厚均匀、壁之间连接均匀、热节小而分散的结构。均匀、热节小而分散的结构。n去应力退火去应力退火 将铸件加热到

32、弹塑性状态将铸件加热到弹塑性状态 （铸铁为（铸铁为500-600500-600度），在度），在 此温度下保温一段时间，此温度下保温一段时间，使应力消失，再缓慢冷却使应力消失，再缓慢冷却 到室温。到室温。第五十二页，本课件共有60页4、铸件的变形和冷裂、铸件的变形和冷裂 （1）铸件的变形铸件的变形 对厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆类、板类对厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆类、板类及轮类等铸件，当及轮类等铸件，当残余应力大于材料的屈服强度极限时，残余应力大于材料的屈服强度极限时，往往产生翘曲变形往往产生翘曲变形。q薄壁冷速快，压应力，有伸长或外凸的趋势薄壁冷速快，压应力，有伸长或

33、外凸的趋势q厚壁冷速慢，拉应力，有压缩或内凹的趋势厚壁冷速慢，拉应力，有压缩或内凹的趋势 第五十三页，本课件共有60页第五十四页，本课件共有60页第五十五页，本课件共有60页 铸件变形的防止措施铸件变形的防止措施 铸件壁厚要尽量均匀，并使之形状对铸件壁厚要尽量均匀，并使之形状对称。称。尽量采用同时凝固原则。尽量采用同时凝固原则。反变形法。反变形法。时效处理。时效处理。第五十六页，本课件共有60页 2）铸件的）铸件的冷裂：低温下形成的裂纹。冷裂：低温下形成的裂纹。n 形状特征：形状特征：裂纹细小、呈连续直线状，冷裂纹表面具有金裂纹细小、呈连续直线状，冷裂纹表面具有金属光泽或呈轻微氧化色。属光泽或

34、呈轻微氧化色。第五十七页，本课件共有60页n 冷裂经常出现在铸件受拉应力部位，特别是应力集中冷裂经常出现在铸件受拉应力部位，特别是应力集中处处（如尖角、孔洞类缺陷附近）（如尖角、孔洞类缺陷附近）n 脆性大、塑性差的合金脆性大、塑性差的合金（如白口铸铁、高碳钢、灰（如白口铸铁、高碳钢、灰铸铁）铸铁）最易产生冷裂最易产生冷裂，大型复杂铸件也易形成冷裂，大型复杂铸件也易形成冷裂纹。纹。第五十八页，本课件共有60页 防止防止冷裂的措施冷裂的措施把内浇口开在薄的轮辐处，以实现同时凝固；把内浇口开在薄的轮辐处，以实现同时凝固；较早打箱，以去除铸型对收缩阻碍，开箱后立刻用砂子埋较早打箱，以去除铸型对收缩阻碍，开箱后立刻用砂子埋好铸件，使其缓慢冷却；好铸件，使其缓慢冷却；修改铸件结构，加大轮辐和轮缘的连接圆角，以增强强度修改铸件结构，加大轮辐和轮缘的连接圆角，以增强强度和减少应力集中。和减少应力集中。第五十九页，本课件共有60页感感谢谢大大家家观观看看第六十页，本课件共有60页