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1、会计学1材料的液态成形材料的液态成形(chn xn)工艺工艺第一页，共69页。第四章第四章 材料的液态材料的液态(yti)成形工艺成形工艺n本章基本本章基本(jbn)要求要求n影响金属充型能力的因素及控制措施影响金属充型能力的因素及控制措施n合金的收缩方式、能够引起的缺陷种类、预防措施合金的收缩方式、能够引起的缺陷种类、预防措施n不同铸造方法的特点及应用不同铸造方法的特点及应用n各种铸造合金的特点及应采取的铸造工艺各种铸造合金的特点及应采取的铸造工艺n铸件的结构工艺性铸件的结构工艺性第1页/共68页第二页，共69页。第四章第四章 目录目录(ml)n n 第一节 金属铸造工艺简介n n 第二节
2、铸造工艺基础知识n n 第三节 砂型铸造n n 第四节 特种铸造n n 第五节 铸件(zhjin)结构工艺性n n 第六节 计算机在铸造生产中的应用简介n n什么是液态成形？n n 是指将液态（或熔融态、浆状）材料注入一定形状和尺寸的铸型(Mold)（或模具）型腔(Mold Cavity)中，凝固后获得固态毛坯或零件的方法第2页/共68页第三页，共69页。第一节第一节 金属铸造金属铸造(zhzo)工艺简工艺简介介n n铸造（Casting）n n优点n n形状复杂件n n大小、批量不受限n n原材料来源广、成本低n n缺点(qudin)n n尺寸精度不高、表面质量低n n易产生气孔、砂眼、缩孔
3、、缩松等缺陷n n对相同材料，铸件性能不如锻件好。n n常用金属铸件材质：铸铁、有色合金、碳素钢、合金钢、金属间化合物n n砂型铸造生产流程第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺Castingtechniques第3页/共68页第四页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n合金的铸造(zhzo)性能n n良好的铸造(zhzo)性能：n n熔化时，不氧化、不易吸气（氧化性、吸气性）；n n浇注时，易充型（流动性）；n n凝固时，收缩小，成分均匀（收缩性、偏析性）；n n冷却时，变形和开裂倾向小（缺陷）。n n一、液态金属的
4、充型能力n n金属液的流动性n n浇注条件，如温度、压力n n铸型特性，如铸型结构、铸型材质Basic knowledge For Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第4页/共68页第五页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n合金充型能力好，能有效防止铸件出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣、缩孔等缺陷。n n冷隔铸件上出现未被完全融合在一起的缝隙，多出现在远离浇口的宽大表面或薄壁处、金属流汇合处，以及(yj)冷铁、芯撑等激冷部位。n n浇不足未浇满，常出现在远离浇口的部位及薄壁处。Proces
5、singFeatures of Casting 冷隔、浇不足(bz)气孔 缩孔视频视频第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第5页/共68页第六页，共69页。n n1.金属液的流动性 n n影响流动性的因素：n n合金成分：纯金属、共晶成分合金流动性好n n材质：灰铸铁硅黄铜铝合金锡青铜铸钢n n为什么共晶成分流动性好？n n共晶成分熔点低、保持液态时间长；恒温结晶，流动性好。n n非共晶成分在两相区内结晶凝固，大量枝状晶粒阻碍(z i)液体流动。n n合金的结晶温度区间越大，流动性越差ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y
6、 y t t i i)成成形形工工艺艺第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识第6页/共68页第七页，共69页。ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识图图43 铁碳合金铁碳合金(hjn)流动性与含碳量关系流动性与含碳量关系第7页/共68页第八页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n浇注条件对充型能力的影响n n温度高，液态金属粘度降低(jingd)，流动性提高；过热度大，液态存在时间长，
7、充型能力提高；n n温度过高，易出现粘砂、气孔和晶粒粗大的缺陷。n n（视频：粘砂、夹砂）n n压力高，液体注入型腔的流速加快，充型能力提高。n n铸型条件对充型能力的影响n n铸型结构和材质n n凡能增加液体流动阻力的，使冷却速度加快的，均降低(jingd)充型能力。（壁厚不小于规定的“最小壁厚”）ProcessingFeatures of Casting不利因素：形腔复杂、直浇道低、浇口截面积小、铸型不利因素：形腔复杂、直浇道低、浇口截面积小、铸型(zh xn)排气不畅、铸型排气不畅、铸型(zh xn)材料导热性过高、铸件壁太薄材料导热性过高、铸件壁太薄第第四四章章 金金属属的的液液态态成
8、成形形工工艺艺第8页/共68页第九页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n二、合金的凝固特性n n铸件在凝固过程中，其断面一般存在三个区域：固相区、凝固区、液相区。n n三种凝固方式n n逐层凝固n n中间凝固n n体积凝固：又称糊状凝固n n影响凝固方式的因素n n成分或结晶温度区间：越窄，越趋于逐层凝固n n铸件截面(jimin)的温度梯度：梯度越大，越趋于逐层凝固ProcessingFeatures of Casting液固液固两相两相第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第9页/共68页第十页，共
9、69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺结晶结晶(jijng)温度区间温度区间铸件截面温度梯度铸件截面温度梯度第10页/共68页第十一页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n三种凝固(nngg)方式的区别ProcessingFeatures of Casting凝固方式凝固方式结晶温度结晶温度区间区间铸件铸件温度梯度温度梯度凝固区凝固区宽度宽度充型能力充型能力示意图示意图逐层凝固逐层凝固零零大大
10、零零强强中间凝固中间凝固较窄较窄大大较宽较宽次之次之体积凝固体积凝固宽宽小小宽宽差差取决于取决于成分成分(chng fn)第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第11页/共68页第十二页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n三、合金的收缩特性n n收缩：合金冷却过程中，体积和尺寸减小的现象(xinxing)。n n液态收缩：浇注温度凝固开始温度n n凝固收缩：凝固开始温度凝固结束温度n n固态收缩：凝固结束温度室温ProcessingFeatures of Casting收缩收缩方式方式表现表现引起引起缺陷缺陷表征表征液态液态收缩收缩液面下降液
11、面下降缩孔缩孔缩松缩松体收缩率体收缩率凝固凝固收缩收缩固态固态收缩收缩尺寸减小尺寸减小变形变形裂纹裂纹线收缩率线收缩率三个收缩三个收缩(shu su)阶段阶段第12页/共68页第十三页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n影响收缩的因素：n n化学成分：灰铸铁中，C、Si、S，收缩率小n n浇注温度：越高，液态收缩越大n n铸件(zhjin)结构与铸型条件：壁厚不均匀、铸型与型芯间，产生阻力，阻力，收缩小ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺合金种类合金种类灰铸
12、铁灰铸铁可锻铸铁可锻铸铁球墨铸铁球墨铸铁碳素铸钢碳素铸钢铝合金铝合金铜合金铜合金线收缩率（）0.8-1.01.2-2.00.8-1.31.38-2.00.8-1.61.2-1.4常用铸造合金的线收缩率常用铸造合金的线收缩率第13页/共68页第十四页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n收缩对铸件质量的影响：n n缩孔和缩松：铸件在凝固过程中，由于金属液态收缩和凝固收缩造成的体积减小，得不到液态金属的补充，在铸件最后凝固的部位形成了孔洞(kngdng)，容积较大而集中的孔洞(kngdng)成为缩孔；细小而分散的孔洞(kngdng)成为缩松。n n铸造应力、变
13、形、裂纹：铸件的固态收缩受限，产生铸造应力，在应力作用下产生变形甚至开裂。ProcessingFeatures of Casting上部、厚部中心(zhngxn)轴线部第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第14页/共68页第十五页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识（1）缩孔分布区域：集中在上部或厚大部位等最后凝固区域产生条件：逐层凝固控制措施：顺序凝固（2）缩松分布区域：分布于铸件的轴线区域、厚大部位或浇口附近产生条件：较宽的区域内同时凝固控制措施：顺序凝固顺序凝固：在厚大部位开设冒口补缩的工艺。远离冒口部位先凝固，并依次向冒口推进，冒口最后凝
14、固。（使铸件的凝固按薄壁厚壁冒口的顺序先后进行(jnxng)，让缩孔移入冒口中，从而获得致密的铸件）ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第15页/共68页第十六页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第16页/共68页第十七页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识（3）热应力形成原因：铸件壁厚不均匀、各
15、部位冷却速度不同，导致收缩量不一致特点：热应力不会自行(zxng)消除，又称残余内应力控制措施：同时凝固、热处理（4）机械应力形成原因：收缩时受到铸型或型芯的阻碍作用特点：铸件落砂后，机械应力能够自行(zxng)消除控制措施：改善铸型或型芯的退让性（5）相变应力形成原因：冷却速度不同，组织结构转变的时间不同特点：不会自行(zxng)消除控制措施：同时凝固ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第17页/共68页第十八页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n同时凝固
16、：减小冷却过程中铸件(zhjin)各部位的温差，使收缩一致。方法：薄壁处设浇口、厚壁处装冷铁。n n框形铸件(zhjin)热应力的形成过程ProcessingFeatures of Casting(a)框形铸件 I 粗杆、II细杆(b)II冷却快先凝固收缩、I处于塑性状态，II受拉伸，I受压缩（暂时(znsh)）(c)I 杆开始收缩，产生塑性变形，使内应力消失，II收缩完成(d)I 杆继续收缩，但受 II 杆牵制，最终 I中产生拉应力，II中产生压应力第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第18页/共68页第十九页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识
17、识ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第19页/共68页第二十页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识（5）变形与裂纹当铸造应力超过材料的强度极限时，会产生裂纹。热裂纹：铸件在高温下形成的裂缝，外观形状曲折而不规则，断口呈氧化色。热裂是铸件在凝固末期形成的，是铸钢和铸铝常见的缺陷。控制措施：改善(gishn)型砂退让性、减少含S量冷裂纹：铸件处于弹性状态时，其热应力和机械应力总值超过合金强度极限而形成的。其外形呈连续直线状或圆滑曲线状，断口干净，具有金属光泽或称
18、轻微氧化色。控制措施：结构设计合理、减少铸造应力ProcessingFeatures of Casting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第20页/共68页第二十一页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n四、合金的吸气性及气孔n n吸气性：液态金属在熔炼和浇注时能够吸收周围气体的能力称为。n n气孔:聚集在铸件中没有排出的气体叫气孔，气孔是铸件中最常见的缺陷。n n1.析出性气孔n n 溶入金属液的气体在铸件冷凝过程中，随温度下降(xijing)，合金液对气体的溶解度下降(xijing)，气体析出并
19、留在铸件内形成的气孔称为析出性气孔。n n 2.侵入性气孔 n n 造型材料中的气体侵入金属液内所形成的气孔称为侵入性气孔。n n 3.反应性气孔n n 反应性气孔主要是指金属液与铸型之间发生化学反应所产生的气孔。Design ofCasting Process第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第21页/共68页第二十二页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n五、常用铸造(zhzo)合金的特点n n（1）灰铸铁n n接近共晶成分、熔点低、流动性好；n n由于石墨化膨胀使其收速率小，故不易产生缩孔、缩松、裂纹等缺陷；
20、n n影响灰铸铁组织和性能的因素n n化学成分：C实现石墨化、Si强烈促进石墨化n n注：若Si含量少，即使C多，也难石墨化n n冷却速度：快白口n n 中麻口（Fe3C石墨）n n 慢灰口n n碳当量：将硅对铸铁石墨化的影响折算成碳对石墨化的影响 wc(%)+0.3wSi(%)n n碳当量接近共晶成分，合金流动性好。Design ofCasting Process第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第22页/共68页第二十三页，共69页。第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识n n孕育铸铁n n孕育处理：通过向低碳含量的铁液中冲入孕
21、育剂，促使铸铁形成分散细小石墨并且基体晶粒得到细化的方法(fngf)。n n孕育剂：常用含Si 75%的硅铁n n目的：n n加入外来质点，增加石墨结晶核心；n n得到珠光体基体的灰铁；n n细化石墨片；n n提高灰口铁的强度、硬度；n n孕育铸铁流动性比普通铸铁差，收缩率高。Design ofCasting Process第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第23页/共68页第二十四页，共69页。n n可锻铸铁n n白口铸铁经长时间石墨化退火(tu hu)获得团絮状石墨n n流动性差，原因：C、Si含量较铸铁低，熔点高、凝固温度范围大。n n没有石
22、墨化膨胀阶段，故收缩大，形成缩孔和裂纹的倾向较大n n铸造工艺：n n提高浇注温度n n顺序凝固原则n n提高型砂的退让性第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识Design ofCasting Process第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第24页/共68页第二十五页，共69页。n n球墨铸铁n n铁液经球化剂球化处理（球化剂：稀土镁合金，加入量为铁液质量的1.32%）n n流动性与灰铸铁基本相同n n易产生浇不足、冷隔，原因：球化处理时使铁液温度降低 截面温度梯度小n n石墨化膨胀会使铸件外形尺寸增大n n铸造性能
23、介于灰铸铁与铸钢之间n n凝固方式(fngsh)：体积凝固n n铸造工艺：n n提高铸型刚度n n提高铁水温度、增设冒口以防止缩孔和缩松第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识Design ofCasting Process第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第25页/共68页第二十六页，共69页。n n铸钢n n特点：n n熔点高粘砂n n流动性差浇不足、冷隔n n收缩性大缩孔、缩松、裂纹n n铸造工艺：n n提高浇注温度n n型砂要具有较高的耐火度、透气性和强度（硅砂）n n顺序凝固原则（多冒口）n n改善铸件结构n n增加(zng
24、ji)铸型退让性n n增设防裂筋n n降低S、P量，防止热脆和冷脆产生裂纹第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺基础知识识Design ofCasting Process第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第26页/共68页第二十七页，共69页。n n有色金属及合金n n特点：n n流动性好n n收缩性大n n容易吸气n n易氧化n n铸造工艺n n在坩埚炉内熔炼，不与燃料直接(zhji)接触，避免引入杂质或烧损合金元素。n n预热n n缩短时间Design ofCasting Process第二节第二节 铸造铸造(zhzo)工艺基础知工艺
25、基础知识识第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第27页/共68页第二十八页，共69页。第第 三节三节(snji)砂型铸造砂型铸造n n砂型铸造：是铸件生产的主要(zhyo)方法，占铸件总量的90%以上，可生产各种铸钢、灰铁、球铁、可锻铸铁、有色金属等。n n2.1 砂型铸造生产流程SandCasting零件零件(ln jin)工艺图工艺图制造模型制造模型(零件模样芯盒零件模样芯盒)造型造型造芯造芯用型砂用型砂和芯砂和芯砂合箱、浇注合箱、浇注落砂、铸件落砂、铸件铸型铸型第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第28页/共68页第二十九页，共6
26、9页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n型（芯）砂：通常由硅砂、粘土（或其他粘结材料）和水按一定比例混合而成。n n特性(txng)（一强三性）：一定的强度、透气性、耐火性、退让性SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第29页/共68页第三十页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n砂型造型(zoxng)图解SandCasting型芯型芯上箱上箱下箱下箱型腔型腔浇注系统浇注系统排气孔排气孔砂箱砂箱(sh xin)砂型砂型分型面分型面第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第
27、30页/共68页第三十一页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n浇注系统n n浇注系统作用：n n引导(yndo)液体金属平稳地充满型腔，避免冲坏型壁和型芯 n n挡住熔渣进入型腔 n n调节铸件的凝固顺序 n n冒口的作用:n n补缩n n出气n n浮渣SandCasting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第31页/共68页第三十二页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第32页/共68页第三
28、十三页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n 砂型(shxng)铸造的造型方法n n （注意与铸造方法的区别）SandCasting手工手工(shugng)造型造型机械造型机械造型整模造型分模造型挖砂造型假箱造型刮板造型活块造型脱箱造型两箱造型三箱造型地坑造型震压式造型无箱射压造型抛砂造型射砂制芯按模样特征分按砂箱特征分填砂、紧实、起模都是机械化填砂、紧实、起模都是机械化第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第33页/共68页第三十四页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n手工造型n n 整模造型1、2n n 特点：模样为整体，分型面
29、为平面，铸型型腔全部在一个砂箱内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。n n 应用范围：铸件最大截面在一端，且为平面；例：盘、轴承、盖类。n n分模造型n n 特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内。造型方便，但制作模样较麻烦。n n 应用范围：最大截面在中部，一般(ybn)为对称性铸件。例：套筒、管子和阀体等。n n挖砂造型n n 特点：当铸件的外部轮廓为曲面，其最大截面不在端部，且模样又不宜分成两半时，应将模样做成整体（整模），造型时需挖去阻碍起模的型砂，分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。n n 应用范围：单件小批生产模样薄、分模后易损坏或变形的铸件。例：手轮、法兰盘等。San
30、dCasting两个两个(lin)砂型的分界面砂型的分界面第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第34页/共68页第三十五页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n假箱造型（成型底板造型）n n 特点：为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先做个成型底板（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不参予浇注，故称假箱。比挖砂造型操作简单，且分型面整齐。n n 应用范围：适用于成批生产中需要挖砂的铸件。n n三箱造型n n 铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。n n 特点：铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱无法起模，将铸型放在三个砂
31、箱中，组合而成。三箱造型的关键是选配合适的中箱。造型复杂(fz)，易错箱，生产率低，应尽量避免使用 n n 应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第35页/共68页第三十六页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n活块造型n n 特点：将模样上妨碍起模的部分，做成可活动的活快，便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。n n 应用范围：单件小批生产带有突起部分的铸件。例：带凸台、筋条n n刮板造型n n 特点：用刮板代替实体模样造型，可降低模样成本，节约木材，缩短生产
32、周期。但生产率低，工人技术水平要求高。n n 应用范围：用于有等截面或回转体的大、中型(zhngxng)铸件的单件、小批生产。例：尺寸大于500mm的旋转体铸件，如带轮、飞轮、大齿轮。n n地坑造型n n 特点：在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂箱，可减少砂箱的投资，大型铸件单件生产时,降低铸型高度，便于浇注操作。n n脱箱造型n n特点：利用活动砂箱造型，一箱多用，适用于成批生产小型铸件。SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第36页/共68页第三十七页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造
33、铸造n n机械(jxi)造型n n加砂、紧砂与起模都由机器完成n n优点：生产率高，铸件尺寸精确，光洁度高，加工余量少，劳动强度小，大批量生产.n n缺点：厂房、设备等要求高，投资大，批量生产才经济，只适于两箱（中箱无法紧实），不宜用活块。SandCasting机械机械(jxi)造型：震实造型：震实-压实压实-脱模脱模砂型铸造连续生产线砂型铸造连续生产线第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第37页/共68页第三十八页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n砂型铸造工艺制定原则n n（1）造型方法的选择n n应根据铸件的生产批量、尺寸的大小、形状的复杂程度，车
34、间的生产设备、工人的技术水平选择造型方法。n n（2）分型面的选择（在造型时上下两箱接触的面）n n分型面一般应选择最大截面处n n尽量减少分型面，并使分型面平直，避免(bmin)不必要的活块和型芯，以便于起模，使造型工艺简化；n n应尽量使铸件位于同一铸型内，以保证铸件精度；n n尽量使型腔和主要型芯位于下型，以便于造芯、下芯、合箱和检验铸件壁厚。SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第38页/共68页第三十九页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造（3）浇注位置的选择（浇注时，铸件在型内所处的位置）主要加工面、受
35、力面等质量要求较高部位应置于下面或侧面，如汽缸浇注时的位置。（如图1）具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，以利于充型和气体排除。（如图2）壁厚不均需要补缩时，宜将厚大部位置于上部或侧面。应将铸件的大平面置于铸型下部，并使铸型侧斜浇注。（如图3）（4）工艺参数的选择机械加工余量：是指在切削加工时需要从铸件上切削掉的材料厚度(hud)。与造型方法、合金种类、铸件尺寸有关。SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第39页/共68页第四十页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造SandCasting
36、图图1图图2图图3重要重要(zhngyo)面面薄壁薄壁大平面(pngmin)第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第40页/共68页第四十一页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n机械加工余量n n机械造型余量小，手工造型余量大；n n灰铸铁余量小；铸钢余量大；（浇注温度高）n n有色金属多采用特种铸造，余量小；n n铸件愈大，余量愈大。n n铸件顶部余量应大。n n铸造收缩率n n铸件冷却后尺寸比型腔略小，因此模型尺寸应放大。放大量(dling)等于收缩量。n n不同合金的收缩率：灰铁0.7-1%，铸钢1.3-2%，有色金属1左右。SandCasting第
37、第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第41页/共68页第四十二页，共69页。第三节第三节 砂型砂型(shxng)铸造铸造n n起模斜度n n为了便于起模，凡垂直于分型面的立壁，在制造模型时需留出一定的斜度。15 3n n结构斜度n n为了便于起模或结构本身需要，将铸件上凡垂直于分型面的不需要机械加工的铸件表面设计(shj)有一定的斜度。n n型芯头与型芯座n n目的和作用：便于型芯的放置和固定n n芯头与芯座之间14mm间隙，便于安装。SandCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第42页/共68页第四十
38、三页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n特种铸造：n n除了砂型铸造外，其他铸造方法的统称。n n特点:表面(biomin)精度高，加工余量小；生产率高；劳动条件好。n n分类n n熔模铸造n n金属型铸造n n压力铸造n n低压铸造n n离心铸造SpecialCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第43页/共68页第四十四页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n1 熔模铸造n n又称失蜡铸造，是用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化后，加热将蜡模熔出,获得无分型面的铸型，经高温
39、对型壳焙烧(bi sho)后即可浇注。n n工艺过程：SpecialCasting压型(y xn)注蜡蜡模结壳、脱蜡、焙烧填砂、浇注第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第44页/共68页第四十五页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n结壳：在蜡模表面涂上粘结剂后均匀挂上石英砂，然后通入硬化剂硬化，反复68次，获得610mm的坚硬型壳。n n脱蜡：将结壳后的蜡模（组），浸入8595的热水中，使蜡模熔出，形成型腔。n n焙烧：800950，目的是彻底去除壳型中的残蜡和水分。n n浇注：焙烧后趁热浇注，若壳型强度(qingd)不足，可放在砂箱中用砂子填紧后再浇注
40、，以防变形或破裂。SpecialCasting压型(y xn)注蜡蜡模结壳、脱蜡、焙烧结壳、脱蜡、焙烧填砂、浇注第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形工工艺艺第45页/共68页第四十六页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n熔模铸造特点n n1）可浇注(jio zh)形状复杂的、薄壁铸件n n2）能铸造高熔点合金(因型壳是高级耐火材料)n n3）工序复杂，大批量生产n n4）铸造精度高，机加工量减少n n5）尺寸重量不能过大，小于25kgn n熔模铸造应用n n最适合形状复杂、难以切削、高熔点合金的小零件，尤其适合大批量生产。n n汽轮机叶片、大模数滚刀n n古代形
41、状复杂的器皿。SpecialCasting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第46页/共68页第四十七页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n2 金属型铸造n n铸型由铸铁或钢制造，可反复使用。n n工艺措施n n浇注前要预热金属型，以免散热过快产生浇不足；n n浇注前金属型内腔喷涂耐火涂料，以减缓热冲击并增加透气性；n n分型面上(min shn)设出气孔；n n要及时取出铸件；n n铸造过程SpecialCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第47页/共68页第四十八页
42、，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n金属型铸造的特点n n1）铸型能反复使用，可一型多铸；n n2）冷却速度快，组织致密，机械性能高；n n3）尺寸(ch cun)精度和表面质量高n n4）劳动条件好，生产率高n n5）铸型制造成本高，周期长；n n6）透气性差，无退让性，铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷；n n7）铸造合金的熔点不能太高；n n金属型铸造的应用n n主要用于有色合金铸件的大批量生产。n n如：活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦等。SpecialCasting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第48页/共68页
43、第四十九页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n3 压力铸造n n在高压下将液态金属快速充满型腔，并在压力下凝固n n铸型：金属型n n设备：压铸机（压力铸造生产过程1、2）n n压力：50150MPan n特点n n1）铸件(zhjin)尺寸精度高、强度和表面硬度高n n2）充型能力强，可压铸形状复杂的薄壁铸件(zhjin)n n3）设备投资大，铸型制造成本高n n4）充型过快，易产生气孔n n4）适宜低熔点合金n n应用n n大批量生产低熔点合金（如锌、铝、镁及铜）的中小型铸件(zhjin)。SpecialCasting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh
44、 h)的的液液态态成成形形工工艺艺第49页/共68页第五十页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n4 低压(dy)铸造n n把铸型放在密封的坩埚上方，坩埚内通压缩空气，在金属液体表面形成60150kPa的低压(dy)，使液态合金在压力下自下而上地充填型腔（多用金属型）。SpecialCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第50页/共68页第五十一页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n低压铸造n n低压铸造过程模拟、低压铸造生产过程 n n特点n n1）充型压力和速度(sd)便于控制。n n2）
45、铸件的组织致密，机械性能较高。n n3）一定压力下结晶，有补缩作用，不用冒口补缩。n n4）铸件尺寸、形状范围广。n n应用n n广泛用于大批量生产铝、镁合金精密铸件SpecialCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第51页/共68页第五十二页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n5 离心铸造n n将液态合金浇入高速旋转的铸型中，利用离心力使液态金属(jnsh)填充铸型的铸造方法。n n设备：离心铸造机（卧式和立式）n n特点n n1）对空心铸件，不需要型芯；n n2）不需要专门的浇注系统和冒口；n n3）组织致密，
46、力学性能高；n n4）气孔等缺陷集中在内表面，可机加工去除，故内孔尺寸不易控制。n n应用n n主要用于空心回转体，如铸铁管、活塞环等。SpecialCasting第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第52页/共68页第五十三页，共69页。第四节第四节 特种特种(tzhng)铸造铸造n n6 消失模铸造n n消失模铸造过程 n n将发泡塑料制成的模型粘结成模型组，刷涂耐火涂层、烘干，埋在干石英砂中，振动造型，在一定条件下浇注(jio zh)液体金属，使模型气化并占据模型位置，凝固冷却后形成铸件。n n特点n n1）“实型”铸型，而非“空型”
47、，液体“置换”，而非“填充”。n n2）型砂无粘结剂、无水分、无附加物的干砂，回收率95。n n3）无分型面、无需起模、无需砂芯n n4）模型形状复杂，不受限制。n n5）尺寸精度高，机加工余量少。n n应用n n广泛用于大批量生产形状复杂的铸件，如发动机的气缸体等。SpecialCasting第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第53页/共68页第五十四页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Processn n铸件(zhjin)结构设计原则n n铸件(zhjin)外形结构尽量简单n
48、n分型面尽量平直n n尽量不用或少用型芯n n壁厚尽量均匀，以减少缺陷n n尽量采用圆角过渡，以减少裂纹第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第54页/共68页第五十五页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Processv铸件铸件(zhjin)的结构工艺性的结构工艺性第第四四章章 金金属属(j j n ns sh h)的的液液态态成成形形工工艺艺第55页/共68页第五十六页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Process
49、v铸件铸件(zhjin)的结构工艺性的结构工艺性第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第56页/共68页第五十七页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Processv铸件铸件(zhjin)的结构工艺性的结构工艺性第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第57页/共68页第五十八页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Processv铸件铸件(zhjin)的结构工艺性
50、的结构工艺性第第四四章章 金金属属的的液液态态成成形形(c ch h n n x x n n)工工艺艺第58页/共68页第五十九页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Processv铸件铸件(zhjin)的结构工艺性的结构工艺性第第四四章章 金金属属的的液液态态(y y t t i i)成成形形工工艺艺第59页/共68页第六十页，共69页。第五节第五节 铸件铸件(zhjin)结构工艺结构工艺性性Design ofCasting Processv铸件铸件(zhjin)的结构工艺性的结构工艺性第第四四章章 金金属属(j j n ns