第2章液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)過程

1、 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g第第2章章 液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)過程液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)過程 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g第第1節(jié)節(jié) 概述概述第第2節(jié)節(jié) 液態(tài)成形技術(shù)理論基礎(chǔ)液態(tài)成形技術(shù)理論基礎(chǔ)第第3節(jié)節(jié) 液態(tài)金屬成形件的工藝過程設(shè)計(jì)液態(tài)金屬成形件的工藝過程設(shè)計(jì)第第4節(jié)節(jié)

2、液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第第5節(jié)節(jié) 常用鑄造合金及其熔煉常用鑄造合金及其熔煉第第6節(jié)節(jié) 鑄造成形技術(shù)過程鑄造成形技術(shù)過程主要內(nèi)容主要內(nèi)容 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.1 概概 述述液態(tài)材料成形技術(shù)通常稱之為液態(tài)材料成形技術(shù)通常稱之為鑄造鑄造，它是指它是指熔煉金屬，熔煉金屬，制造鑄型并將熔融制造鑄型并將熔融金屬澆入鑄型凝固后，獲得具有金屬澆入鑄型凝固后，獲得具有一定一定形狀、尺寸和性能的金屬零件或毛坯形狀、

3、尺寸和性能的金屬零件或毛坯的成形方法的成形方法。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g在材料成形工藝發(fā)展過程中，鑄造是歷史上在材料成形工藝發(fā)展過程中，鑄造是歷史上最悠久的一種工藝，在我國已有最悠久的一種工藝，在我國已有6000多年歷多年歷史，目前我國鑄件年產(chǎn)量已超過史，目前我國鑄件年產(chǎn)量已超過1000萬噸。萬噸。越王勾踐越王勾踐 編鐘編鐘 中國古代鑄造產(chǎn)品中國古代鑄造產(chǎn)品 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M

4、 e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.1 概概 述述金屬鑄造成形的主要工序如圖所示：金屬鑄造成形的主要工序如圖所示：零件技術(shù)要求零件技術(shù)要求原材料原材料造造 型型熔熔 化化控制調(diào)整成分控制調(diào)整成分澆澆 注注凝凝 固固出出 模模清理、檢驗(yàn)等清理、檢驗(yàn)等 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)鑄造的主要鑄造的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：投資小、生產(chǎn)

5、周期短、技術(shù)投資小、生產(chǎn)周期短、技術(shù)過程靈活性大、能制造形狀復(fù)雜的零件過程靈活性大、能制造形狀復(fù)雜的零件。鑄造的鑄造的缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 鑄件內(nèi)部組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部組織疏松、晶粒粗大，易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷；鑄件外部易易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷；鑄件外部易產(chǎn)生粘砂、夾砂、砂眼等。由此，與同樣材料產(chǎn)生粘砂、夾砂、砂眼等。由此，與同樣材料的鍛件相比，鑄件的力學(xué)性能低，特別是沖擊的鍛件相比，鑄件的力學(xué)性能低，特別是沖擊韌性。韌性。又由于鑄造工序多，難以精確控制，使又由于鑄造工序多，難以精確控制，使鑄件鑄件品質(zhì)不夠穩(wěn)定品質(zhì)不夠穩(wěn)定。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l

6、o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 目前鑄造成形技術(shù)的方法種類目前鑄造成形技術(shù)的方法種類繁多。按繁多。按生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法分類，可分為分類，可分為砂砂型鑄造和特種鑄造型鑄造和特種鑄造。按。按合金合金分類可分類可分為分為鑄鐵、鑄鋼、鋁合金鑄造、銅鑄鐵、鑄鋼、鋁合金鑄造、銅合金鑄造、鎂合金鑄造、鈦合金鑄合金鑄造、鎂合金鑄造、鈦合金鑄造造等。等。鑄造成形技術(shù)方法鑄造成形技術(shù)方法 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c

7、t r i c a l E n g i n e e r i n g各類機(jī)械工業(yè)中鑄件質(zhì)量所占的比率各類機(jī)械工業(yè)中鑄件質(zhì)量所占的比率機(jī)械類別機(jī)械類別比率比率/機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)器機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)器風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)拖拉機(jī)拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械汽車汽車70906080507040702030 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.2 鑄造成形技術(shù)過程理論基礎(chǔ)鑄造成形技術(shù)過程理論基礎(chǔ)12345液態(tài)金屬的液態(tài)金屬的充型能力充型能力鑄件

8、的凝固鑄件的凝固鑄件的化學(xué)成分偏析鑄件的化學(xué)成分偏析金屬的吸氣性金屬的吸氣性鑄件的收縮鑄件的收縮主要內(nèi)容主要內(nèi)容 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.2.1 液態(tài)金屬的充型能力液態(tài)金屬的充型能力 液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬充填鑄型的能力清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬充填鑄型的能力，簡稱，簡稱液態(tài)金屬的充型能力液態(tài)金屬的充型能力。 液態(tài)金屬的充型能力主要取

9、決于液態(tài)金屬的充型能力主要取決于金屬自身的流金屬自身的流動(dòng)能力動(dòng)能力，還受，還受外部條件外部條件，如，如鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)等因素的影響，是各種因素的綜合反映。等因素的影響，是各種因素的綜合反映。 充型能力強(qiáng)的液態(tài)金屬，易于充滿薄而復(fù)雜的充型能力強(qiáng)的液態(tài)金屬，易于充滿薄而復(fù)雜的型腔，有利于金屬液中氣體、雜質(zhì)的上浮并排除，型腔，有利于金屬液中氣體、雜質(zhì)的上浮并排除，利于對(duì)金屬凝固時(shí)的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。液態(tài)金屬充型利于對(duì)金屬凝固時(shí)的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。液態(tài)金屬充型能力弱，鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔等缺陷。能力弱，鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔等缺陷。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程

10、程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g1) 金屬流動(dòng)性金屬流動(dòng)性流動(dòng)性流動(dòng)性定義：液態(tài)金屬的流動(dòng)能力定義：液態(tài)金屬的流動(dòng)能力。流動(dòng)性不好：流動(dòng)性不好：不能充滿型腔，不能形成符合要求的優(yōu)不能充滿型腔，不能形成符合要求的優(yōu)質(zhì)鑄件。質(zhì)鑄件。流動(dòng)性好：流動(dòng)性好：易于充滿型腔，有利于氣體和非金屬夾雜易于充滿型腔，有利于氣體和非金屬夾雜物上浮和對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。物上浮和對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。說明不同的合金具有不同說明不同的合金具有不同的流動(dòng)性特點(diǎn)。在進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)和鑄造工藝制定時(shí)，的

11、流動(dòng)性特點(diǎn)。在進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)和鑄造工藝制定時(shí)，必須考慮合金流動(dòng)性。那么，我們?cè)鯓雍饬亢辖鸬牧鞅仨毧紤]合金流動(dòng)性。那么，我們?cè)鯓雍饬亢辖鸬牧鲃?dòng)性呢？動(dòng)性呢？ 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g液態(tài)金屬流動(dòng)性測(cè)量液態(tài)金屬流動(dòng)性測(cè)量在相同的澆注工藝條件下，將金屬液澆入鑄型中，測(cè)出其實(shí)際螺旋線長度。澆出的試樣愈長，合金的流動(dòng)性愈好。出氣口出氣口澆口杯澆口杯鋁合金鋁合金鎂合金鎂合金 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M

12、 e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g常用合金的流動(dòng)性常用合金的流動(dòng)性表表2-3灰鑄鐵、硅黃銅灰鑄鐵、硅黃銅的流動(dòng)性最好，的流動(dòng)性最好，鋁硅合金次之鋁硅合金次之，鑄鋼鑄鋼的流動(dòng)性最差的流動(dòng)性最差。在鑄鐵中，流動(dòng)性在鑄鐵中，流動(dòng)性隨碳硅含量的增加而提高隨碳硅含量的增加而提高。 （砂型，試樣截面（砂型，試樣截面88）合金合金鑄型鑄型澆注溫度澆注溫度/螺旋線長度螺旋線長度/mm鑄鐵：鑄鐵：w(C+Si)=6.2% w(C+Si)=5.9% w(C+Si)=5.2% w(C+Si)=4.2%砂/p>

13、01300180013001000600鑄鋼：鑄鋼：w(C)=0.4%砂型16001640100200鋁硅合金鋁硅合金金屬型(300)680720700800鎂合金（鎂合金（Mg-Al-Zn）砂型700400600錫青銅：錫青銅：w(Sn)=9%11% w(Zn)=2%4%硅黃銅：硅黃銅：w(Si)=1.5%4.5%砂型104011004201000 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g合金的流動(dòng)性主要取決于金屬本身的合金的流動(dòng)性主要取決于

14、金屬本身的化學(xué)成分化學(xué)成分。 純金屬和共晶成分的合金純金屬和共晶成分的合金，由于是在，由于是在恒溫下進(jìn)行結(jié)晶恒溫下進(jìn)行結(jié)晶，液態(tài)合金從表層，液態(tài)合金從表層逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力較小，同時(shí)，逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力較小，同時(shí)，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動(dòng)性最好；故流動(dòng)性最好；其它成分的合金其它成分的合金是在是在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶的，由于初生樹枝的，由于初生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流

15、動(dòng)阻力加大，合金狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流動(dòng)阻力加大，合金的流動(dòng)性大大下降，的流動(dòng)性大大下降，合金的結(jié)晶溫度區(qū)間越寬，流動(dòng)性越差合金的結(jié)晶溫度區(qū)間越寬，流動(dòng)性越差 。a)在恒溫下凝固b)在一定溫度范圍內(nèi)凝固PbSn20406080204060800流動(dòng)性(cm)100200300溫度()0金屬的流動(dòng)性金屬的流動(dòng)性 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g鐵碳相圖鐵碳相圖FeFe3CPSK 共析反應(yīng)組成共晶相圖的兩組元，在

16、液態(tài)可以無限互溶，在固態(tài)只能部分互溶，甚至完全不溶。兩組元的混合物使合金的熔點(diǎn)比各組元低，因此，液相線從兩端純組元向中間凹下，兩條液相線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度稱為共晶溫度。在該溫度下，液相通過共晶凝固同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)固相，這樣的兩相的混合物稱為共晶組織或共晶體。ECF 共晶反應(yīng)11473LCcAFe C7273CAFFe C 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n gFe-C合金流動(dòng)性與狀態(tài)圖的關(guān)系合金流動(dòng)性與狀態(tài)圖的關(guān)系Fe-C合金的流動(dòng)性與狀態(tài)圖的

17、關(guān)系合金的流動(dòng)性與狀態(tài)圖的關(guān)系(a)相同過熱溫度的流動(dòng)性相同過熱溫度的流動(dòng)性 (b)相同澆注溫度的流動(dòng)性相同澆注溫度的流動(dòng)性 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2) 鑄型性質(zhì)鑄型性質(zhì) 鑄型的阻力影響金屬液的充型速度，鑄型的阻力影響金屬液的充型速度，鑄型與金屬的熱交換強(qiáng)度影響金屬液保持鑄型與金屬的熱交換強(qiáng)度影響金屬液保持流動(dòng)的時(shí)間。流動(dòng)的時(shí)間。 鑄型的蓄熱系數(shù)鑄型的蓄熱系數(shù)b 鑄型的蓄熱系數(shù)表鑄型的蓄熱系數(shù)表示鑄型從其中的金屬吸取熱量并儲(chǔ)存

18、在本示鑄型從其中的金屬吸取熱量并儲(chǔ)存在本身的能力。身的能力。 l 蓄熱散熱 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n glT(3)澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力越大，充型能力越差。 (1)澆注溫度澆注溫度 一般T澆越高，液態(tài)金屬的充型能力越強(qiáng)。(2)充型壓力充型壓力 液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力越大，充型能力越強(qiáng)。lVHn澆注溫度澆注溫度指的是澆注時(shí)熔融合金的溫度，一般要求比它的液相線溫度高，即存在過熱度，推遲它的凝

19、固時(shí)間，以保持良好的流動(dòng)性。但是也不能太高，否則造成氧化，吸氣，過收縮，粘砂，脹砂等不良后果。所以，每種合金有自己的合理澆注溫度范圍。澆注溫度：鑄鋼15201620；鑄鐵12301450；鋁合金6807803) 澆注條件澆注條件 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(1)折算厚度折算厚度 折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，為鑄件體積與散熱表面積之比為鑄件體積與散熱表面積之比R=V/S。折。折算厚度大，由于與鑄型接觸表面積

20、相對(duì)較小算厚度大，由于與鑄型接觸表面積相對(duì)較小，熱量散失慢，充型能力就好。，熱量散失慢，充型能力就好。(2)鑄件復(fù)雜程度鑄件復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄型的充填就困難。鑄件壁厚相同時(shí)，大，鑄型的充填就困難。鑄件壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填垂直壁比水平壁更容易充填。4) 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu) 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.2.2 鑄件的凝固鑄件的凝固 鑄型中的合金從鑄型中的合金從液態(tài)液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變

21、為固態(tài)固態(tài)的過程，稱為鑄的過程，稱為鑄件的凝固，或稱為件的凝固，或稱為結(jié)晶結(jié)晶。 金屬的凝固，一般均是在常溫、常壓金屬的凝固，一般均是在常溫、常壓(重力重力)情況情況下進(jìn)行的。壓鑄等技術(shù)除外。金屬凝固時(shí)應(yīng)滿足的熱下進(jìn)行的。壓鑄等技術(shù)除外。金屬凝固時(shí)應(yīng)滿足的熱力學(xué)條件是：力學(xué)條件是：只有當(dāng)體系所處的溫度低于熔點(diǎn)溫度只有當(dāng)體系所處的溫度低于熔點(diǎn)溫度(液液相線溫度相線溫度)Tm時(shí)，才能發(fā)生凝固現(xiàn)象時(shí)，才能發(fā)生凝固現(xiàn)象。液固兩相自液固兩相自由能差由能差(GGl-Gsb時(shí)時(shí)，則產(chǎn)生裂紋；，則產(chǎn)生裂紋；冷裂常出現(xiàn)在復(fù)雜冷裂常出現(xiàn)在復(fù)雜鑄件受拉應(yīng)力的部位，特別是應(yīng)力集中處鑄件受拉應(yīng)力的部位，特別是應(yīng)力集中處

22、（如尖角處、縮孔、氣孔、夾渣等缺（如尖角處、縮孔、氣孔、夾渣等缺陷附近）。壁厚差懸殊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件易于發(fā)生冷裂。不同鑄造合金冷裂傾陷附近）。壁厚差懸殊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件易于發(fā)生冷裂。不同鑄造合金冷裂傾向不同，向不同，灰口鑄鐵、白口鑄鐵、高錳銅等塑性差的合金較易產(chǎn)生灰口鑄鐵、白口鑄鐵、高錳銅等塑性差的合金較易產(chǎn)生。防止措施： a減少鑄造應(yīng)力；減少鑄造應(yīng)力； b降低合金中降低合金中P的含量；的含量； c去應(yīng)力退火；去應(yīng)力退火； d設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)避免應(yīng)力集中設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)避免應(yīng)力集中。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l

23、e c t r i c a l E n g i n e e r i n g以有利于釋放鑄造應(yīng)力為原則；以有利于釋放鑄造應(yīng)力為原則；1、采用、采用正確的鑄造工藝正確的鑄造工藝（正確設(shè)計(jì)澆注系（正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮系統(tǒng)等）；統(tǒng)、補(bǔ)縮系統(tǒng)等）；2、鑄件形狀設(shè)計(jì)要求、鑄件形狀設(shè)計(jì)要求簡單、對(duì)稱和厚薄均簡單、對(duì)稱和厚薄均勻；勻；3、對(duì)鑄件、對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理進(jìn)行熱處理。鑄件變形和裂紋的防止鑄件變形和裂紋的防止 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.

24、2.4 金屬的吸氣性金屬的吸氣性 金屬液吸收氣體的過程：金屬液吸收氣體的過程： (1)氣體分子氣體分子撞擊撞擊到金屬液表面；到金屬液表面； (2)在高溫金屬液表面上氣體分子在高溫金屬液表面上氣體分子 離解離解為原子狀態(tài)；為原子狀態(tài)； (3)氣體原子根據(jù)與金屬元素之間的親和力大小，以物理氣體原子根據(jù)與金屬元素之間的親和力大小，以物理吸附方式或化學(xué)吸附方式吸附方式或化學(xué)吸附方式吸附吸附在金屬表面；在金屬表面； (4)氣體原子氣體原子擴(kuò)散擴(kuò)散進(jìn)入金屬液內(nèi)部。進(jìn)入金屬液內(nèi)部。 前三個(gè)過程是前三個(gè)過程是吸附過程吸附過程，最后一個(gè)是，最后一個(gè)是擴(kuò)散過程擴(kuò)散過程。金屬。金屬液吸收氣體時(shí)，實(shí)際上這液吸收氣體時(shí)

25、，實(shí)際上這4個(gè)過程同時(shí)存在，而個(gè)過程同時(shí)存在，而擴(kuò)散是關(guān)擴(kuò)散是關(guān)鍵鍵，因?yàn)樗?，因?yàn)樗鼪Q定金屬液的吸氣速度決定金屬液的吸氣速度。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g氣體在金屬液中的溶解度氣體在金屬液中的溶解度 在一定溫度和壓力條件下，金屬吸收氣體的飽和濃在一定溫度和壓力條件下，金屬吸收氣體的飽和濃度，稱為該條件下度，稱為該條件下氣體的溶解度氣體的溶解度。常用每。常用每100g金屬含有金屬含有的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積來表示的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的

26、體積來表示(cm3100g)，有時(shí)，有時(shí)也用溶解氣體對(duì)金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。也用溶解氣體對(duì)金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。 影響氣體在金屬液中的溶解度的因素是：影響氣體在金屬液中的溶解度的因素是：溫度、金溫度、金屬的化學(xué)成分屬的化學(xué)成分和和氣體在金屬液面上的平衡分壓。氣體在金屬液面上的平衡分壓。如溫度如溫度對(duì)氣體在金屬中溶解度的影響隨溫度升高而增大。對(duì)氣體在金屬中溶解度的影響隨溫度升高而增大。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g氣體的析出氣體的析出溶解

27、于金屬液中的氣體，隨溫度下降則不斷析出。溶解于金屬液中的氣體，隨溫度下降則不斷析出。氣體析出氣體析出主要通過主要通過3種方式種方式： (1)氣體以原子態(tài)氣體以原子態(tài)擴(kuò)散擴(kuò)散到金屬表面，然后到金屬表面，然后脫離脫離吸吸附附(蒸發(fā)蒸發(fā))。 (2)與金屬內(nèi)某元素與金屬內(nèi)某元素形成化合物形成化合物，以，以非金屬夾雜非金屬夾雜物物形式排出；形式排出； (3)以以氣泡氣泡形式從金屬液中逸出。若金屬液溫度形式從金屬液中逸出。若金屬液溫度較高，氣泡能上浮到液面，氣體逸出。較高，氣泡能上浮到液面，氣體逸出。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l

28、 & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g氣孔氣孔侵入氣孔侵入氣孔析出氣孔析出氣孔1. 反應(yīng)氣孔反應(yīng)氣孔氣孔氣孔是鑄造生產(chǎn)中的常見缺陷，鑄件廢品中的是鑄造生產(chǎn)中的常見缺陷，鑄件廢品中的1/3是是由氣孔造成的。由氣孔造成的。按氣孔產(chǎn)生的原因和氣體來源按氣孔產(chǎn)生的原因和氣體來源3種類型的氣孔種類型的氣孔 ： 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g析出氣孔析出氣孔特征是特征是多而分散多而分散，產(chǎn)生這類氣

29、，產(chǎn)生這類氣孔的主要原因是孔的主要原因是熔煉過程中金熔煉過程中金屬液吸收了較多的氣體而形成屬液吸收了較多的氣體而形成。液態(tài)時(shí)，能吸溶過量的氫、。液態(tài)時(shí)，能吸溶過量的氫、氮、氧等。在金屬冷凝過程中氮、氧等。在金屬冷凝過程中，其中大部分氣體會(huì)逐漸析出，其中大部分氣體會(huì)逐漸析出，但在金屬液凝固階段，氣體，但在金屬液凝固階段，氣體析出最為劇烈，這時(shí)金屬液流析出最為劇烈，這時(shí)金屬液流動(dòng)性已經(jīng)很差，析出的氣體所動(dòng)性已經(jīng)很差，析出的氣體所形成的氣泡又很小。形成的氣泡又很小。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r

30、i c a l E n g i n e e r i n g2.2.5 鑄件的化學(xué)成分偏析鑄件的化學(xué)成分偏析 偏析偏析：鑄件凝固后，截面上不同位置以及晶粒內(nèi)部產(chǎn)生：鑄件凝固后，截面上不同位置以及晶粒內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)成分化學(xué)成分不均勻不均勻的現(xiàn)象。偏析產(chǎn)生的原因：的現(xiàn)象。偏析產(chǎn)生的原因：合金在結(jié)晶過程中溶質(zhì)再分配合金在結(jié)晶過程中溶質(zhì)再分配。晶體在結(jié)晶過程中，由于結(jié)晶速度大于溶質(zhì)擴(kuò)散速度，使得初。晶體在結(jié)晶過程中，由于結(jié)晶速度大于溶質(zhì)擴(kuò)散速度，使得初次析出的固相與液相的濃度不同，先析出晶體與后析出晶體化學(xué)次析出的固相與液相的濃度不同，先析出晶體與后析出晶體化學(xué)成分也不同。成分也不同。 偏析分為兩大類：偏

31、析分為兩大類：微觀偏析和宏觀偏析微觀偏析和宏觀偏析。 1)微觀偏析：微觀偏析： (1)晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析 (2)晶界偏析晶界偏析 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.2.5 鑄件的化學(xué)成分偏析鑄件的化學(xué)成分偏析固溶體固溶體無擴(kuò)散結(jié)晶無擴(kuò)散結(jié)晶晶體中心和表面成分相差大晶體中心和表面成分相差大固溶體固溶體有擴(kuò)散結(jié)晶有擴(kuò)散結(jié)晶晶體中心和表面成分相差縮小晶體中心和表面成分相差縮小 固溶體中的固溶體中的溶質(zhì)在結(jié)晶過程中能夠充分?jǐn)U散溶質(zhì)在結(jié)晶過程中能

32、夠充分?jǐn)U散時(shí)，晶體中心時(shí)，晶體中心和表面成分無區(qū)別，達(dá)到結(jié)晶平衡條件和表面成分無區(qū)別，達(dá)到結(jié)晶平衡條件晶內(nèi)偏析：一個(gè)晶粒內(nèi)部或枝晶的枝干和枝晶間的不同晶內(nèi)偏析：一個(gè)晶粒內(nèi)部或枝晶的枝干和枝晶間的不同部位化學(xué)成分不均勻。部位化學(xué)成分不均勻。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g樹枝晶各樹枝晶各截面的溶截面的溶質(zhì)等濃度質(zhì)等濃度線線.晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c

33、 a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g晶界偏析晶界偏析晶粒相對(duì)生長的晶界偏析晶粒相對(duì)生長的晶界偏析晶粒平行生長形成的晶界偏析晶粒平行生長形成的晶界偏析晶界偏析：晶粒與晶粒之間界面的化學(xué)成分不均勻。晶界偏析：晶粒與晶粒之間界面的化學(xué)成分不均勻。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2) 宏觀偏析宏觀偏析(1)正偏析正偏析 鑄件或鑄錠凝固時(shí)，由于型壁強(qiáng)烈地定鑄件或鑄錠凝固時(shí)，由于型壁強(qiáng)烈

34、地定向散熱，在進(jìn)行凝固的合金內(nèi)形成一個(gè)溫度梯度。向散熱，在進(jìn)行凝固的合金內(nèi)形成一個(gè)溫度梯度。凝固不是在整個(gè)截面同時(shí)進(jìn)行，而是從與鑄型壁相凝固不是在整個(gè)截面同時(shí)進(jìn)行，而是從與鑄型壁相接觸的外層開始。接觸的外層開始。 如果是如果是溶質(zhì)的分配系數(shù)溶質(zhì)的分配系數(shù)k1的合金的合金，固液界面，固液界面的液相中溶質(zhì)減少，因此的液相中溶質(zhì)減少，因此愈是后來結(jié)晶的固相，溶愈是后來結(jié)晶的固相，溶質(zhì)的濃度愈低質(zhì)的濃度愈低。這種成分偏析稱之為。這種成分偏析稱之為正偏析正偏析。利用。利用溶質(zhì)形成正偏析的規(guī)律，通過控制金屬的凝固過程溶質(zhì)形成正偏析的規(guī)律，通過控制金屬的凝固過程使有害的雜質(zhì)偏析到指定部位提高金屬的純度和使有

35、害的雜質(zhì)偏析到指定部位提高金屬的純度和品質(zhì)，可以使金屬達(dá)到精練提純的目的。品質(zhì)，可以使金屬達(dá)到精練提純的目的。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(2)逆偏析逆偏析 當(dāng)當(dāng)溶質(zhì)的分配系數(shù)溶質(zhì)的分配系數(shù)k1的合金的合金進(jìn)進(jìn)行凝固時(shí)，行凝固時(shí)，凝固界面上將有一部分溶質(zhì)排向凝固界面上將有一部分溶質(zhì)排向液相液相，隨著溫度的降低，溶質(zhì)的濃度在固液，隨著溫度的降低，溶質(zhì)的濃度在固液界面處的液相中逐漸增加。越是界面處的液相中逐漸增加。越是后來結(jié)晶的后來結(jié)

36、晶的固相，溶質(zhì)濃度越高固相，溶質(zhì)濃度越高，這種成分偏析稱之為，這種成分偏析稱之為逆偏析逆偏析。2) 宏觀偏析宏觀偏析 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制常見鑄件缺陷及特征常見鑄件缺陷及特征 名名稱稱特特 征征名稱名稱特特 征征氣氣孔孔主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面較光滑，一般不在鑄件表面露出，大孔獨(dú)較光滑，一般不在鑄件表面露出，大孔獨(dú)立存在，小孔則成群出

37、現(xiàn)。立存在，小孔則成群出現(xiàn)。 縮孔縮孔縮松縮松 1縮孔：形狀為不規(guī)則的封閉或敞露的縮孔：形狀為不規(guī)則的封閉或敞露的空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現(xiàn)在空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固部位。鑄件最后凝固部位。 2所松：鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細(xì)小所松：鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細(xì)小的縮孔。的縮孔。 粘粘砂砂鑄件的部分或整個(gè)表面粘附著一層金屬和鑄件的部分或整個(gè)表面粘附著一層金屬和砂粒的機(jī)械混和物，多發(fā)生在鑄件厚壁和砂粒的機(jī)械混和物，多發(fā)生在鑄件厚壁和熱節(jié)處。熱節(jié)處。 裂紋裂紋 1熱裂：斷面嚴(yán)重氧化，無金屬光澤，熱裂：斷面嚴(yán)重氧化，無金屬光澤，斷口沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)斷口沿晶界

38、產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則的裂紋。則的裂紋。 2冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，斷冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。口有金屬光澤或有輕微氧化色。 夾夾砂砂 鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表面鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表面粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本體相粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本體相連。連。 化學(xué)化學(xué)成分成分及力及力學(xué)性學(xué)性能不能不合格合格 鑄件的化學(xué)成分和硬度、強(qiáng)度、伸長率、鑄件的化學(xué)成分和硬度、強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符合技術(shù)條件要求。合技術(shù)條件要求。 白白口口灰鑄鐵件斷面全部或表面出現(xiàn)亮白色

39、組織，灰鑄鐵件斷面全部或表面出現(xiàn)亮白色組織，常在鑄件薄的斷面，棱角及邊緣部分。常在鑄件薄的斷面，棱角及邊緣部分。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g鑄件工藝過程設(shè)計(jì)鑄件工藝過程設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)、要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定技術(shù)、要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定鑄件方鑄件方案和技術(shù)參數(shù)，繪制工藝過程圖、編制工藝過程卡案和技術(shù)參數(shù)，繪制工藝過程圖、編制工藝過程卡等技術(shù)文件的過程。等技術(shù)文件的

40、過程。鑄件工藝過程設(shè)計(jì)的有關(guān)文件，是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理鑄件工藝過程設(shè)計(jì)的有關(guān)文件，是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和鑄件驗(yàn)收的依據(jù)，并用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)操作。因和鑄件驗(yàn)收的依據(jù)，并用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)操作。因此，鑄件工藝過程設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)此，鑄件工藝過程設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)率和成本起著重要的作用。率和成本起著重要的作用。2.3 液態(tài)金屬成形件的工藝過程設(shè)計(jì)液態(tài)金屬成形件的工藝過程設(shè)計(jì) 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2.3.1 鑄造工藝設(shè)計(jì)

41、內(nèi)容與步驟鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的內(nèi)容鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的內(nèi)容:鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要決定于批量大小、生鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要決定于批量大小、生產(chǎn)要求和生產(chǎn)條件。一般包括：產(chǎn)要求和生產(chǎn)條件。一般包括：鑄造工藝過程圖、鑄造工藝過程圖、鑄件圖、鑄型裝配圖、工藝過程卡、操作技術(shù)規(guī)鑄件圖、鑄型裝配圖、工藝過程卡、操作技術(shù)規(guī)程程。廣義地講，凡鑄造技術(shù)裝備的設(shè)計(jì)內(nèi)容，諸。廣義地講，凡鑄造技術(shù)裝備的設(shè)計(jì)內(nèi)容，諸如模樣圖、模板圖、芯盒圖、砂箱圖、壓鐵圖、如模樣圖、模板圖、芯盒圖、砂箱圖、壓鐵圖、專用檢具圖、專用量具圖及組芯夾具圖等，均屬專用檢具圖、專用量具圖及組芯夾具圖等，均屬于鑄造工藝

42、過程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。于鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的步驟鑄造工藝過程設(shè)計(jì)的步驟鑄造工藝方案的內(nèi)容鑄造工藝方案的內(nèi)容2.工藝過程工藝過程方案的確定方案的確定1.鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析工藝性分析4 .型芯設(shè)計(jì)型芯設(shè)計(jì)3.工藝參數(shù)工藝參數(shù)確定確定6.出氣冒口出氣冒口補(bǔ)縮冒口補(bǔ)縮冒口5.澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)8.繪制繪制鑄件圖鑄件圖7.繪制鑄造繪制鑄造工藝圖工藝圖零件圖零件圖 機(jī)機(jī) 電電 工工 程

43、程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g鑄造方法鑄造方法的選擇的選擇造型及造造型及造芯方法的芯方法的選擇選擇澆注位置澆注位置的選擇的選擇分型面分型面的選擇的選擇工藝方案的確定工藝方案的確定2.3.2 鑄造工藝方案的確定鑄造工藝方案的確定 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 上節(jié)課內(nèi)容復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容復(fù)習(xí)一一.

44、.鑄造應(yīng)力鑄造應(yīng)力 熱應(yīng)力熱應(yīng)力 相變應(yīng)力相變應(yīng)力 機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力二二.鑄造應(yīng)力的防止和減少鑄造應(yīng)力的防止和減少三三.鑄造變形、裂紋及其防止措施鑄造變形、裂紋及其防止措施 變形：變形：薄壓薄壓(凸出凸出) 厚拉厚拉(凹進(jìn)凹進(jìn)) 裂紋：裂紋：熱裂紋熱裂紋和和冷裂紋冷裂紋四四.鑄件的氣孔類型及形成原因鑄件的氣孔類型及形成原因 侵入氣孔侵入氣孔 析出氣孔析出氣孔 反應(yīng)氣孔反應(yīng)氣孔四四.鑄件的化學(xué)成分偏析鑄件的化學(xué)成分偏析 (1)成分偏析、分類成分偏析、分類 (2)正偏析與逆偏析形成正偏析與逆偏析形成+ 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c

45、 a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g澆注位置澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。確定澆注位置應(yīng)考慮以下原則：確定澆注位置應(yīng)考慮以下原則：鑄件的鑄件的重要加工面重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面。應(yīng)朝下或位于側(cè)面。防止產(chǎn)生防止產(chǎn)生鑄造缺陷鑄造缺陷 1) 澆注位置選擇原則澆注位置選擇原則床身導(dǎo)軌面的澆注床身導(dǎo)軌面的澆注位置位置 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r

46、i n g鑄件的鑄件的寬大平面寬大平面朝下或傾斜澆注朝下或傾斜澆注 鑄型的上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣外，大平面鑄型的上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣外，大平面還常產(chǎn)生夾砂缺陷。同時(shí)也有利于排氣、減小金屬液對(duì)鑄還常產(chǎn)生夾砂缺陷。同時(shí)也有利于排氣、減小金屬液對(duì)鑄型的沖刷力。型的沖刷力。 1) 澆注位置選擇原則澆注位置選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g鑄件鑄件大面積大面積薄壁薄壁置于鑄型下部或位置于鑄型下部或位垂直垂直/傾斜

47、，傾斜，防止?jié)膊坏胶屠涓羧毕莘乐節(jié)膊坏胶屠涓羧毕荩淮笃矫娲笃矫鎯A斜傾斜 1) 澆注位置選擇原則澆注位置選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g易縮孔鑄件的厚大部分易縮孔鑄件的厚大部分置于分型面附近的上部或側(cè)面置于分型面附近的上部或側(cè)面熱節(jié)處應(yīng)位于分型面附近的上部或側(cè)面，容易形成縮孔的熱節(jié)處應(yīng)位于分型面附近的上部或側(cè)面，容易形成縮孔的鑄件鑄件( (如鑄鋼、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、黃銅如鑄鋼、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、黃銅) )澆注時(shí)應(yīng)把厚澆注時(shí)應(yīng)

48、把厚的部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，的部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便安放冒口以便安放冒口，實(shí)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自下而上的順序凝固自下而上的順序凝固，進(jìn)行，進(jìn)行補(bǔ)縮補(bǔ)縮。1-冒口；2、3-砂芯；鑄鋼鏈輪的澆注位置 1) 澆注位置選擇原則澆注位置選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2) 分型面的選擇原則分型面的選擇原則分型面分型面(Parting line)是指是指鑄型組元間的結(jié)鑄型組元間的結(jié)合面合面。除了。除了實(shí)型鑄造法實(shí)型鑄造法(6

49、5頁頁)外，外，都要選都要選擇分型面擇分型面。便于起模，使造型工藝簡化?？紤]分型便于起模，使造型工藝簡化?？紤]分型面形狀和數(shù)目，活塊，型芯。面形狀和數(shù)目，活塊，型芯。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(1) 應(yīng)盡可能使全部或大部分鑄件，或者加工應(yīng)盡可能使全部或大部分鑄件，或者加工基準(zhǔn)面與重要的加工面處于同一半型內(nèi)?；鶞?zhǔn)面與重要的加工面處于同一半型內(nèi)。 以避免因合型不準(zhǔn)產(chǎn)生錯(cuò)型，保證鑄件尺寸精度。管子堵頭分型方案管子堵頭分型方案2) 分型

50、面的選擇原則分型面的選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g盡量使鑄件盡量使鑄件全部或大部全部或大部置于同一砂置于同一砂箱，以保證箱，以保證鑄件精度。鑄件精度。增加外芯凸臺(tái)妨礙起模方案方案B易產(chǎn)生錯(cuò)箱可用于單件生產(chǎn)。2) 分型面的選擇原則分型面的選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r

51、i n g(2)應(yīng)盡量應(yīng)盡量減少分型面減少分型面的的數(shù)目數(shù)目 分型面數(shù)量少，既能保證鑄件精度，又能簡化造型操作。2) 分型面的選擇原則分型面的選擇原則三通鑄件的分型面選擇 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g2) 分型面的選擇原則分型面的選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g水平

52、分型面水平分型面-便于造型操作，適宜批量生產(chǎn)！挖砂造型挖砂造型 費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，盡 量避免。單件生產(chǎn)時(shí)可用此法！2) 分型面的選擇原則分型面的選擇原則 (3) 分型面應(yīng)分型面應(yīng)盡量選用平面盡量選用平面 平直的分型面可簡化造型工藝過程和模板制造，容易保證鑄件精度，這對(duì)于機(jī)器造型尤為重要。 起重臂起重臂分型面的確定分型面的確定 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g4) 盡量使盡量使型腔及主要型芯位于下型型腔及主要型芯位于下型。上型內(nèi)鑄件壁厚不便于檢

53、驗(yàn)，合型時(shí)容易上型內(nèi)鑄件壁厚不便于檢驗(yàn)，合型時(shí)容易碰壞型芯。碰壞型芯。型芯、型腔大部分位于下箱，方案合理上箱上箱太高太高2) 分型面的選擇原則分型面的選擇原則 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g 3)確定工藝參數(shù)確定工藝參數(shù) 機(jī)加工余量機(jī)加工余量 最小鑄出孔最小鑄出孔 起模斜度起模斜度 鑄造圓角鑄造圓角 收縮率收縮率 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e

54、c t r i c a l E n g i n e e r i n g(1) 機(jī)加工余量機(jī)加工余量加工余量加工余量為機(jī)加工時(shí)被切去的金屬層厚度。為機(jī)加工時(shí)被切去的金屬層厚度。加工余量必須認(rèn)真選取，加工余量必須認(rèn)真選取，余量過大，切削加工費(fèi)工，余量過大，切削加工費(fèi)工，且浪費(fèi)金屬材料且浪費(fèi)金屬材料；余量過小，制品會(huì)因殘留黑皮而報(bào)余量過小，制品會(huì)因殘留黑皮而報(bào)廢廢，或者，因鑄件表層過硬，或者，因鑄件表層過硬 而加速刀具磨損。確定而加速刀具磨損。確定公差等級(jí)之前，需先確定鑄件的尺寸公差等級(jí)和加工公差等級(jí)之前，需先確定鑄件的尺寸公差等級(jí)和加工余量等級(jí)。余量等級(jí)。鑄件尺寸公差等級(jí)代號(hào)為鑄件尺寸公差等級(jí)代號(hào)

55、為CT，公差等級(jí)由精到粗分，公差等級(jí)由精到粗分為為16級(jí)。加工余量等級(jí)代號(hào)為級(jí)。加工余量等級(jí)代號(hào)為MA，加工余量等級(jí)由，加工余量等級(jí)由精到粗分為精到粗分為AJ共共9個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。 3)確定工藝參數(shù)確定工藝參數(shù) 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件加工余量與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件加工余量 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e

56、c t r i c a l E n g i n e e r i n g(2) 最小鑄出孔最小鑄出孔 鑄孔及鑄槽鑄孔及鑄槽 鑄件上的孔和槽類這部分結(jié)構(gòu)是否鑄出，取決于鑄件上的孔和槽類這部分結(jié)構(gòu)是否鑄出，取決于工藝的可行性和必要性。工藝的可行性和必要性。 較大的孔、槽應(yīng)直接鑄出，較大的孔、槽應(yīng)直接鑄出，尺寸較小的孔不鑄出尺寸較小的孔不鑄出反而經(jīng)濟(jì)反而經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)查手冊(cè)。設(shè)計(jì)時(shí)查手冊(cè)。 注注-零件圖上沒有要求加工的孔必須鑄出。零件圖上沒有要求加工的孔必須鑄出。 因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意這類孔的尺寸不可太??！因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意這類孔的尺寸不可太?。?機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o

57、l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g小孔不鑄出，留待機(jī)加工。不鑄出孔的表示不鑄出孔的表示 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g灰鑄鐵件鑄孔尺寸灰鑄鐵件鑄孔尺寸(最小鑄出孔最小鑄出孔) (mm)灰鐵鑄件灰鐵鑄件鑄鋼件鑄鋼件大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)121515303050305050(2) 最小鑄出孔最小

58、鑄出孔 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g (3) 起模斜度起模斜度起模斜度是起模斜度是為了使模樣為了使模樣(或型芯或型芯)便于從砂型便于從砂型(或芯盒或芯盒)中取中取出，凡出，凡垂直于分型面的立壁垂直于分型面的立壁在制造模樣時(shí)，必須留出一定在制造模樣時(shí)，必須留出一定的的傾斜度傾斜度。起模斜度取決于立壁高度；造型方法和模樣材料等因素，起模斜度取決于立壁高度；造型方法和模樣材料等因素，一般一般15-3 。內(nèi)外壁有分。內(nèi)外壁有分(內(nèi)壁內(nèi)壁3-

59、10 )。立壁愈高，斜度愈小立壁愈高，斜度愈小。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(4) 鑄造圓角鑄造圓角鑄造圓角鑄造圓角是制造模樣時(shí)，是制造模樣時(shí)，壁的連接和轉(zhuǎn)角處壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過度要做成圓弧過度。它既可使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆。它既可使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆弱面，又可弱面，又可減少應(yīng)力集中減少應(yīng)力集中，還可，還可避免產(chǎn)生沖避免產(chǎn)生沖砂、縮孔和裂紋砂、縮孔和裂紋。一般小型鑄件，。一般小型鑄件，外圓角半外圓角半徑取徑取28mm ，內(nèi)圓角半徑

60、取內(nèi)圓角半徑取416mm。 機(jī)機(jī) 電電 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g(5) 鑄造收縮率鑄造收縮率 鑄造收縮率鑄造收縮率是鑄件從線收縮起始溫度冷卻到室溫時(shí)，是鑄件從線收縮起始溫度冷卻到室溫時(shí)，線尺寸的相對(duì)收縮量。以模樣與鑄件的長度差與模樣線尺寸的相對(duì)收縮量。以模樣與鑄件的長度差與模樣的長度的百分比表示：的長度的百分比表示：K=(L0-L1)/L0*100% K鑄件線收縮率鑄件線收縮率 L0，L1同一尺寸分別在模樣和鑄件上的長度同一尺寸分別在模樣和