金屬工藝學(xué) 第二篇鑄造

1、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目的第二篇 鑄造 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容: 合金的鑄造性能、流動性、收縮性、偏析性等基合金的鑄造性能、流動性、收縮性、偏析性等基礎(chǔ)知識；礎(chǔ)知識； 鑄件的常見缺陷分析及防止；鑄件的常見缺陷分析及防止； 常見合金鑄件的生產(chǎn)；常見合金鑄件的生產(chǎn)； 砂型鑄造工藝基礎(chǔ)；砂型鑄造工藝基礎(chǔ)； 幾種典型的特種鑄造工藝方法；幾種典型的特種鑄造工藝方法； 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝及合金鑄造性能的關(guān)系鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝及合金鑄造性能的關(guān)系。教學(xué)目的和要求（教學(xué)目的和要求（第二篇第二篇 鑄造）鑄造） 目的與要求目的與要求 要求了解合金流動性和收縮的概念、影響因素及其對鑄件要求了解合金流動性和收縮的概念、影響因素及其

2、對鑄件質(zhì)量的影響，為鑄件設(shè)計(jì)，選材和制訂鑄造工藝提供理論質(zhì)量的影響，為鑄件設(shè)計(jì)，選材和制訂鑄造工藝提供理論基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 常用合金鑄件的生產(chǎn)，要求了解灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)。球墨常用合金鑄件的生產(chǎn)，要求了解灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)。球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼、銅、鋁及其合金鑄件的生產(chǎn)特點(diǎn)鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼、銅、鋁及其合金鑄件的生產(chǎn)特點(diǎn)只作一般了解。只作一般了解。 砂型鑄造要求砂型鑄造要求掌握制定鑄造工藝圖的基本原則，主要工藝掌握制定鑄造工藝圖的基本原則，主要工藝參數(shù)的選擇原則，參數(shù)的選擇原則，分析典型鑄件圖例，并為今后解決實(shí)際分析典型鑄件圖例，并為今后解決實(shí)際問題打好基礎(chǔ)。問題打好基礎(chǔ)。掌握鑄造工藝和合金鑄造

3、性能對鑄件結(jié)構(gòu)掌握鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。的要求。特種鑄造里了解金屬型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄特種鑄造里了解金屬型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造和離心鑄造的基本知識。造和離心鑄造的基本知識。第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)知識點(diǎn)：第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型液態(tài)金屬的充型（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)） 充型：充型： 液態(tài)合金填充鑄型的過程。液態(tài)合金填充鑄型的過程。 充型能力：充型能力： 液態(tài)金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、液態(tài)金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰健全的鑄件的能力。輪廓清晰健全的鑄件的能力。 充型能力低：產(chǎn)生充型能力低：產(chǎn)生澆不足、冷隔澆不足、冷隔等缺陷。等缺陷。 影響充型能力的主要因素是

4、影響充型能力的主要因素是合金的流動性、澆合金的流動性、澆注條件、鑄型填充條件和鑄件結(jié)構(gòu)。注條件、鑄型填充條件和鑄件結(jié)構(gòu)。（下面就分析上述幾種因素的影響。）（下面就分析上述幾種因素的影響。）第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型液態(tài)金屬的充型（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)） 一、合金的流動性一、合金的流動性 1流動性的概念流動性的概念 流動性：液態(tài)態(tài)合金本身的流動能力。流動性：液態(tài)態(tài)合金本身的流動能力。 流動性好，易于澆出輪廓清晰，薄而復(fù)雜的鑄件。流動性好，易于澆出輪廓清晰，薄而復(fù)雜的鑄件。 流動性好，有利于液態(tài)金屬中的非金屬夾雜物和流動性好，有利于液態(tài)金屬中的非金屬夾雜物和氣體上浮，排除。氣體上浮，排除。 流動

5、性好，易于對液態(tài)金屬在凝固中產(chǎn)生的收縮流動性好，易于對液態(tài)金屬在凝固中產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。進(jìn)行補(bǔ)縮。一、合金的流動性一、合金的流動性（第一章（第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型） 影響合金流動性的因素影響合金流動性的因素: 1、合金成分、合金成分 （見下圖所示）（見下圖所示） 2、結(jié)晶溫度范圍、結(jié)晶溫度范圍 3、澆注溫度、澆注溫度 4、充型壓力、充型壓力一、合金的流動性一、合金的流動性（第一章（第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型）圖圖53所示為鐵碳合金的流動性與含碳量的關(guān)系。由圖可見，亞共晶鑄鐵隨含碳量增所示為鐵碳合金的流動性與含碳量的關(guān)系。由圖可見，亞共晶

6、鑄鐵隨含碳量增加，結(jié)晶間隔減小，流動性提高。愈接近共晶成分，愈容易鑄造。加，結(jié)晶間隔減小，流動性提高。愈接近共晶成分，愈容易鑄造。 二、澆注條件二、澆注條件（第一章（第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型） 主要是主要是澆注溫度澆注溫度 澆注溫度對合金的充型能力有著決定性影響。澆注溫度對合金的充型能力有著決定性影響。澆注溫度愈高，液態(tài)金屬所含的熱量較多，粘度澆注溫度愈高，液態(tài)金屬所含的熱量較多，粘度下降，在相同的冷卻條件下，合金在鑄型中保持下降，在相同的冷卻條件下，合金在鑄型中保持流動的時(shí)間長。但是，澆注溫度過高會使金屬液流動的時(shí)間長。但是，澆注溫度過高會使金屬液體的吸氣量和總收

7、縮量增大，鑄件容易生產(chǎn)氣孔、體的吸氣量和總收縮量增大，鑄件容易生產(chǎn)氣孔、縮孔、縮松、粘砂、粗晶等缺陷，故在保證充型縮孔、縮松、粘砂、粗晶等缺陷，故在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不易過高。能力足夠的前提下，澆注溫度不易過高。 形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，為避免產(chǎn)生冷隔和澆不足形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，為避免產(chǎn)生冷隔和澆不足等缺陷，澆注溫度以略高些為宜。例如灰鑄鐵的等缺陷，澆注溫度以略高些為宜。例如灰鑄鐵的澆注溫度為澆注溫度為12001380。（鑄鋼為。（鑄鋼為15201620，鋁合金為，鋁合金為680780） 二、澆注條件二、澆注條件（第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型） 4. 充型壓

8、力充型壓力 液態(tài)合金在流動方向上所受的壓力愈大，液態(tài)合金在流動方向上所受的壓力愈大，充型能力愈好。砂型鑄造時(shí)，充型壓力是充型能力愈好。砂型鑄造時(shí)，充型壓力是由直澆道所產(chǎn)生的靜壓力取得的，故直澆由直澆道所產(chǎn)生的靜壓力取得的，故直澆道的高度必須適當(dāng)。道的高度必須適當(dāng)。 三、鑄型填充條件三、鑄型填充條件（第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型） 影響因素：影響因素： 1. 鑄型的蓄熱能力鑄型的蓄熱能力 （砂型與金屬型比較）（砂型與金屬型比較） 2. 鑄型溫度（是否需要預(yù)熱）鑄型溫度（是否需要預(yù)熱）（知識擴(kuò)展：加冷鐵局部快冷）（知識擴(kuò)展：加冷鐵局部快冷） 3. 鑄型中的氣體鑄型中的氣體

9、（砂型與金屬型比較；砂型：（砂型與金屬型比較；砂型：開設(shè)冒口）開設(shè)冒口）四、鑄件結(jié)構(gòu)四、鑄件結(jié)構(gòu) （第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型） 當(dāng)鑄件壁厚過小，壁厚急劇變化或有較大水平當(dāng)鑄件壁厚過小，壁厚急劇變化或有較大水平面等結(jié)構(gòu)時(shí)，都使液態(tài)合金的充型能力降低。因面等結(jié)構(gòu)時(shí)，都使液態(tài)合金的充型能力降低。因此設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，鑄件的壁厚必須大于規(guī)定的最小此設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，鑄件的壁厚必須大于規(guī)定的最小允許壁厚值允許壁厚值（見（見P41頁表頁表2-1）。 有的鑄件需設(shè)計(jì)工藝孔或流動通道，如下頁圖有的鑄件需設(shè)計(jì)工藝孔或流動通道，如下頁圖54所示的殼體鑄件，在大平面上增設(shè)肋條有利所示的殼體鑄件，在大

10、平面上增設(shè)肋條有利于金屬液充滿鑄型型腔，并可防止夾砂缺陷的產(chǎn)于金屬液充滿鑄型型腔，并可防止夾砂缺陷的產(chǎn)生。生。四、鑄件結(jié)構(gòu)四、鑄件結(jié)構(gòu) （第一章（第一章 第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型）液態(tài)金屬的充型）第二節(jié)第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 凝固：凝固： 液態(tài)金屬的溫度降低到液相線至固相線溫度范圍時(shí)，合金液態(tài)金屬的溫度降低到液相線至固相線溫度范圍時(shí)，合金就從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變。這種由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化的過程稱為就從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變。這種由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化的過程稱為凝固。凝固。 一、鑄件的凝固方式及其與鑄件質(zhì)量的關(guān)系一、鑄件的凝固方式及其與鑄件質(zhì)量的關(guān)系

11、在合金的凝固過程中，鑄件截面上液相和固相同時(shí)并存在合金的凝固過程中，鑄件截面上液相和固相同時(shí)并存的區(qū)域叫做的區(qū)域叫做“凝固區(qū)域凝固區(qū)域”。凝固區(qū)域的寬窄對鑄件質(zhì)量有。凝固區(qū)域的寬窄對鑄件質(zhì)量有很大的影響。而鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)域的寬窄很大的影響。而鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)域的寬窄如圖如圖55(b)中中S來劃分的。來劃分的。 1逐層凝固逐層凝固 如圖如圖55(a) 2糊狀凝固糊狀凝固 如圖如圖55(c)。 3. 中間凝固中間凝固 如圖如圖55(b) （見（見P41頁圖頁圖2-3）第二節(jié)第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)）第二節(jié)第二節(jié)

12、鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 二、鑄造合金的收縮二、鑄造合金的收縮 收縮鑄造合金從澆注、凝固直至冷卻到室溫的過程中，收縮鑄造合金從澆注、凝固直至冷卻到室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象，稱為收縮。收縮是合金的物理其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象，稱為收縮。收縮是合金的物理本性。本性。 合金的收縮可分為三個(gè)階段。各階段的收縮特性不同，合金的收縮可分為三個(gè)階段。各階段的收縮特性不同，因而對鑄件質(zhì)量有不同的影響因而對鑄件質(zhì)量有不同的影響 1液態(tài)收縮液態(tài)收縮 指合金從澆注溫度冷卻到液相線溫度指合金從澆注溫度冷卻到液相線溫度(即即凝固開始溫度凝固開始溫度)過程中

13、的收縮。過程中的收縮。 2凝固收縮凝固收縮 指合金在液相線和固相線指合金在液相線和固相線(即凝固終止溫即凝固終止溫度度)之間的收縮。之間的收縮。 3固態(tài)收縮固態(tài)收縮 指合金從固相線溫度冷卻到室溫時(shí)的收指合金從固相線溫度冷卻到室溫時(shí)的收縮縮。第二節(jié)第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 合金的總收縮率為上述三種收縮的總和。合金的總收縮率為上述三種收縮的總和。 合金種類不同，其收縮率是不同的。在常用的鑄合金種類不同，其收縮率是不同的。在常用的鑄造合金中鑄鋼件收縮最大，灰鑄鐵最小，這是由造合金中鑄鋼件收縮最大，灰鑄鐵最小，這是由于灰鑄鐵中大部分碳是以石

14、墨狀態(tài)存在的，石墨于灰鑄鐵中大部分碳是以石墨狀態(tài)存在的，石墨比容大，在結(jié)晶過程中析出石墨所產(chǎn)生的體積膨比容大，在結(jié)晶過程中析出石墨所產(chǎn)生的體積膨脹，抵消了部分收縮。脹，抵消了部分收縮。（見（見P42表表2-2）幾種鐵碳合金的體積收縮率；在制作幾種鐵碳合金的體積收縮率；在制作鑄件模樣時(shí)要考慮合金的線收縮率鑄件模樣時(shí)要考慮合金的線收縮率 ；見下表；見下表5-2和表和表5-3所示。所示。第二節(jié)第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)）第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 一、鑄件中的縮孔和縮松一、鑄件中的縮孔

15、和縮松 1. 縮孔縮孔 ： 它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞?？s孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙，通常的孔洞?？s孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙，通常隱藏在鑄件的內(nèi)層，但在某些情況下，可暴露在隱藏在鑄件的內(nèi)層，但在某些情況下，可暴露在鑄件的上表面，呈明顯的凹坑。鑄件的上表面，呈明顯的凹坑。 為便于分析縮孔的形成，現(xiàn)假設(shè)鑄件呈逐層凝為便于分析縮孔的形成，現(xiàn)假設(shè)鑄件呈逐層凝固，其形成過程如圖固，其形成過程如圖56所示。所示。第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)）第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第

16、一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 縮孔產(chǎn)生的部位在鑄件最后凝固區(qū)域，如壁的上部或中心處。此縮孔產(chǎn)生的部位在鑄件最后凝固區(qū)域，如壁的上部或中心處。此外，鑄件兩壁相交處因金屬積聚凝固較晚，也易產(chǎn)生縮孔，此處稱為外，鑄件兩壁相交處因金屬積聚凝固較晚，也易產(chǎn)生縮孔，此處稱為熱節(jié)。熱節(jié)位置可用畫內(nèi)接圓方法確定，如圖熱節(jié)。熱節(jié)位置可用畫內(nèi)接圓方法確定，如圖57所示。鑄件上壁厚所示。鑄件上壁厚較大及內(nèi)澆口附近都屬熱節(jié)部位。較大及內(nèi)澆口附近都屬熱節(jié)部位。第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 2. 縮松縮松 ： 分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松?？s松的分分

17、散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松?？s松的分布面積要比縮孔大得多。縮松的形成原因也是由于鑄件最布面積要比縮孔大得多。縮松的形成原因也是由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足，或是因合金是后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足，或是因合金是糊狀凝固，糊狀凝固，被樹枝狀晶體分隔開被樹枝狀晶體分隔開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。 宏觀縮松是用肉眼或放大鏡可以看出的小孔洞，多分布宏觀縮松是用肉眼或放大鏡可以看出的小孔洞，多分布在鑄件在鑄件中心軸線區(qū)域、熱節(jié)中心軸線區(qū)域、熱節(jié)處、冒口根部和內(nèi)澆口附近，處、冒口根部和內(nèi)澆口附近，也常分布在集中縮孔的下方（見上頁如圖也常分布在集中縮孔的下方

18、（見上頁如圖58所示。）所示。） 顯微縮松是分布在晶粒之間的微小孔洞，要用顯微鏡才顯微縮松是分布在晶粒之間的微小孔洞，要用顯微鏡才能觀察出來，這種縮松的分布更為廣泛，有時(shí)遍及整個(gè)截能觀察出來，這種縮松的分布更為廣泛，有時(shí)遍及整個(gè)截面。顯微縮松難以完全避免，對于一般鑄件多不作為缺陷面。顯微縮松難以完全避免，對于一般鑄件多不作為缺陷處理，處理，第三節(jié) 鑄件缺陷分析（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)） 3.縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止 ： （1）按照順序凝固原則進(jìn)行凝固）按照順序凝固原則進(jìn)行凝固 ：就是在鑄件可能出現(xiàn)：就是在鑄件可能出現(xiàn)縮孔的縮孔的厚大部位通過安放冒口厚大部位通過安放冒口等工藝措施，使鑄件上

19、遠(yuǎn)離等工藝措施，使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，而后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口的部位先凝固，而后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。冒口本身凝固。 順序凝固缺點(diǎn)是鑄件各部分溫差較大，冷卻速度不一致，順序凝固缺點(diǎn)是鑄件各部分溫差較大，冷卻速度不一致，易產(chǎn)生鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形及裂紋等缺陷；冒口消耗金屬多、易產(chǎn)生鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形及裂紋等缺陷；冒口消耗金屬多、切割費(fèi)事。切割費(fèi)事。 (2)合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝 ：內(nèi)澆道應(yīng)從鑄件厚內(nèi)澆道應(yīng)從鑄件厚實(shí)處引入。實(shí)處引入。 (3)合理利用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施合理利用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施 ： 冒口冒口 在在鑄

20、件厚壁和熱節(jié)部位設(shè)置冒口；鑄件厚壁和熱節(jié)部位設(shè)置冒口； 冷鐵冷鐵 用金屬材料用金屬材料(鑄鐵、鑄鐵、鋼和銅等鋼和銅等)制成的激冷物稱為冷鐵。其作用是在鑄型中加制成的激冷物稱為冷鐵。其作用是在鑄型中加大鑄件某部分的冷卻速度，調(diào)節(jié)鑄件的凝固順序。大鑄件某部分的冷卻速度，調(diào)節(jié)鑄件的凝固順序。 第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） （4） 補(bǔ)貼補(bǔ)貼 ：對于壁厚均勻的薄壁件，：對于壁厚均勻的薄壁件，只用增加冒口直徑和高度的辦法來增加冒只用增加冒口直徑和高度的辦法來增加冒口的有效補(bǔ)縮距離，效果往往不顯著，其口的有效補(bǔ)縮距離，效果往往不顯著，其內(nèi)部仍然產(chǎn)生縮孔

21、和縮松現(xiàn)象內(nèi)部仍然產(chǎn)生縮孔和縮松現(xiàn)象（如下頁圖（如下頁圖512(a)）。若在鑄件壁上部靠近冒口處增加。若在鑄件壁上部靠近冒口處增加一個(gè)楔形厚度，造成一個(gè)向冒口逐漸遞增一個(gè)楔形厚度，造成一個(gè)向冒口逐漸遞增的溫度梯度，這樣就可大大增加冒口的有的溫度梯度，這樣就可大大增加冒口的有效補(bǔ)縮距離，消除縮孔。所增加的楔形部效補(bǔ)縮距離，消除縮孔。所增加的楔形部分，稱為補(bǔ)貼分，稱為補(bǔ)貼（如下頁圖（如下頁圖512(b)）。 第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)）第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 二、鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和

22、裂紋二、鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋 1.鑄造內(nèi)應(yīng)力鑄造內(nèi)應(yīng)力 鑄件固態(tài)收縮受到阻礙而引起的內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄造內(nèi)鑄件固態(tài)收縮受到阻礙而引起的內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄造內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)力。 鑄造內(nèi)應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因，可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)鑄造內(nèi)應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因，可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種。力兩種。 (1)熱應(yīng)力熱應(yīng)力 它是由于鑄件壁厚不均勻、各部分冷卻速度它是由于鑄件壁厚不均勻、各部分冷卻速度不同，以致在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的。不同，以致在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的。落砂后熱應(yīng)力仍存在于鑄件內(nèi)，是一種殘留鑄造內(nèi)應(yīng)力。落砂后熱應(yīng)力仍存在于鑄件內(nèi)，是一種殘留鑄造內(nèi)應(yīng)力。（見（見P45圖圖2-8）

23、 (2)機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力 鑄件的固態(tài)收縮鑄件的固態(tài)收縮(即線收縮即線收縮)受到鑄型、型受到鑄型、型芯、澆注系統(tǒng)、冒口或箱擋等的阻礙而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力芯、澆注系統(tǒng)、冒口或箱擋等的阻礙而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力(也也稱收縮應(yīng)力稱收縮應(yīng)力)。 （見（見P45圖圖2-10）第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） (3)鑄造內(nèi)應(yīng)力的防止鑄造內(nèi)應(yīng)力的防止 設(shè)計(jì)鑄件時(shí)盡量使其壁厚均勻，形狀對稱、減小熱設(shè)計(jì)鑄件時(shí)盡量使其壁厚均勻，形狀對稱、減小熱節(jié)；盡量避免牽制收縮結(jié)構(gòu)，使鑄件各部分能自由收縮。節(jié)；盡量避免牽制收縮結(jié)構(gòu)，使鑄件各部分能自由收縮。 設(shè)計(jì)鑄件的澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采取設(shè)計(jì)鑄

24、件的澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采取“同時(shí)凝固同時(shí)凝固”的原的原則。（見則。（見P45圖圖2-9） 造型工藝上，采取相應(yīng)措施減小鑄造內(nèi)應(yīng)力，如改造型工藝上，采取相應(yīng)措施減小鑄造內(nèi)應(yīng)力，如改善鑄型、型芯的退讓性，合理設(shè)置澆口、胃口等。善鑄型、型芯的退讓性，合理設(shè)置澆口、胃口等。 減少鑄型與鑄件的溫度差。例如，在金屬型鑄造和減少鑄型與鑄件的溫度差。例如，在金屬型鑄造和熔模鑄造時(shí)對鑄型預(yù)熱，可有效地減少鑄件的熱應(yīng)力。熔模鑄造時(shí)對鑄型預(yù)熱，可有效地減少鑄件的熱應(yīng)力。 去應(yīng)力退火。去應(yīng)力退火。第三節(jié) 鑄件缺陷分析（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)） 2鑄件的變形與防止鑄件的變形與防止 （了解要求）（了解要求） 如前所述，當(dāng)鑄件的

25、殘留應(yīng)力以熱應(yīng)力為如前所述，當(dāng)鑄件的殘留應(yīng)力以熱應(yīng)力為主時(shí)，鑄件中冷卻較慢的部分有殘留拉應(yīng)主時(shí)，鑄件中冷卻較慢的部分有殘留拉應(yīng)力，冷卻較快的部分有殘留壓應(yīng)力。處于力，冷卻較快的部分有殘留壓應(yīng)力。處于這種不穩(wěn)定狀態(tài)的鑄件，將自發(fā)地通過一這種不穩(wěn)定狀態(tài)的鑄件，將自發(fā)地通過一定的變形來減緩其內(nèi)應(yīng)力，以趨于穩(wěn)定狀定的變形來減緩其內(nèi)應(yīng)力，以趨于穩(wěn)定狀態(tài)。顯然，只有原來受拉應(yīng)力的部分產(chǎn)生態(tài)。顯然，只有原來受拉應(yīng)力的部分產(chǎn)生壓縮變形、受壓應(yīng)力的部分產(chǎn)生拉伸變形，壓縮變形、受壓應(yīng)力的部分產(chǎn)生拉伸變形，才能使鑄件中的殘余內(nèi)應(yīng)力減少或消除。才能使鑄件中的殘余內(nèi)應(yīng)力減少或消除。第三節(jié) 鑄件缺陷分析（第一章 鑄造工藝

26、基礎(chǔ)） 圖圖516所示為車床床身由熱應(yīng)力導(dǎo)致的撓曲變所示為車床床身由熱應(yīng)力導(dǎo)致的撓曲變形示意圖其導(dǎo)軌部分因較厚受拉應(yīng)力而縮短，形示意圖其導(dǎo)軌部分因較厚受拉應(yīng)力而縮短，床壁部分因較薄受壓應(yīng)力而伸長。于是產(chǎn)生導(dǎo)軌床壁部分因較薄受壓應(yīng)力而伸長。于是產(chǎn)生導(dǎo)軌面下凹的變形現(xiàn)象。面下凹的變形現(xiàn)象。 有的鑄件雖無明顯變形，但經(jīng)切削加工后，破壞有的鑄件雖無明顯變形，但經(jīng)切削加工后，破壞了鑄造應(yīng)力的平衡，又產(chǎn)生微量變形甚至裂紋。了鑄造應(yīng)力的平衡，又產(chǎn)生微量變形甚至裂紋。如圖如圖517(a)所示圓柱體鑄件，由于心部冷卻比所示圓柱體鑄件，由于心部冷卻比表層慢，結(jié)果心部產(chǎn)生拉應(yīng)力，表層產(chǎn)生壓應(yīng)力。表層慢，結(jié)果心部產(chǎn)生

27、拉應(yīng)力，表層產(chǎn)生壓應(yīng)力。于是心部總是力圖變短，外層總是力圖變長。當(dāng)于是心部總是力圖變短，外層總是力圖變長。當(dāng)外表面被加工掉一層后，心部所受拉應(yīng)力減小，外表面被加工掉一層后，心部所受拉應(yīng)力減小，鑄件變短如圖鑄件變短如圖517(b)。當(dāng)在心部鉆孔后，表層。當(dāng)在心部鉆孔后，表層所受壓應(yīng)力減小，鑄件變長如圖所受壓應(yīng)力減小，鑄件變長如圖517(c)。若從。若從側(cè)面切去一層，則會產(chǎn)生圖側(cè)面切去一層，則會產(chǎn)生圖517(d)所示的彎曲所示的彎曲變形。變形。第三節(jié) 鑄件缺陷分析（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 3、處理方法、處理方法 時(shí)

28、效處理分時(shí)效處理分自然時(shí)效自然時(shí)效和和人工時(shí)效人工時(shí)效兩種。兩種。 自然時(shí)效是將有殘留應(yīng)力的鑄件放置露天場地，經(jīng)數(shù)月至自然時(shí)效是將有殘留應(yīng)力的鑄件放置露天場地，經(jīng)數(shù)月至半年以上，使其內(nèi)應(yīng)力慢慢自然釋放。半年以上，使其內(nèi)應(yīng)力慢慢自然釋放。 人工時(shí)效是將鑄件加熱到人工時(shí)效是將鑄件加熱到550650進(jìn)行去應(yīng)力退進(jìn)行去應(yīng)力退火，它比自然時(shí)效速度快、內(nèi)應(yīng)力去除較徹底，故應(yīng)用廣火，它比自然時(shí)效速度快、內(nèi)應(yīng)力去除較徹底，故應(yīng)用廣泛。時(shí)效處理宜在粗加工之后進(jìn)行，這樣既有利于原有內(nèi)泛。時(shí)效處理宜在粗加工之后進(jìn)行，這樣既有利于原有內(nèi)應(yīng)力的消除，又可將粗加工過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力一并消應(yīng)力的消除，又可將粗加工過程中所

29、產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力一并消除。除。第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 3鑄件的裂紋與防止鑄件的裂紋與防止 當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件將產(chǎn)生裂當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件將產(chǎn)生裂紋。裂紋是鑄件的嚴(yán)重缺陷，多使鑄件報(bào)廢。按裂紋形成紋。裂紋是鑄件的嚴(yán)重缺陷，多使鑄件報(bào)廢。按裂紋形成的溫度范圍可分熱裂和冷裂兩種。的溫度范圍可分熱裂和冷裂兩種。 (1)熱裂熱裂 熱裂是鑄件在高溫下產(chǎn)生的裂紋。其裂紋特征熱裂是鑄件在高溫下產(chǎn)生的裂紋。其裂紋特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)有氧化色。是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)有氧化色。 (2)冷裂冷

30、裂 冷裂是鑄件處于彈性狀態(tài)即在低溫時(shí)形成的裂冷裂是鑄件處于彈性狀態(tài)即在低溫時(shí)形成的裂紋。其形狀特征是：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，具有金屬紋。其形狀特征是：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，具有金屬光澤或呈輕微氧化色。光澤或呈輕微氧化色。 為防止鑄件熱裂和冷裂，除應(yīng)設(shè)法減小鑄造內(nèi)應(yīng)力外，為防止鑄件熱裂和冷裂，除應(yīng)設(shè)法減小鑄造內(nèi)應(yīng)力外，還應(yīng)控制鋼、鐵的含還應(yīng)控制鋼、鐵的含S、P量。量。 第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 三、鑄件中的氣孔三、鑄件中的氣孔 根據(jù)氣體的來源，可將氣孔分為侵入氣孔、析出氣孔根據(jù)氣體的來源，可將氣孔分為侵入氣孔、析出氣孔和反應(yīng)氣孔三種

31、類型。和反應(yīng)氣孔三種類型。 1侵入氣孔侵入氣孔 侵入氣孔是由于砂型表面聚集的氣體侵人金屬液中而侵入氣孔是由于砂型表面聚集的氣體侵人金屬液中而形成的氣孔。侵入氣孔的特征是：多位于鑄件上表面附近，形成的氣孔。侵入氣孔的特征是：多位于鑄件上表面附近，尺寸較大，孔的內(nèi)表面被氧化。尺寸較大，孔的內(nèi)表面被氧化。 侵入性氣體主要來自造型材料中的水分、粘結(jié)劑和各侵入性氣體主要來自造型材料中的水分、粘結(jié)劑和各種附加物。水不僅發(fā)氣量大，且發(fā)氣的臨界溫度最低。種附加物。水不僅發(fā)氣量大，且發(fā)氣的臨界溫度最低。 侵入氣孔的形成過程，當(dāng)金屬液澆入鑄型后，型壁表侵入氣孔的形成過程，當(dāng)金屬液澆入鑄型后，型壁表層的水分迅速汽化

32、、并向型壁表層遷移。層的水分迅速汽化、并向型壁表層遷移。 預(yù)防侵入氣孔的基本途徑是降低型砂預(yù)防侵入氣孔的基本途徑是降低型砂(芯砂芯砂)的發(fā)氣量和增的發(fā)氣量和增加鑄型的排氣能力。加鑄型的排氣能力。第三節(jié)鑄件缺陷分析第三節(jié)鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 2析出氣孔析出氣孔 溶解于金屬液中的氣體在冷凝過程中，因氣體溶解于金屬液中的氣體在冷凝過程中，因氣體溶解度下降而析出，鑄件因此而形成的氣孔稱為溶解度下降而析出，鑄件因此而形成的氣孔稱為析出氣孔。析出氣孔的特征是：尺寸細(xì)小，多而析出氣孔。析出氣孔的特征是：尺寸細(xì)小，多而分散，形狀多為圓形、橢圓形或針狀，有時(shí)遍及分散，形狀多

33、為圓形、橢圓形或針狀，有時(shí)遍及整個(gè)鑄件截面整個(gè)鑄件截面 金屬所以吸收氣體是由于金屬在熔化和澆注過金屬所以吸收氣體是由于金屬在熔化和澆注過程中很難與氣體隔離，一些雙原子氣體程中很難與氣體隔離，一些雙原子氣體(如如H2N2、O2等等)可從爐料、爐氣等進(jìn)入金屬液中。其中，可從爐料、爐氣等進(jìn)入金屬液中。其中，氫因不與金屬形成化合物，原子直徑較小，故較氫因不與金屬形成化合物，原子直徑較小，故較易溶解于金屬。易溶解于金屬。第三節(jié)第三節(jié) 鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析（第一章（第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)）鑄造工藝基礎(chǔ)） 3反應(yīng)氣孔反應(yīng)氣孔 澆入鑄型中的金屬液與鑄型材料、冷鐵或熔渣之澆入鑄型中的金屬液與鑄型材料、冷鐵或熔

34、渣之間，因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而形成的氣孔稱為反應(yīng)間，因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而形成的氣孔稱為反應(yīng)氣孔。氣孔。第一章第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ) 思考與復(fù)習(xí)題思考與復(fù)習(xí)題 1.什么叫合金的流動性？影響合金流動性的因素什么叫合金的流動性？影響合金流動性的因素有哪些？流動性不足時(shí)鑄件易產(chǎn)生哪些有哪些？流動性不足時(shí)鑄件易產(chǎn)生哪些 ？ 2.為什么盡量選擇共晶成分或結(jié)晶間隔窄的合金為什么盡量選擇共晶成分或結(jié)晶間隔窄的合金作為鑄造合金？作為鑄造合金？ 3.既然提高澆注溫度可提高合金的充型能力，但既然提高澆注溫度可提高合金的充型能力，但為什么又要防止?jié)沧囟冗^高？為什么又要防止?jié)沧囟冗^高？ 4.什么是鑄件的熱裂

35、和冷裂？什么是鑄件的熱裂和冷裂？ 各有何特征？各有何特征？ 5.（教材（教材P48復(fù)習(xí)題）復(fù)習(xí)題） 第二章第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄件的生產(chǎn) 第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn) 一、灰鑄鐵一、灰鑄鐵 按照鐵水處理方法的不同，灰鑄鐵可分為普通灰鑄鐵按照鐵水處理方法的不同，灰鑄鐵可分為普通灰鑄鐵和孕育鑄鐵兩大類。（牌號：例如和孕育鑄鐵兩大類。（牌號：例如HT200） 1普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵 指出爐鐵水不經(jīng)任何處理而制成的鑄鐵，如指出爐鐵水不經(jīng)任何處理而制成的鑄鐵，如HTl00和和HT150均屬這類鑄鐵。普通灰鑄鐵也稱低強(qiáng)度灰鑄鐵，其均屬這類鑄鐵。普通灰鑄鐵也稱低強(qiáng)度灰鑄鐵，其碳、硅含

36、量較高碳、硅含量較高(3.0%3.7%C，1.82.4Si)。 普通灰鑄鐵的主要缺點(diǎn)是壁厚敏感性較大，鑄件壁愈普通灰鑄鐵的主要缺點(diǎn)是壁厚敏感性較大，鑄件壁愈大時(shí)，石墨片愈粗大，強(qiáng)度愈低。當(dāng)截面增加到大時(shí)，石墨片愈粗大，強(qiáng)度愈低。當(dāng)截面增加到100mm時(shí)，強(qiáng)度可下降時(shí)，強(qiáng)度可下降50%左右。故普通灰鑄鐵不宜制造壁厚較左右。故普通灰鑄鐵不宜制造壁厚較大的鑄件，僅適用于制造受力較小、形狀復(fù)雜的中小型鑄大的鑄件，僅適用于制造受力較小、形狀復(fù)雜的中小型鑄件。件。第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn) （第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 2孕育鑄鐵孕育鑄鐵 為了進(jìn)一步提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，在生產(chǎn)上常采用為了進(jìn)

37、一步提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，在生產(chǎn)上常采用孕育處理孕育處理(也稱變質(zhì)處理也稱變質(zhì)處理)。其方法是：澆注前，往鐵水中。其方法是：澆注前，往鐵水中加入一定量的孕育劑加入一定量的孕育劑(硅鐵或硅鈣合金硅鐵或硅鈣合金)造成人為晶核，以造成人為晶核，以改變鐵水的結(jié)晶條件，使其獲得細(xì)晶粒的珠光體基體組織改變鐵水的結(jié)晶條件，使其獲得細(xì)晶粒的珠光體基體組織和均勻細(xì)小片狀的石墨。這種方法處理后的鑄鐵叫和均勻細(xì)小片狀的石墨。這種方法處理后的鑄鐵叫“孕育孕育鑄鐵鑄鐵”或或“變質(zhì)鑄鐵變質(zhì)鑄鐵”，也稱高強(qiáng)度鑄鐵。，也稱高強(qiáng)度鑄鐵。 孕育鑄鐵的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度、硬度比普通灰鑄孕育鑄鐵的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度、硬度比普通灰

38、鑄鐵有顯著提高。其抗拉強(qiáng)度為鐵有顯著提高。其抗拉強(qiáng)度為250400MPa；由于孕育；由于孕育鑄鐵的石墨仍為片狀，本質(zhì)仍屬于灰鑄鐵，所以其塑性、鑄鐵的石墨仍為片狀，本質(zhì)仍屬于灰鑄鐵，所以其塑性、韌性仍然很低；其組織和性能的均勻性較高，壁厚敏感性韌性仍然很低；其組織和性能的均勻性較高，壁厚敏感性很小，適用于要求較高強(qiáng)度、高耐磨性或高氣密性的鑄件很小，適用于要求較高強(qiáng)度、高耐磨性或高氣密性的鑄件如機(jī)床床身、發(fā)動機(jī)氣缸體如機(jī)床床身、發(fā)動機(jī)氣缸體 。 （具體應(yīng)用見（具體應(yīng)用見P53表表2-3） 第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn) （第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 3.灰鑄鐵中的碳的存在形式與石墨化灰鑄

39、鐵中的碳的存在形式與石墨化 灰鑄鐵中的碳以兩種形式存在：化合碳灰鑄鐵中的碳以兩種形式存在：化合碳(Fe3C )和石墨。和石墨。 -若化合碳為若化合碳為0.8%時(shí)，為時(shí)，為P灰口鑄鐵；（可作氣缸體、灰口鑄鐵；（可作氣缸體、機(jī)床床身等）機(jī)床床身等） -若化合碳為若化合碳為0.8%時(shí)，為（時(shí)，為（P+F）灰口鑄鐵；（可作）灰口鑄鐵；（可作一般機(jī)件如機(jī)架、法蘭等）一般機(jī)件如機(jī)架、法蘭等） -若全部為石墨時(shí)，為若全部為石墨時(shí)，為F灰口鑄鐵。（強(qiáng)度很低，少用）灰口鑄鐵。（強(qiáng)度很低，少用） 由由P灰口鑄鐵灰口鑄鐵- （P+F）灰口鑄鐵）灰口鑄鐵- F灰口鑄鐵，石墨灰口鑄鐵，石墨片越粗大。片越粗大。 灰鑄鐵中

40、的石墨以片狀形式存在，對基體金屬有割裂灰鑄鐵中的石墨以片狀形式存在，對基體金屬有割裂作用，令其強(qiáng)度不高。作用，令其強(qiáng)度不高。第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn) （第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 由上述可見，灰鑄鐵性能受其石墨化程度影響。而石由上述可見，灰鑄鐵性能受其石墨化程度影響。而石墨化程度又受化學(xué)成分和冷速影響。墨化程度又受化學(xué)成分和冷速影響。 1）化學(xué)成分影響：）化學(xué)成分影響： C、Si促進(jìn)石墨化，促進(jìn)石墨化，Si量不能太少，否則即使量不能太少，否則即使C多也無多也無法石墨化法石墨化 ； S阻礙石墨化，阻礙石墨化，Mn則消除則消除S的影響，的影響，MnS輕，上浮排出。輕，上浮排出。 P

41、影響不大，能提高流動性，但有冷脆性。影響不大，能提高流動性，但有冷脆性。 2）快速冷卻，石墨化難以進(jìn)行得硬而脆的白口鑄鐵，需）快速冷卻，石墨化難以進(jìn)行得硬而脆的白口鑄鐵，需較慢冷卻得灰口鑄鐵。較慢冷卻得灰口鑄鐵。 （除上述灰口鑄鐵外，鑄鐵按石墨形態(tài)分以下幾種）（除上述灰口鑄鐵外，鑄鐵按石墨形態(tài)分以下幾種）第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn) （第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 二、可鍛鑄鐵二、可鍛鑄鐵 -將白口鑄鐵經(jīng)長期石墨化退火可得可鍛將白口鑄鐵經(jīng)長期石墨化退火可得可鍛鑄鐵。鑄鐵。 石墨形態(tài)：團(tuán)絮狀。（對基體金屬割裂作石墨形態(tài)：團(tuán)絮狀。（對基體金屬割裂作用減輕）用減輕） 牌號：例牌號：例 KH

42、T350-10 （說明符號的意義）（說明符號的意義） 應(yīng)用：三通、閥門、彎頭等應(yīng)用：三通、閥門、彎頭等（見見P54表表2-4） 注意：可鍛鑄鐵雖有塑性，但還不算好，注意：可鍛鑄鐵雖有塑性，但還不算好，故還不能鍛造。故還不能鍛造。第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn) （第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 三、球墨鑄鐵三、球墨鑄鐵 在鐵水中加入在鐵水中加入“球化劑球化劑”和和“孕育劑孕育劑”，使鑄，使鑄鐵中的石墨呈鐵中的石墨呈“球狀球狀”，得球墨鑄鐵。，得球墨鑄鐵。 石墨形態(tài)：球狀。石墨形態(tài)：球狀。 牌號：例牌號：例 QT600-3 應(yīng)用：其機(jī)械性能遠(yuǎn)超應(yīng)用：其機(jī)械性能遠(yuǎn)超HT，具良好鑄造，具良好鑄造

43、 性能、性能、切削性能等?？勺髌嚒⑼侠瓩C(jī)曲軸切削性能等?？勺髌?、拖拉機(jī)曲軸（詳見詳見P55表表2-5.） 四、白口鑄鐵四、白口鑄鐵 全是硬而脆的滲碳體，用作鐵鍋、犁鏵等材料。全是硬而脆的滲碳體，用作鐵鍋、犁鏵等材料。第二節(jié) 鑄鐵的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 一、常用設(shè)備：沖天爐、反射爐、電弧爐和工頻爐等，其一、常用設(shè)備：沖天爐、反射爐、電弧爐和工頻爐等，其中沖天爐應(yīng)用最廣泛。中沖天爐應(yīng)用最廣泛。 第二節(jié)第二節(jié) 鑄鐵的熔煉工藝鑄鐵的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)）（其中，以沖天爐應(yīng)用最廣，下面簡述其熔煉過程。）（其中，以沖天爐應(yīng)用最廣，下面簡述其熔煉過程。） 二二、爐料爐料

44、： 1）金屬料（新生鐵、回爐鐵、）金屬料（新生鐵、回爐鐵、廢鋼和鐵合金廢鋼和鐵合金：硅鐵、錳鐵硅鐵、錳鐵） 2）燃料（焦炭：層焦和底焦）燃料（焦炭：層焦和底焦） 3）溶劑（石灰石、螢石），用以）溶劑（石灰石、螢石），用以降低高熔點(diǎn)爐渣熔點(diǎn)。降低高熔點(diǎn)爐渣熔點(diǎn)。第二節(jié)第二節(jié) 鑄鐵的熔煉工藝鑄鐵的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 三三、熔煉工藝熔煉工藝：（：（1）修爐；）修爐； （2）點(diǎn)火烘干；）點(diǎn)火烘干； （3）加底焦；）加底焦； （4）加爐料：溶劑）加爐料：溶劑金屬料金屬料層焦層焦（焦鐵比（焦鐵比1：10） （5）打開風(fēng)口，排出）打開風(fēng)口，排出CO； （6）預(yù)熱（）預(yù)熱（15-30min

45、），鼓風(fēng)；），鼓風(fēng)； （7）完成后先停止加料，后停止鼓風(fēng)。）完成后先停止加料，后停止鼓風(fēng)。 （8）打開爐底門用水澆滅剩料）打開爐底門用水澆滅剩料。第三節(jié) 鑄鋼的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 1熔煉設(shè)備 鑄鋼生產(chǎn)中的熔煉設(shè)備多采用三相電弧爐三相電弧爐。因?yàn)槿嚯娀t煉出的鋼液質(zhì)量好，每煉一爐鋼約為24小時(shí)。爐子容量一般為15t，三相電弧爐的構(gòu)造如圖67所示。 近年來感應(yīng)電爐感應(yīng)電爐煉鋼發(fā)展也很快，感應(yīng)電爐煉鋼加熱速度快、能源消耗少，氧化燒損較少，鋼水質(zhì)量高，且能煉各種高級合金鋼及含碳極低的鋼，適于小型鑄鋼件的生產(chǎn)。 第三節(jié)第三節(jié) 鑄鋼的熔煉工藝鑄鋼的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)

46、）第三節(jié)第三節(jié) 鑄鋼的熔煉工藝鑄鋼的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 2鑄造工藝鑄造工藝 鋼的澆注溫度高、比重大、流動性差，熔煉時(shí)鋼的澆注溫度高、比重大、流動性差，熔煉時(shí)易氧化和吸氣。鋼的體積收縮率均為鑄鐵易氧化和吸氣。鋼的體積收縮率均為鑄鐵的的2-3倍，倍，因此鑄造困難，容易產(chǎn)生澆不足、氣孔、縮孔、因此鑄造困難，容易產(chǎn)生澆不足、氣孔、縮孔、縮松、熱裂、粘砂等鑄造缺陷?？s松、熱裂、粘砂等鑄造缺陷。 要求要求型砂型砂(芯砂芯砂)的耐火性、強(qiáng)度、透氣性和退的耐火性、強(qiáng)度、透氣性和退讓性都比較高。鑄鋼一般用顆粒大而均勻的石英讓性都比較高。鑄鋼一般用顆粒大而均勻的石英砂，大鑄件常采用人工破碎的石

47、英砂。為防止粘砂，大鑄件常采用人工破碎的石英砂。為防止粘砂，鑄型表面還要涂以石英粉或鋯砂粉涂料。為砂，鑄型表面還要涂以石英粉或鋯砂粉涂料。為降低鑄型材料的發(fā)氣性、提高強(qiáng)度、改善填充條降低鑄型材料的發(fā)氣性、提高強(qiáng)度、改善填充條件，大件多采用水玻璃快干型。件，大件多采用水玻璃快干型。 第三節(jié)第三節(jié) 鑄鋼的熔煉工藝鑄鋼的熔煉工藝（第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)） 一般說來，鑄鋼件都要安置冒口和冷鐵，一般說來，鑄鋼件都要安置冒口和冷鐵，使之實(shí)現(xiàn)順序凝固。使之實(shí)現(xiàn)順序凝固。 3鑄鋼件的熱處理鑄鋼件的熱處理 熱處理：正火處理、退火處理等。熱處理：正火處理、退火處理等。第二章第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄

48、件的生產(chǎn) （思考與練習(xí)題）思考與練習(xí)題） 1、下列鑄件宜選用哪類鑄造合金、下列鑄件宜選用哪類鑄造合金? 車床床身車床床身 摩托車氣缸體摩托車氣缸體 火車輪火車輪 氣缸套氣缸套 壓氣機(jī)曲軸壓氣機(jī)曲軸 坦坦克車履帶板克車履帶板 自來水管道彎頭自來水管道彎頭 減速器蝸輪減速器蝸輪 軸承座軸承座 2、（見、（見P61復(fù)習(xí)題）復(fù)習(xí)題）第三章第三章 砂型鑄造砂型鑄造知識點(diǎn)：第一節(jié)第一節(jié) 造型方法的選擇造型方法的選擇（第三章 砂型鑄造） 步驟一、步驟一、 兩項(xiàng)準(zhǔn)備工作：兩項(xiàng)準(zhǔn)備工作： 1、制造模樣和芯盒；、制造模樣和芯盒； 2、配制型砂和芯砂。、配制型砂和芯砂。第一節(jié)第一節(jié) 造型方法的選擇造型方法的選擇（第

49、三章 砂型鑄造） （步驟一）（步驟一）1、制造模樣和芯盒、制造模樣和芯盒 工藝要求：工藝要求： （1）若有加工面，則在制造模樣和芯盒時(shí)）若有加工面，則在制造模樣和芯盒時(shí)在加工表面留出加工余量（在加工表面留出加工余量（2.5-6mm). （2）為便于取出模樣，在平行于起模方向）為便于取出模樣，在平行于起模方向的模樣壁上增加一斜度（起模斜度的模樣壁上增加一斜度（起模斜度1-3） （3）考慮到收縮，模樣尺寸比鑄件大）考慮到收縮，模樣尺寸比鑄件大（HT：1%；鑄鋼：；鑄鋼：2%）。）。第一節(jié)第一節(jié) 造型方法的選擇造型方法的選擇（第三章 砂型鑄造） （步驟一）（步驟一）配制型砂和芯砂配制型砂和芯砂 （1

50、）材料：）材料：砂（石英砂）（砂（石英砂）（+）粘結(jié)劑（）粘結(jié)劑（+）附加物）附加物 粘結(jié)劑：（普通粘土；膨潤土粘結(jié)劑：（普通粘土；膨潤土 ） 8-10%. 水：水： 4-8%. 附加物：煤粉（防止粘砂）附加物：煤粉（防止粘砂） 2-4%. 木屑木屑 （提高退讓性）（提高退讓性）1-2%. （2）設(shè)備：混砂機(jī)。）設(shè)備：混砂機(jī)。 （3）質(zhì)量檢驗(yàn)：方法一、型砂芯砂性能試驗(yàn)儀）質(zhì)量檢驗(yàn)：方法一、型砂芯砂性能試驗(yàn)儀 方法二、手捏砂團(tuán)法。方法二、手捏砂團(tuán)法。第一節(jié)第一節(jié) 造型方法的選擇造型方法的選擇（第三章 砂型鑄造） （步驟一）（步驟一）配制型砂和芯砂配制型砂和芯砂 （4）型砂和芯砂應(yīng)具備的性能：）型

51、砂和芯砂應(yīng)具備的性能： 具具合適合適的強(qiáng)度；具有耐火性；具透氣性；的強(qiáng)度；具有耐火性；具透氣性；具退讓性。具退讓性。 （5）造型芯：）造型芯： 為加強(qiáng)其強(qiáng)度，在其中心放為加強(qiáng)其強(qiáng)度，在其中心放“芯骨芯骨”；在型；在型芯表面刷涂料（避免鑄件內(nèi)腔粘砂）芯表面刷涂料（避免鑄件內(nèi)腔粘砂） ；重要的；重要的型芯要烘干（減少氣孔的產(chǎn)生和提高強(qiáng)度和透氣型芯要烘干（減少氣孔的產(chǎn)生和提高強(qiáng)度和透氣性）。性）。第二節(jié)第二節(jié) 造型前澆注位置和分型面的選擇造型前澆注位置和分型面的選擇（第三章 砂型鑄造） 一、澆注位置的選擇原則一、澆注位置的選擇原則 （P67） 澆注位置澆注位置根據(jù)鑄件的質(zhì)量要求，確定鑄根據(jù)鑄件的質(zhì)量

52、要求，確定鑄件在砂型中所處的位置。件在砂型中所處的位置。 1.鑄件的重要加工面或主要工作面朝下；鑄件的重要加工面或主要工作面朝下； 2.鑄件的寬大平面朝下；鑄件的寬大平面朝下； 3.有大平面薄壁鑄件，薄壁部分朝下；有大平面薄壁鑄件，薄壁部分朝下； 4.有厚壁的鑄件，其厚的部分放于上部。有厚壁的鑄件，其厚的部分放于上部。（利（利于補(bǔ)縮，防止氣孔）于補(bǔ)縮，防止氣孔）第二節(jié)第二節(jié) 造型前澆注位置和分型面的選擇造型前澆注位置和分型面的選擇 二、分型面的選擇原則二、分型面的選擇原則 （P68） 鑄件分型面的選擇正確與否是鑄造工藝鑄件分型面的選擇正確與否是鑄造工藝合理性的關(guān)鍵之一，選擇分型面時(shí)應(yīng)注意合理性的關(guān)鍵之一，選擇分型面時(shí)應(yīng)注意以下原則：以下原則： 第二節(jié)第二節(jié) 造型前澆注位置和分型面的選擇造型前澆注位置和分型面的選擇（第三章 砂型鑄造） 1. 應(yīng)盡量使分型面平直、數(shù)量少；應(yīng)盡量使分型面平直、數(shù)量少；（P68圖圖2-28、29） 2. 應(yīng)避免不必要