金屬工藝學(xué)第七章

1、第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章 鑄造成形n本章重難點(diǎn)：本章重難點(diǎn)： 合金的鑄造性能合金的鑄造性能 鑄造缺陷的防止鑄造缺陷的防止第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄鑄 造造 概概 述述 本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)n 鑄造的特點(diǎn)鑄造的特點(diǎn)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 鑄鑄 造造 概概 述述n鑄造定義鑄造定義n鑄造分類鑄造分類n鑄造的特點(diǎn)鑄造的特點(diǎn)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 歷史歷史：我國至少我國至少40004000年的鑄造史，較早掌握鑄造技術(shù)。年的鑄造史，較早掌握鑄造技術(shù)。 夏朝：鑄銅；夏朝：鑄銅； 周朝：鑄鐵。周朝：鑄鐵。 1. 鑄造的定義：n 金屬液金屬液重力場或其它力重力場或其它力（壓力、離心

2、力）（壓力、離心力） 充滿充滿鑄型鑄型毛坯或零件的工藝過程。毛坯或零件的工藝過程。當(dāng)代當(dāng)代： 我國鑄件的產(chǎn)量已超過我國鑄件的產(chǎn)量已超過31003100萬噸萬噸( (居世界之首居世界之首) )； 尺寸精度達(dá)到國際電工協(xié)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，尺寸精度達(dá)到國際電工協(xié)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)， 技術(shù)水平正在向國際水平接近。技術(shù)水平正在向國際水平接近。鑄造文化的代表鑄造文化的代表第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2、鑄造工藝的分類、鑄造工藝的分類： 砂型鑄造：砂型鑄造：用型砂作為主要造型材料的鑄造方法。用型砂作為主要造型材料的鑄造方法。 此類鑄件占鑄件總重量的此類鑄件占鑄件總重量的8080以上。以上。 特種鑄造：特種鑄造：

3、除砂型鑄造外的鑄造方法。除砂型鑄造外的鑄造方法。 如熔模鑄造、壓力鑄造等。如熔模鑄造、壓力鑄造等。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形適于做復(fù)雜外形，特別是適于做復(fù)雜外形，特別是復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯。復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯。適應(yīng)性強(qiáng)，重量，壁厚，適應(yīng)性強(qiáng)，重量，壁厚，形狀，材料種類幾乎不受形狀，材料種類幾乎不受限制。限制。成本低，原材料來源廣泛，成本低，原材料來源廣泛， 價(jià)格低廉價(jià)格低廉, ,一般不需要昂一般不需要昂貴的設(shè)備。貴的設(shè)備。脆性金屬和合金脆性金屬和合金( (如鑄鐵如鑄鐵等等) )，鑄造鑄造是唯一可行的是唯一可行的工藝。工藝。優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)3、鑄造的特點(diǎn)（重點(diǎn)）工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝工藝過程比較復(fù)雜，一

4、些工藝過程還難以控制。過程還難以控制。鑄件內(nèi)部組織的均勻性、致密性一鑄件內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差。般較差。鑄件易出現(xiàn)缺陷（縮孔、縮松、氣鑄件易出現(xiàn)缺陷（縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾砂、裂紋等），產(chǎn)品孔、砂眼、夾砂、裂紋等），產(chǎn)品 質(zhì)量不夠穩(wěn)定。質(zhì)量不夠穩(wěn)定。鑄件力學(xué)性能比同類材料的塑性成鑄件力學(xué)性能比同類材料的塑性成形件低形件低. .缺缺 點(diǎn)點(diǎn)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第一節(jié) 合金的鑄造性能第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第一節(jié) 合金的鑄造性能 本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)n流動(dòng)性及影響因素流動(dòng)性及影響因素n收縮性及影響因素收縮性及影響因素n鑄造缺陷鑄造缺陷第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第一節(jié)第一

5、節(jié) 合金的鑄造性能合金的鑄造性能 流動(dòng)性流動(dòng)性 收縮性收縮性 應(yīng)力、變形和裂紋應(yīng)力、變形和裂紋 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形一、液態(tài)合金的流動(dòng)性一、液態(tài)合金的流動(dòng)性n是指液態(tài)金屬的流動(dòng)能力。是指液態(tài)金屬的流動(dòng)能力。n是衡量鑄造合金鑄造性能優(yōu)劣的主要標(biāo)志之一。是衡量鑄造合金鑄造性能優(yōu)劣的主要標(biāo)志之一。n1.1.流動(dòng)性測試流動(dòng)性測試 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形合金流動(dòng)性的比較*鑄鐵的流動(dòng)性鑄鐵的流動(dòng)性*鑄鋼的流動(dòng)性鑄鋼的流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動(dòng)性好，鑄鋼的流動(dòng)性差。實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動(dòng)性好，鑄鋼的流動(dòng)性差。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2.2.影響因素影響因素ab

6、1)1)鑄件的凝固方式鑄件的凝固方式 逐層凝固逐層凝固 糊狀凝固糊狀凝固 中間凝固中間凝固 表層表層中心中心t t鑄件鑄件固相線固相線液相線液相線成分成分溫度溫度表層表層中心中心t t鑄件鑄件液液固固液液c表層表層中心中心S St t鑄件鑄件溫度溫度液相線液相線固固凝固區(qū)凝固區(qū)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 a)a)主要取決于主要取決于合金成分。合金成分。 a a1 1 ）在恒溫下凝固）在恒溫下凝固a a2 2 ）在一定溫度范圍內(nèi)凝固）在一定溫度范圍內(nèi)凝固202040406060808020204040606080800 0流動(dòng)性（流動(dòng)性（cmcm）共晶成分的合金共晶成分的合金（純金屬除外），

7、（純金屬除外），流動(dòng)性流動(dòng)性好。好。100100200200300300溫度（溫度（）0 0a a1 1a a2 22) 2) 影響因素影響因素 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形b) b) 澆注條件澆注條件澆注溫度澆注溫度 一般一般T T澆澆越高，粘度越小，流動(dòng)性越好。越高，粘度越小，流動(dòng)性越好。充型壓力充型壓力 在流動(dòng)方向上所受的壓力越大，流動(dòng)性越好。在流動(dòng)方向上所受的壓力越大，流動(dòng)性越好。鑄型的結(jié)構(gòu)：鑄型的結(jié)構(gòu)：復(fù)雜，流動(dòng)阻力越大，流動(dòng)性越差復(fù)雜，流動(dòng)阻力越大，流動(dòng)性越差c)c)鑄型材料鑄型材料鑄型的導(dǎo)熱性鑄型的導(dǎo)熱性: : ，液態(tài)金屬溫度，液態(tài)金屬溫度，流動(dòng)性越差，流動(dòng)性越差鑄型溫度鑄型溫

8、度: : ，液態(tài)金屬與鑄型的溫差，液態(tài)金屬與鑄型的溫差，流動(dòng)性越差，流動(dòng)性越差鑄型排氣鑄型排氣: : ，流動(dòng)阻力，流動(dòng)阻力 ，流動(dòng)性越差。，流動(dòng)性越差。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 二、合金的收縮性二、合金的收縮性收縮的階段收縮的階段 收縮的影響因素收縮的影響因素縮孔與縮松縮孔與縮松鑄造應(yīng)力、變形與裂紋鑄造應(yīng)力、變形與裂紋第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1.1.合金的收縮經(jīng)歷三個(gè)階段：合金的收縮經(jīng)歷三個(gè)階段： 液態(tài)收縮：液態(tài)收縮：T T澆澆 T T液液 固態(tài)收縮：固態(tài)收縮：T T固固 T T室室 凝固收縮：凝固收縮：T T液液 T T固固縮孔或縮松縮孔或縮松的基本原因。的基本原因。 體收縮：體

9、收縮：線收縮：線收縮：應(yīng)力、變形、裂紋應(yīng)力、變形、裂紋的基本原因。的基本原因。 體收縮體收縮線收縮線收縮第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 2.2. 影響收縮的因素影響收縮的因素n化學(xué)成分：化學(xué)成分： C C、SiSi促進(jìn)石墨化收縮促進(jìn)石墨化收縮; ; Mn Mn、SS阻礙石墨化收縮阻礙石墨化收縮. .n澆注溫度：澆注溫度：n鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件：鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件：溫度溫度，收縮，收縮。對(duì)收縮的制約程度。對(duì)收縮的制約程度。上型下型第七章第七章 鑄造成形鑄造成形3.3.縮孔與縮松縮孔與縮松 液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的體積得不到

10、補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些減的體積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞孔洞 。大而集中大而集中的稱為的稱為縮孔縮孔，細(xì)小而分散細(xì)小而分散的稱為的稱為縮松縮松。a) a) 縮孔和縮松的形成縮孔和縮松的形成第七章第七章 鑄造成形鑄造成形縮孔與縮松的形成縮孔與縮松的形成第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄件熱節(jié)處的縮孔與縮松鑄件熱節(jié)處的縮孔與縮松第七章第七章 鑄造成形鑄造成形n縮孔縮孔n基本原因：基本原因： 液態(tài)收縮和凝固收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮。n基本條件：基本條件： 逐層凝固。逐層凝固。n產(chǎn)生部位：產(chǎn)生部位： 鑄件上部或最后凝固鑄件上部或最后凝固的部位。的部位?？s孔和縮松對(duì)比縮孔

11、和縮松對(duì)比n縮松縮松n基本原因：基本原因： 液態(tài)收縮和凝固收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮。n基本條件：基本條件： 糊狀凝固糊狀凝固. .n產(chǎn)生部位：產(chǎn)生部位： 鑄件的軸線區(qū)域、厚鑄件的軸線區(qū)域、厚大部位或澆口部位。大部位或澆口部位。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形b) b) 縮孔的防止縮孔的防止 采用定向凝固原則，對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。采用定向凝固原則，對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。 即將合金的縮孔引導(dǎo)到最后凝固部位，再以合金液補(bǔ)即將合金的縮孔引導(dǎo)到最后凝固部位，再以合金液補(bǔ)縮，獲得組織致密的鑄件?？s，獲得組織致密的鑄件。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形暗冒口暗冒口冒口冒口 儲(chǔ)存補(bǔ)縮用金屬儲(chǔ)存補(bǔ)縮用金屬液的空腔。液的空腔。

12、冷鐵冷鐵熱節(jié)熱節(jié)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形縮孔的防止縮孔的防止 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形選擇共晶成分的合金作鑄造合金的原因：選擇共晶成分的合金作鑄造合金的原因：n流動(dòng)性流動(dòng)性 共晶成分的合金，結(jié)晶溫度低，保持液態(tài)共晶成分的合金，結(jié)晶溫度低，保持液態(tài)的時(shí)間長，流動(dòng)性好。的時(shí)間長，流動(dòng)性好。n收縮性收縮性 共晶合金在恒溫下結(jié)晶，通常是逐層凝固，共晶合金在恒溫下結(jié)晶，通常是逐層凝固，傾向于形成集中縮孔，縮孔易于檢查和修補(bǔ)，傾向于形成集中縮孔，縮孔易于檢查和修補(bǔ)，便于采取工藝措施來防止。便于采取工藝措施來防止。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形4.4. 鑄造應(yīng)力、變形與裂紋鑄造應(yīng)力、變形與裂紋

13、鑄造應(yīng)力鑄造應(yīng)力 鑄件的變形鑄件的變形鑄件的裂紋鑄件的裂紋第七章第七章 鑄造成形鑄造成形（1 1）鑄造應(yīng)力）鑄造應(yīng)力 熱應(yīng)力熱應(yīng)力 收縮應(yīng)力收縮應(yīng)力 相變應(yīng)力相變應(yīng)力第七章第七章 鑄造成形鑄造成形熱應(yīng)力熱應(yīng)力由于鑄件壁厚不均勻由于鑄件壁厚不均勻-各部分冷卻速度不同各部分冷卻速度不同-鑄件各部鑄件各部分收縮不一致而引起的應(yīng)力。分收縮不一致而引起的應(yīng)力。 t tT T1 12 2t t0 0t t1 1t t2 2t t3 3T TH HT T臨臨T T室室t t0 0tt1 1: :塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)彈性狀態(tài)彈性狀態(tài)1 12 2+ +- -1 12 2t t1 1tt2 2：t t2 2tt3 3

14、：+ +- -1 12 21 12 2- -+ +1 12 2 熱應(yīng)力使鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或熱應(yīng)力使鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表層受壓縮。表層受壓縮。 熱應(yīng)力是剩余（或永久）應(yīng)力。熱應(yīng)力是剩余（或永久）應(yīng)力。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形相變應(yīng)力相變應(yīng)力 合金的固態(tài)相變帶來各部分體積發(fā)生不均衡變化引起的合金的固態(tài)相變帶來各部分體積發(fā)生不均衡變化引起的應(yīng)力。應(yīng)力。 收縮應(yīng)力收縮應(yīng)力 合金的線收縮受到鑄型、型芯、澆注系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而合金的線收縮受到鑄型、型芯、澆注系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。形成的內(nèi)應(yīng)力。 是暫時(shí)應(yīng)力。是暫時(shí)應(yīng)力。上型上型下型下型第七章第七章 鑄造成形鑄造成形減小和

15、消除鑄造應(yīng)力的方法減小和消除鑄造應(yīng)力的方法用用自然時(shí)效、人工時(shí)效自然時(shí)效、人工時(shí)效（去應(yīng)力退火）、（去應(yīng)力退火）、振動(dòng)時(shí)效振動(dòng)時(shí)效來消除。來消除。 減小措施減小措施a a、 同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則 將內(nèi)澆道開在薄壁處，厚壁部位將內(nèi)澆道開在薄壁處，厚壁部位 加冷鐵，減少溫差，但此時(shí)易導(dǎo)致縮松加冷鐵，減少溫差，但此時(shí)易導(dǎo)致縮松 。C C、在滿足使用性能的前提下，盡量選擇彈性模量和收縮在滿足使用性能的前提下，盡量選擇彈性模量和收縮 系數(shù)小的鑄造合金系數(shù)小的鑄造合金。 b b 、提高鑄型和型芯的退讓性提高鑄型和型芯的退讓性 消除機(jī)械阻礙，將鑄件放入消除機(jī)械阻礙，將鑄件放入 保溫坑中緩冷，減少應(yīng)力。保

16、溫坑中緩冷，減少應(yīng)力。 消除措施消除措施第七章第七章 鑄造成形鑄造成形（2 2）鑄件的變形與防止）鑄件的變形與防止 + +- -防止變形的方法：防止變形的方法：減少應(yīng)力的措施。減少應(yīng)力的措施。消除：消除：時(shí)效（人工時(shí)效、自然時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效）時(shí)效（人工時(shí)效、自然時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效）第七章第七章 鑄造成形鑄造成形（3 3）鑄件的裂紋與防止）鑄件的裂紋與防止 熱裂：熱裂：（凝固的末期，固相線附近）（凝固的末期，固相線附近） 形狀特征是：形狀特征是： 裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、斷口呈氧化色。裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、斷口呈氧化色。 防止：防止： 應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。應(yīng)盡量選擇凝固溫

17、度范圍小，熱裂傾向小的合金。 應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小收縮應(yīng)力。應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小收縮應(yīng)力。 對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制硫的含量，對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制硫的含量， 防止熱脆性。防止熱脆性。 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形冷裂冷裂：（彈性狀態(tài)時(shí)鑄造應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度（彈性狀態(tài)時(shí)鑄造應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度 ） 特征是：特征是：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，斷口有金屬光裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，斷口有金屬光 澤或輕微氧化色。澤或輕微氧化色。 防止：防止：1 1）使鑄件壁厚盡可能均勻；）使鑄件壁厚盡可能均勻；2 2）采用同時(shí)凝固的原則；）采用同時(shí)凝固的原則；3 3）對(duì)于鑄鋼件和鑄

18、鐵件，必須嚴(yán)格控制磷的）對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制磷的 含量，防止冷脆性。含量，防止冷脆性。 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造裂紋鑄造裂紋第七章第七章 鑄造成形鑄造成形本節(jié)小結(jié)合合金金鑄鑄造造性性能能凝凝 固固 方方 式式應(yīng)力與變形應(yīng)力與變形逐層凝固逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固糊狀凝固、中間凝固收收 縮縮 階段階段液態(tài)收縮、液態(tài)收縮、凝固收縮凝固收縮、固態(tài)收縮固態(tài)收縮縮孔、縮松縮孔、縮松原因、材質(zhì)、措施（定向凝固）原因、材質(zhì)、措施（定向凝固）原因、措施（同時(shí)凝固）原因、措施（同時(shí)凝固）第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)了解砂型鑄造的工藝特點(diǎn)了

19、解砂型鑄造的工藝特點(diǎn)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造n型砂和芯砂型砂和芯砂n造型方法造型方法n砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形零件圖零件圖鑄造工藝圖鑄造工藝圖鑄鑄型型型型芯芯芯盒芯盒 芯砂芯砂型砂型砂模型模型熔化熔化合合 箱箱落砂、清理落砂、清理檢檢 驗(yàn)驗(yàn)鑄鑄 件件一、砂型鑄造的工藝過程一、砂型鑄造的工藝過程澆注澆注冷卻冷卻凝固凝固第七章第七章 鑄造成形鑄造成形看一下實(shí)際操看一下實(shí)際操作吧！作吧！熔熔化化金金屬屬第七章第七章 鑄造成形鑄造成形澆澆注注金金屬屬看一下實(shí)際操看一下實(shí)際操作吧！作吧！第七章第七章 鑄造成形鑄造成形看一下實(shí)際操看

20、一下實(shí)際操作吧！作吧！清清砂砂第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1. 鑄型結(jié)構(gòu)圖鑄型結(jié)構(gòu)圖二、砂型和型芯二、砂型和型芯第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2、型（芯）砂的性能對(duì)鑄件質(zhì)量的影響：、型（芯）砂的性能對(duì)鑄件質(zhì)量的影響：透氣性讓氣體透過并逸出的能力；透氣性讓氣體透過并逸出的能力；強(qiáng)強(qiáng) 度單位面積上承受的最大的力；度單位面積上承受的最大的力；耐火性抵抗高溫?zé)嶙饔玫哪芰?；耐火性抵抗高溫?zé)嶙饔玫哪芰Γ煌俗屝詼p少應(yīng)力。退讓性減少應(yīng)力。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2、機(jī)器造型、機(jī)器造型機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)機(jī)器造型的特點(diǎn)機(jī)器造型的特點(diǎn)將填砂、緊實(shí)和起模等將填砂、緊實(shí)和起模等 主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)

21、械化主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定適用于適用于中、小型中、小型鑄件的鑄件的成批、大批量生產(chǎn)成批、大批量生產(chǎn)三、造型方法三、造型方法1 1、手工造型：、手工造型：播放視頻播放視頻 適用于適用于單件、小批量生產(chǎn)，單件、小批量生產(chǎn)， 特別是特別是重型和形狀復(fù)雜的鑄件以及新產(chǎn)品試制重型和形狀復(fù)雜的鑄件以及新產(chǎn)品試制。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形3. 3. 造芯造芯n型芯的制造型芯的制造 可用手工制造，也可用機(jī)器制造；可用手工制造，也可用機(jī)器制造； 在大批量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用機(jī)器造芯。在大批量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用機(jī)器造芯。 在單件、成批生產(chǎn)中，多用手工造芯。在單件、成批生產(chǎn)中

22、，多用手工造芯。作用作用：形成鑄件內(nèi)腔，：形成鑄件內(nèi)腔， 或外形上妨礙起模的凸臺(tái)，凹槽等?；蛲庑紊戏恋K起模的凸臺(tái)，凹槽等。對(duì)砂芯的技術(shù)要求對(duì)砂芯的技術(shù)要求 1 1）在型芯上開通氣孔和氣道）在型芯上開通氣孔和氣道 2 2）在型芯里放置芯骨）在型芯里放置芯骨 3 3）上涂料及烘干）上涂料及烘干 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形四、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)四、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)工藝方案的確定，包括工藝方案的確定，包括鑄造工藝圖、鑄件圖、鑄造工藝圖、鑄件圖、鑄型裝配圖、工藝卡等鑄型裝配圖、工藝卡等技術(shù)文件的確定。技術(shù)文件的確定。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形砂型鑄造工藝圖的繪制砂型鑄

23、造工藝圖的繪制澆注位置的選擇澆注位置的選擇分型面的選擇分型面的選擇鑄造工藝參數(shù)的確定鑄造工藝參數(shù)的確定砂芯的設(shè)計(jì)砂芯的設(shè)計(jì)舉例舉例第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1 1、澆注位置的選定、澆注位置的選定 1 1）重要加工面和受力面）重要加工面和受力面應(yīng)朝下或位于側(cè)面，圖應(yīng)朝下或位于側(cè)面，圖7-177-17。 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 2 2）有利于補(bǔ)縮）有利于補(bǔ)縮，圖，圖7-187-18第七章第七章 鑄造成形鑄造成形3 3）鑄件的）鑄件的大平面應(yīng)朝下，圖大平面應(yīng)朝下，圖7-197-19 4 4）應(yīng)將）應(yīng)將薄壁部位薄壁部位置于鑄型置于鑄型下面下面或或側(cè)面?zhèn)让娴谄哒碌谄哒?鑄造成形鑄造成形2 2

24、、分型面的選擇、分型面的選擇 a) a) 兩箱造型兩箱造型 b) b) 三箱造型三箱造型第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1 1）選用較少的分型面。）選用較少的分型面。 分型面應(yīng)選擇平面，盡量在鑄件的最大截面處分型面應(yīng)選擇平面，盡量在鑄件的最大截面處第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2） 使鑄件的全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄使鑄件的全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄 件的尺寸精度。件的尺寸精度。 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形3 3）應(yīng)盡量減少砂芯數(shù)目，盡量使型腔及主要型芯）應(yīng)盡量減少砂芯數(shù)目，盡量使型腔及主要型芯 位于下箱。位于下箱。 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形3 3、型芯的設(shè)計(jì)、型芯的設(shè)

25、計(jì)型芯型芯功用：形成鑄件的功用：形成鑄件的內(nèi)腔內(nèi)腔, ,孔洞和孔洞和形狀復(fù)雜形狀復(fù)雜阻礙起模阻礙起模 部分的部分的外形。外形。包括：包括： 型芯的數(shù)量、形狀、型芯的數(shù)量、形狀、 模樣及芯盒的斜度、模樣及芯盒的斜度、 芯頭結(jié)構(gòu)、尺寸及下芯順序等。芯頭結(jié)構(gòu)、尺寸及下芯順序等。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形4 4、鑄造工藝參數(shù)的確定、鑄造工藝參數(shù)的確定加工余量；加工余量；線收縮率；線收縮率；起模斜度；起模斜度；最小鑄造孔和最小鑄造孔和槽的尺寸；槽的尺寸；工藝參數(shù)工藝參數(shù)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1 1）鑄造線收縮率）鑄造線收縮率= (L= (L模模-L-L鑄鑄)/L)/L模模 100% 100%

26、 （查表）（查表）通常通常灰鑄鐵灰鑄鐵為為0.70.71.0%1.0%，鑄造碳鋼鑄造碳鋼為為1.31.32.0%2.0%， 鋁硅合金鋁硅合金為為0.80.81.2%1.2%，錫青銅錫青銅為為1.21.21.4%1.4%2 2）加工余量）加工余量第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 3 3）起模斜度）起模斜度第七章第七章 鑄造成形鑄造成形4 4鑄孔鑄孔 生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量最小鑄出孔直徑最小鑄出孔直徑(mm)(mm)灰口鑄鐵件灰口鑄鐵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、小批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)1212151515153030303050503030505050505 5鑄造圓角鑄造圓角 第七

27、章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造工藝舉例：支撐座零件圖4- 26180502080800.81.6第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造工藝舉例確定澆鑄位置和分型面確定澆鑄位置和分型面1234第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造工藝舉例確定澆鑄位置和分型面確定澆鑄位置和分型面上下第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造工藝舉例確定加工余量確定加工余量上下第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造工藝舉例確定拔模斜度確定拔模斜度上下第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄造工藝舉例確定型芯確定型芯上下第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第三節(jié)第三節(jié) 特種鑄造特種鑄造 本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)n特種鑄造工藝的選擇特種鑄造工藝的選擇第七章第七

28、章 鑄造成形鑄造成形第三節(jié)第三節(jié) 特種鑄造特種鑄造n熔模鑄造熔模鑄造n金屬型鑄造金屬型鑄造n壓力鑄造壓力鑄造n低壓鑄造低壓鑄造n離心鑄造離心鑄造n陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造n消失模鑄造消失模鑄造第七章第七章 鑄造成形鑄造成形一、熔一、熔 模模 鑄鑄 造造 由由耐火材料耐火材料包覆包覆易熔模樣易熔模樣，待其，待其硬化干燥硬化干燥后，后，將將模樣熔去模樣熔去制成制成中空中空型殼，經(jīng)型殼，經(jīng)澆注澆注而獲得鑄件的一而獲得鑄件的一種成形工藝方法。種成形工藝方法。 1 1、工藝過程、工藝過程熔熔 模模 鑄鑄 造造第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2、熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍、熔模鑄

29、造的特點(diǎn)和適用范圍 特點(diǎn)特點(diǎn)（1 1）鑄件精度高，表面光潔。）鑄件精度高，表面光潔。（2 2）能夠鑄造）能夠鑄造各種合金各種合金鑄件。鑄件。（3 3）鑄件）鑄件形狀可以比較復(fù)雜形狀可以比較復(fù)雜。（4 4）鑄件質(zhì)量）鑄件質(zhì)量不宜太大不宜太大（25kg25kg以下）以下）。 適用范圍適用范圍 主要用于制造形狀復(fù)雜、精度要求較主要用于制造形狀復(fù)雜、精度要求較高的小型零件，如高的小型零件，如渦輪機(jī)葉片渦輪機(jī)葉片和葉輪、和葉輪、高速鋼刀具等。高速鋼刀具等。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造液態(tài)金屬液態(tài)金屬澆入澆入金屬型金屬型鑄件鑄件獲得獲得1 1、金屬型的材料及結(jié)構(gòu)、金屬型的材料

30、及結(jié)構(gòu)金屬型材料：金屬型材料： 一般用一般用鑄鐵鑄鐵， 要求較高時(shí)，要求較高時(shí)，可用可用碳鋼或低合金鋼碳鋼或低合金鋼 。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形金金 屬屬 型型 鑄鑄 造造第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2、金屬型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍、金屬型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）實(shí)現(xiàn)了一型多鑄；）實(shí)現(xiàn)了一型多鑄；2 2）鑄件的）鑄件的力學(xué)性能高力學(xué)性能高；3 3）鑄件的精度較高；）鑄件的精度較高；4 4）局限性：鑄型成本高；）局限性：鑄型成本高； 透氣性差，無退讓性，鑄件透氣性差，無退讓性，鑄件易產(chǎn)生缺陷易產(chǎn)生缺陷； 鑄造

31、合金的鑄造合金的熔點(diǎn)不能太高，質(zhì)量不能太大熔點(diǎn)不能太高，質(zhì)量不能太大。應(yīng)用應(yīng)用：主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件：主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件 的大批量生產(chǎn)，如的大批量生產(chǎn)，如鋁活塞鋁活塞。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形三、壓力鑄造三、壓力鑄造液態(tài)金屬在液態(tài)金屬在高壓作用高壓作用下下快速壓入快速壓入金屬鑄型金屬鑄型中，并中，并在壓力在壓力下結(jié)晶下結(jié)晶，以獲得鑄件的成形工藝方法。，以獲得鑄件的成形工藝方法。 1 1、壓鑄工藝過程、壓鑄工藝過程第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形臥式壓鑄機(jī)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形壓壓 力力 鑄鑄 造造

32、第七章第七章 鑄造成形鑄造成形常見的壓鑄件第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）鑄件尺寸精度高；）鑄件尺寸精度高；2 2）鑄件的）鑄件的強(qiáng)度和表面硬度強(qiáng)度和表面硬度高；高；3 3）可壓鑄）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁鑄件形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，可嵌鑄其他材料；，可嵌鑄其他材料；4 4）生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高。5 5）局限性：）局限性：不適宜單件、小批生產(chǎn)不適宜單件、小批生產(chǎn)。 不適宜鑄鐵、鋼等高熔點(diǎn)合金。不適宜鑄鐵、鋼等高熔點(diǎn)合金。 不適宜不適宜制造制造承受沖擊的制件。承受沖擊的制件。 壓鑄件壓鑄件存在縮孔、縮松、氣孔存在縮孔、縮松、氣孔。2 2、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用

33、范圍應(yīng)用應(yīng)用：有色金屬的薄壁小件的大批量生產(chǎn)，有色金屬的薄壁小件的大批量生產(chǎn)， 如照相機(jī)殼體，汽車?yán)鹊热缯障鄼C(jī)殼體，汽車?yán)鹊?。第七章第七?鑄造成形鑄造成形四、低壓鑄造四、低壓鑄造 是在低壓（是在低壓（0.020.020.06MPa0.06MPa）下將金屬液注入型腔，）下將金屬液注入型腔，并在并在壓力下壓力下凝固成形，以獲得鑄件的方法。凝固成形，以獲得鑄件的方法。1 1、低壓鑄造的工藝過程、低壓鑄造的工藝過程第七章第七章 鑄造成形鑄造成形低低 壓壓 鑄鑄 造造第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 特點(diǎn)特點(diǎn)：1 1）適用于各種鑄型；）適用于各種鑄型；2 2）鑄件）鑄件質(zhì)量好質(zhì)量好：順序凝固，缺陷少

34、；：順序凝固，缺陷少；3 3）勞動(dòng)條件較好，）勞動(dòng)條件較好，金屬的利用率高金屬的利用率高； 應(yīng)用應(yīng)用：用于鑄造質(zhì)量要求較高的：用于鑄造質(zhì)量要求較高的鋁合鋁合 金和鎂合金金和鎂合金鑄件，如鑄件，如摩托車氣缸體摩托車氣缸體等。等。2 2、低壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍、低壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍第七章第七章 鑄造成形鑄造成形四、離心鑄造四、離心鑄造液態(tài)金屬液態(tài)金屬澆入澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型旋轉(zhuǎn)的鑄型鑄件鑄件離心力離心力1 1、離心鑄造的工藝過程、離心鑄造的工藝過程第七章第七章 鑄造成形鑄造成形臥式離心鑄造機(jī)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄鐵管的離心鑄造離離 心心 鑄鑄 造造第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 特點(diǎn)：特

35、點(diǎn)： 1 1）工藝過程簡單；）工藝過程簡單； 2 2）鑄件）鑄件力學(xué)性能高力學(xué)性能高； 3 3）便于鑄造雙金屬鑄件；）便于鑄造雙金屬鑄件； 4 4）鑄件）鑄件內(nèi)表面質(zhì)量差內(nèi)表面質(zhì)量差，孔的尺寸不易控制。，孔的尺寸不易控制。 應(yīng)用應(yīng)用 目前主要用于制造目前主要用于制造鐵管、缸套和滑動(dòng)軸承鐵管、缸套和滑動(dòng)軸承。2 2、離心鑄造的特點(diǎn)及使用范圍、離心鑄造的特點(diǎn)及使用范圍第七章第七章 鑄造成形鑄造成形六、陶瓷型鑄造六、陶瓷型鑄造1、陶瓷型鑄造的工藝過程：、陶瓷型鑄造的工藝過程：砂套造型砂套造型灌漿與膠結(jié)灌漿與膠結(jié)起模與噴燒起模與噴燒焙燒與合箱焙燒與合箱第七章第七章 鑄造成形鑄造成形陶陶 瓷瓷 型型 鑄

36、鑄 造造第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）鑄件表面光潔，尺寸精確，）鑄件表面光潔，尺寸精確，（2 2）設(shè)備投資少設(shè)備投資少，準(zhǔn)備周期短，準(zhǔn)備周期短，對(duì)鑄件大小無限制對(duì)鑄件大小無限制。（3 3）鑄型材料價(jià)格昂貴，）鑄型材料價(jià)格昂貴，不適宜大批量生產(chǎn)不適宜大批量生產(chǎn)。 應(yīng)用：應(yīng)用： 用于厚壁精密鑄件的生產(chǎn)，用于厚壁精密鑄件的生產(chǎn)，沖模、鍛模、壓鑄沖模、鍛模、壓鑄型、模板、熱芯盒型、模板、熱芯盒等鑄件等鑄件2 2、陶瓷型鑄造的特點(diǎn)及使用范圍、陶瓷型鑄造的特點(diǎn)及使用范圍第七章第七章 鑄造成形鑄造成形七、消失模鑄造七、消失模鑄造 1 1、工藝過程、工藝過程涂有耐火材料的涂有耐火材料的

37、泡沫塑料模樣泡沫塑料模樣置入置入砂箱，將型砂砂箱，將型砂間的空氣抽走間的空氣抽走模樣消失，模樣消失，獲得鑄件獲得鑄件澆注澆注第七章第七章 鑄造成形鑄造成形模樣是一次性的；模樣是一次性的；鑄件精度高；鑄件精度高；適應(yīng)性好（材質(zhì)，大小，結(jié)構(gòu)等）；適應(yīng)性好（材質(zhì)，大小，結(jié)構(gòu)等）；生產(chǎn)成本低；生產(chǎn)成本低；污染??；污染?。灰桩a(chǎn)生與泡沫有關(guān)的缺陷，設(shè)備造價(jià)高。易產(chǎn)生與泡沫有關(guān)的缺陷，設(shè)備造價(jià)高。2 2、消失模鑄造的特點(diǎn)：、消失模鑄造的特點(diǎn)：應(yīng)用：應(yīng)用：汽車鋁鑄件的大批量生產(chǎn)。汽車鋁鑄件的大批量生產(chǎn)。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形典型零件鑄造方法的選擇典型零件鑄造方法的選擇n首先選擇砂型鑄造。首先選擇砂型鑄

38、造。n其次綜合考慮以下因素：其次綜合考慮以下因素： 合金種類鑄型的耐熱情況，熔模耐火度最高，合金種類鑄型的耐熱情況，熔模耐火度最高， 其次是砂型、金屬型鑄造、壓力鑄造。其次是砂型、金屬型鑄造、壓力鑄造。 形狀形狀 砂型鑄造砂型鑄造復(fù)雜內(nèi)腔復(fù)雜內(nèi)腔 熔模鑄造熔模鑄造更復(fù)雜無內(nèi)腔更復(fù)雜無內(nèi)腔 離心鑄造離心鑄造中空管套類中空管套類 大小大小 砂型鑄造砂型鑄造不限制不限制 熔模鑄造熔模鑄造小型小型 金屬型、壓力鑄造金屬型、壓力鑄造中小型鑄件中小型鑄件 精度砂型鑄造精度砂型鑄造低低 特種鑄造特種鑄造高高 第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第四節(jié)第四節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第

39、四節(jié)第四節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄造工藝鑄造工藝鑄造性能鑄造性能了了 解解設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)的原則設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)的原則第七章第七章 鑄造成形鑄造成形鑄件結(jié)構(gòu)工藝性鑄件結(jié)構(gòu)工藝性第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1. 鑄件的外形設(shè)計(jì)一、砂型鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求一、砂型鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求2. 2. 鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)3 3、結(jié)構(gòu)斜度、結(jié)構(gòu)斜度第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1. 鑄件的外形設(shè)計(jì)原則：外形設(shè)計(jì)應(yīng)便于起模，簡化造型工藝原則：外形設(shè)計(jì)應(yīng)便于起模，簡化造型工藝一、一、 砂型鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求砂型鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1 1 ）避免外部側(cè)凹、凸起；）避免外部側(cè)凹、凸起；第七

40、章第七章 鑄造成形鑄造成形2 2 ）分型面應(yīng)盡量為平直面；）分型面應(yīng)盡量為平直面；第七章第七章 鑄造成形鑄造成形 活塊造型活塊造型3 3 ）凸臺(tái)、肋條的設(shè)計(jì)應(yīng)便于造型。）凸臺(tái)、肋條的設(shè)計(jì)應(yīng)便于造型。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形1）減少砂芯的數(shù)量，避免不必要的砂芯實(shí)例分析：實(shí)例分析：2.2.鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì) 原則：減少砂芯數(shù)量，利于型芯的固定、排氣和清理。原則：減少砂芯數(shù)量，利于型芯的固定、排氣和清理。第七章第七章 鑄造成形鑄造成形第七章第七章 鑄造成形鑄造成形2）便于砂芯的穩(wěn)定、排氣和鑄件的清理實(shí)例實(shí)例分析：分析：圖圖7 749 49 軸承架鑄件軸承架鑄件 圖圖7 740 40 增設(shè)工藝孔結(jié)構(gòu)增設(shè)工藝孔結(jié)構(gòu)第七章第七章 鑄造成形鑄造成形3 3、結(jié)構(gòu)斜度、結(jié)構(gòu)斜度垂直于分型面的非加工面上設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)斜度，斜度較大。垂直于分型面的非加工面上設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)斜度，斜度較大。結(jié)構(gòu)斜度：結(jié)構(gòu)斜度：由設(shè)計(jì)者做出。由設(shè)計(jì)者做出。在零件圖就已標(biāo)出，在零件圖就已標(biāo)出，不再被加工掉