第八章鑄造成形

1、工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)概概 述述第一節(jié)第一節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 常用的鑄造方法常用的鑄造方法第三節(jié)第三節(jié) 鑄造成形的工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄造成形的工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)第八章第八章 鑄鑄 造造 成成 形形工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)概概 述述一、概念：一、概念： 鑄造鑄造：是一種液態(tài)金屬成形的方法，即將金：是一種液態(tài)金屬成形的方法，即將金屬加熱到液態(tài)，使其具有流動(dòng)性，然后澆入到屬加熱到液

2、態(tài)，使其具有流動(dòng)性，然后澆入到具有一定形狀的型腔的鑄型中，液態(tài)金屬在重具有一定形狀的型腔的鑄型中，液態(tài)金屬在重力場(chǎng)或外力場(chǎng)（壓力、離心力、電磁力等）的力場(chǎng)或外力場(chǎng)（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成具有型腔形狀作用下充滿型腔，冷卻并凝固成具有型腔形狀的鑄件。的鑄件。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二、特點(diǎn)及應(yīng)用：二、特點(diǎn)及應(yīng)用：1.優(yōu)點(diǎn)：1 1）可制）可制形狀復(fù)雜制件；形狀復(fù)雜制件； 液態(tài)金屬流動(dòng)性液態(tài)金屬流動(dòng)性復(fù)雜外形復(fù)雜外形 型芯型芯 復(fù)雜內(nèi)腔復(fù)雜內(nèi)腔 2 2）成本低廉；）成本低廉； 3 3）工藝靈活）工藝靈活, ,適應(yīng)范圍廣；適應(yīng)范

3、圍廣； 4 4）可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；）可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；2.2.缺點(diǎn)缺點(diǎn):1):1)力學(xué)性能低于同種材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能低于同種材質(zhì)的鍛件 鑄造鑄造組織粗大，有缺陷。組織粗大，有缺陷。 2)2)工作條件較差工作條件較差; ; 3) 3)廢品率較高廢品率較高 鑄造工序繁多鑄造工序繁多工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)砂型鑄造工藝：砂型鑄造工藝：3.3.應(yīng)用：形狀復(fù)雜，受力簡(jiǎn)單的制件。應(yīng)用：形狀復(fù)雜，受力簡(jiǎn)單的制件。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)鑄造產(chǎn)品鑄造產(chǎn)品工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工

4、業(yè)大學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ)一、液態(tài)合金的充型一、液態(tài)合金的充型二、鑄造合金的收縮二、鑄造合金的收縮工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一、液態(tài)合金的充型一、液態(tài)合金的充型一）合金的充型能力對(duì)鑄件質(zhì)量的影響一）合金的充型能力對(duì)鑄件質(zhì)量的影響 充型充型: : 液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程。液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程。 充型能力充型能力: : 液態(tài)合金充滿鑄型型腔液態(tài)合金充滿鑄型型腔, ,獲得形獲得形狀完整狀完整, ,輪廓清晰的鑄件的能力。輪廓清晰的鑄件的能力。 充型能力強(qiáng)：充型能力強(qiáng)：有利于獲得形狀完整、輪廓清晰有利于獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件；的鑄件；

5、充型能力不足充型能力不足: :易產(chǎn)生易產(chǎn)生1)1)澆不足澆不足: : 不能得到完整不能得到完整的零件的零件;2);2)冷隔冷隔: :沒(méi)完整融合縫隙或凹坑沒(méi)完整融合縫隙或凹坑, , 機(jī)械性能下機(jī)械性能下降降;3;3）氣孔、夾渣等缺陷。）氣孔、夾渣等缺陷。澆不足澆不足：鑄件形狀不完整：鑄件形狀不完整冷隔：冷隔：鑄件看似完整，實(shí)際上有未完全融合的接縫鑄件看似完整，實(shí)際上有未完全融合的接縫冷隔形成示意圖冷隔形成示意圖工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二）影響合金充型能力的因素二）影響合金充型能力的因素1.1.合金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性（液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力液態(tài)合金本身

6、的流動(dòng)能力）顯然，流動(dòng)性好，充型能力高。顯然，流動(dòng)性好，充型能力高。 （1 1）流動(dòng)性對(duì)鑄件質(zhì)量影響）流動(dòng)性對(duì)鑄件質(zhì)量影響 1 1）流動(dòng)性好）流動(dòng)性好, ,易于澆出輪廓清晰易于澆出輪廓清晰, ,薄而復(fù)雜的鑄件薄而復(fù)雜的鑄件. . 2 2）流動(dòng)性好）流動(dòng)性好, ,有利于液態(tài)金屬中的非金屬夾雜物和有利于液態(tài)金屬中的非金屬夾雜物和氣體上浮氣體上浮, ,排除排除. . 3 3）流動(dòng)性好）流動(dòng)性好, ,易于對(duì)液態(tài)金屬在凝固中產(chǎn)生的收縮易于對(duì)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. . （2 2）測(cè)定流動(dòng)性的方法）測(cè)定流動(dòng)性的方法: : 以螺旋形試件的長(zhǎng)度來(lái)測(cè)定以螺旋形試件的長(zhǎng)度來(lái)測(cè)定: : 如如 灰

7、口鐵灰口鐵: :澆鑄溫度澆鑄溫度1300 1300 試件長(zhǎng)試件長(zhǎng)1800mm.1800mm. 鑄鑄 鋼鋼: : 1600 1600 100mm 100mm工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)（3 3）影響流動(dòng)性的因素）影響流動(dòng)性的因素 主要是化學(xué)成分主要是化學(xué)成分: : 1)1) 純金屬流動(dòng)性好純金屬流動(dòng)性好: :一定溫度下結(jié)晶一定溫度下結(jié)晶, ,凝固凝固層表面平滑層表面平滑, ,對(duì)液流阻力小對(duì)液流阻力小; ; 2) 2)共晶成分流動(dòng)性好共晶成分流動(dòng)性好: :恒溫凝固恒溫凝固, ,固體層表面固體層表面光滑光滑, ,且熔點(diǎn)低且熔點(diǎn)低, ,過(guò)熱度大過(guò)熱度大; ; 3

8、) 3)非共晶成分流動(dòng)性差非共晶成分流動(dòng)性差: : 結(jié)晶在一定溫度范結(jié)晶在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行圍內(nèi)進(jìn)行, ,初生樹枝狀晶阻礙液流。初生樹枝狀晶阻礙液流。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)理由：理由：（1 1）共晶成分合金的結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的，）共晶成分合金的結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的，液態(tài)合金從表層逐層向中心凝固，已結(jié)晶的液態(tài)合金從表層逐層向中心凝固，已結(jié)晶的固體層內(nèi)表面光滑，對(duì)金屬液的流動(dòng)阻力??；固體層內(nèi)表面光滑，對(duì)金屬液的流動(dòng)阻力?。?非共晶成分合金有液、固兩相共存區(qū)；已非共晶成分合金有液、固兩相共存區(qū)；已結(jié)晶固體層內(nèi)表面粗糙，流動(dòng)阻力大；結(jié)晶固體層內(nèi)表面粗糙，

9、流動(dòng)阻力大；(2(2）在同樣澆鑄溫度下，共晶成分合金液體）在同樣澆鑄溫度下，共晶成分合金液體的過(guò)熱度大，在液態(tài)時(shí)間長(zhǎng)。的過(guò)熱度大，在液態(tài)時(shí)間長(zhǎng)。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)2.2.澆注條件澆注條件（1 1）澆注溫度）澆注溫度t t澆澆 -t t澆澆充型能力充型能力原因：原因：t t澆澆合金粘度合金粘度內(nèi)摩擦阻力內(nèi)摩擦阻力t t澆澆過(guò)熱度過(guò)熱度流動(dòng)時(shí)間流動(dòng)時(shí)間（2 2）充型壓力）充型壓力充型壓力充型壓力 -充型能力充型能力但過(guò)高但過(guò)高, ,易產(chǎn)生縮孔易產(chǎn)生縮孔, ,粘砂粘砂, ,氣孔等氣孔等, ,故不宜過(guò)高，在保證故不宜過(guò)高，在保證流動(dòng)性的前提下，盡量采用

10、流動(dòng)性的前提下，盡量采用“高溫熔煉、低溫澆注高溫熔煉、低溫澆注”。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3.3.鑄型填充條件鑄型填充條件（1 1）鑄型蓄熱能力）鑄型蓄熱能力充型能力充型能力充型能力充型能力（3 3）鑄型中的氣體）鑄型中的氣體（2 2）鑄型溫度）鑄型溫度充型能力充型能力4.4.鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu) 若不合理若不合理, ,如壁厚小如壁厚小, , 直澆口直澆口低低, , 澆口小等澆口小等 ，充型能力，充型能力 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二、鑄造合金的收縮二、鑄造合金的收縮一）收縮三階段一）收縮三階段

11、二）收縮對(duì)鑄件質(zhì)量的影響二）收縮對(duì)鑄件質(zhì)量的影響 1.縮孔和縮松縮孔和縮松 2.鑄造應(yīng)力與變形鑄造應(yīng)力與變形 3.鑄件的裂紋及防止鑄件的裂紋及防止工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一）收縮的三階段一）收縮的三階段1.1.收縮的概念：收縮的概念： 液態(tài)合金從澆注溫度至凝固冷卻到室溫的液態(tài)合金從澆注溫度至凝固冷卻到室溫的過(guò)程中過(guò)程中, ,體積和尺寸減少的現(xiàn)象體積和尺寸減少的現(xiàn)象-稱為收縮。稱為收縮。 收縮是鑄件許多缺陷收縮是鑄件許多缺陷( (縮孔縮孔, ,縮松縮松, ,裂紋裂紋, ,變變形形, ,殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力) )產(chǎn)生的基本原因。產(chǎn)生的基本原因。2.2.收縮的

12、三階段：收縮的三階段： (1)(1)液態(tài)收縮液態(tài)收縮-從澆注溫度從澆注溫度t t澆澆到凝固開始到凝固開始溫度溫度t t液液間的收縮；液態(tài)收縮減少的體積與澆注間的收縮；液態(tài)收縮減少的體積與澆注溫度和開始凝固的溫度的溫差成正比。常用體溫度和開始凝固的溫度的溫差成正比。常用體收縮率表示。收縮率表示。 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué) (2)(2)凝固收縮凝固收縮-從凝固開始溫度從凝固開始溫度t t液液到凝到凝固終止溫度固終止溫度t t固固間的收縮。同一類合金間的收縮。同一類合金, ,凝固溫凝固溫度范圍大者度范圍大者, ,凝固體積收縮率大凝固體積收縮率大. .如如:

13、 35: 35鋼鋼, ,體體積收縮率積收縮率3.0%, 453.0%, 45鋼鋼 4.3%4.3%。常用體收縮率表。常用體收縮率表示。示。 (3)(3)固態(tài)收縮固態(tài)收縮-從凝固終止溫度從凝固終止溫度t t固固到室到室溫溫t t室室間的收縮。固態(tài)收縮影響鑄件尺寸間的收縮。固態(tài)收縮影響鑄件尺寸, ,故用故用線收縮表示。線收縮表示。 前兩個(gè)階段是形成縮孔和縮松的主要原因，前兩個(gè)階段是形成縮孔和縮松的主要原因，后一個(gè)階段是產(chǎn)生鑄件應(yīng)力、變形和裂紋的后一個(gè)階段是產(chǎn)生鑄件應(yīng)力、變形和裂紋的主要原因。主要原因。返回返回工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3.3.影響合金收縮的

14、因素：影響合金收縮的因素： 1 1）化學(xué)成分：不同成分的合金其收縮率一）化學(xué)成分：不同成分的合金其收縮率一般也不相同。在常用鑄造合金中鑄剛的收縮般也不相同。在常用鑄造合金中鑄剛的收縮最大，灰鑄鐵最小。最大，灰鑄鐵最小。 2 2）澆注溫度：合金澆注溫度越高，過(guò)熱度）澆注溫度：合金澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液體收縮越大。越大，液體收縮越大。 3 3）鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件：鑄件冷卻收縮時(shí)，）鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件：鑄件冷卻收縮時(shí)，因其形狀、尺寸的不同，各部分的冷卻速度因其形狀、尺寸的不同，各部分的冷卻速度不同，導(dǎo)致收縮不一致，且互相阻礙，又加不同，導(dǎo)致收縮不一致，且互相阻礙，又加之鑄型和型芯對(duì)鑄件收縮的阻

15、力，故鑄件的之鑄型和型芯對(duì)鑄件收縮的阻力，故鑄件的實(shí)際收縮率總是小于其自由收縮率。這種阻實(shí)際收縮率總是小于其自由收縮率。這種阻力越大，鑄件的實(shí)際收縮率就越小。力越大，鑄件的實(shí)際收縮率就越小。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二、收縮對(duì)鑄件質(zhì)量的影響二、收縮對(duì)鑄件質(zhì)量的影響1.1.縮孔和縮松縮孔和縮松（1 1）縮孔的形成）縮孔的形成 在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)一些空洞在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)一些空洞, ,容積大而集中的孔洞容積大而集中的孔洞-縮孔，縮孔總是出縮孔，縮孔總是出現(xiàn)在鑄件上部或最后凝固的部位。現(xiàn)在鑄件上部或最后凝固的部位。 外形特征：內(nèi)表面粗糙，形狀不規(guī)

16、則，外形特征：內(nèi)表面粗糙，形狀不規(guī)則，多近于倒圓錐形。通?？s孔隱藏于鑄件的內(nèi)多近于倒圓錐形。通?？s孔隱藏于鑄件的內(nèi)部，有時(shí)經(jīng)切削加工才能暴露出來(lái)。部，有時(shí)經(jīng)切削加工才能暴露出來(lái)。 形成原因：鑄件在凝固冷卻期間形成原因：鑄件在凝固冷卻期間, ,金屬金屬的液態(tài)及凝固受縮之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮。的液態(tài)及凝固受縮之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮。 形成過(guò)程：形成過(guò)程：見(jiàn)圖見(jiàn)圖。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)鑄件縮孔的形成過(guò)程示意圖鑄件縮孔的形成過(guò)程示意圖縮孔的形成縮孔的形成工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)（2 2）縮松的形成）縮松的形成 由于

17、鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足足, ,或者或者, ,因合金呈糊狀凝固因合金呈糊狀凝固, ,被樹枝狀晶體分被樹枝狀晶體分隔開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所至的小而分隔開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所至的小而分散的孔洞縮松。散的孔洞縮松。 縮松的類型：縮松的類型： 1)1)宏觀縮松：宏觀縮松：肉眼可見(jiàn)肉眼可見(jiàn), ,往往出現(xiàn)在縮孔附近往往出現(xiàn)在縮孔附近, ,或鑄件截面或鑄件截面的中心。非共晶成分的中心。非共晶成分, ,結(jié)晶范圍愈寬結(jié)晶范圍愈寬, ,愈易形成縮松。愈易形成縮松。 2)2)微觀縮松：微觀縮松：凝固過(guò)程中凝固過(guò)程中, ,晶粒之間形成微小孔洞晶粒之間形成微小孔洞-

18、凝固凝固區(qū)區(qū), ,先形成的枝晶把金屬液分割成許多微小孤立部分先形成的枝晶把金屬液分割成許多微小孤立部分, ,冷凝時(shí)收冷凝時(shí)收縮縮, ,形成的晶間微小孔洞。形成的晶間微小孔洞。 凝固區(qū)愈寬凝固區(qū)愈寬, ,愈易形成微觀縮松愈易形成微觀縮松, ,對(duì)鑄件危害不大對(duì)鑄件危害不大, ,故不列為缺陷故不列為缺陷, ,但對(duì)氣密性但對(duì)氣密性, ,機(jī)械性能等要求較高的鑄機(jī)械性能等要求較高的鑄件件, ,則必須設(shè)法減少。則必須設(shè)法減少。 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)縮松產(chǎn)生的原因：與縮孔相類似?？s松產(chǎn)生的原因：與縮孔相類似?？s松形成的過(guò)程：如下?？s松形成的過(guò)程：如下?？s松的形成

19、縮松的形成(3)(3)縮孔與縮松的防止措施：縮孔與縮松的防止措施： 縮孔與縮松的危害：降低鑄件的機(jī)械性能；縮孔與縮松的危害：降低鑄件的機(jī)械性能；縮松還降低鑄件的氣密性?？s松還降低鑄件的氣密性。 基本原則基本原則: : 制定合理工藝制定合理工藝補(bǔ)縮補(bǔ)縮, , 縮松轉(zhuǎn)縮松轉(zhuǎn)化成縮孔?；煽s孔。 防止措施：非常有效的措施是使鑄件實(shí)現(xiàn)防止措施：非常有效的措施是使鑄件實(shí)現(xiàn)定向凝固定向凝固。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué) 定向凝固定向凝固：是使鑄件按規(guī)定方向從一部分：是使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固的過(guò)程。到另一部分逐漸凝固的過(guò)程。冒口和冷鐵冒口和冷鐵的的

20、合理使用，可造成鑄件的定向凝固，有效地合理使用，可造成鑄件的定向凝固，有效地消除縮孔、縮松。定向凝固原則如下圖。消除縮孔、縮松。定向凝固原則如下圖。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)定向凝固的不足：定向凝固的不足： 1 1）浪費(fèi)金屬和加工工時(shí)，增加成本；）浪費(fèi)金屬和加工工時(shí)，增加成本； 2 2）易使鑄件產(chǎn)生變形和裂紋；）易使鑄件產(chǎn)生變形和裂紋；用途：用途： 主要用于必須補(bǔ)縮的場(chǎng)合，如鋁青銅、鑄主要用于必須補(bǔ)縮的場(chǎng)合，如鋁青銅、鑄鋼件等。鋼件等。 結(jié)晶范圍很寬的合金，補(bǔ)縮效果很差，難結(jié)晶范圍很寬的合金，補(bǔ)縮效果很差，難以避免微觀縮松的產(chǎn)生，故選用近共晶成分和以避

21、免微觀縮松的產(chǎn)生，故選用近共晶成分和結(jié)晶范圍較窄的合金生產(chǎn)鑄件是適宜的。結(jié)晶范圍較窄的合金生產(chǎn)鑄件是適宜的。 其它防止措施：其它防止措施：合理確定鑄件的澆注位置、內(nèi)澆道合理確定鑄件的澆注位置、內(nèi)澆道位置及澆注工藝位置及澆注工藝 澆注位置的選擇應(yīng)服從定向凝澆注位置的選擇應(yīng)服從定向凝固原則；內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄件的厚壁處或靠近冒口；固原則；內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄件的厚壁處或靠近冒口；要合理選擇澆注溫度和澆注速度，在不增加其它缺陷要合理選擇澆注溫度和澆注速度，在不增加其它缺陷的前提下，應(yīng)盡量降低澆注溫度和澆注速度。的前提下，應(yīng)盡量降低澆注溫度和澆注速度。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)

22、河南工業(yè)大學(xué)冒口：冒口：指在鑄型中能儲(chǔ)存一定金屬液的，并指在鑄型中能儲(chǔ)存一定金屬液的，并對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮以防止產(chǎn)生縮孔和縮松的專對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮以防止產(chǎn)生縮孔和縮松的專門工藝門工藝“空腔空腔”。冷鐵：冷鐵：用來(lái)控制鑄件凝固的一種激冷物。用來(lái)控制鑄件凝固的一種激冷物。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)2.2.鑄造應(yīng)力與變形鑄造應(yīng)力與變形 在鑄件的凝固以及以后的冷卻過(guò)程中，隨溫在鑄件的凝固以及以后的冷卻過(guò)程中，隨溫度的不斷降低，收縮不斷發(fā)生，如果這種收縮度的不斷降低，收縮不斷發(fā)生，如果這種收縮受到阻礙，就會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，引起變形受到阻礙，就會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，引起

23、變形或開裂，這種缺陷的產(chǎn)生，將嚴(yán)重影響鑄件的或開裂，這種缺陷的產(chǎn)生，將嚴(yán)重影響鑄件的質(zhì)量。質(zhì)量。 （1 1）鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生）鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生 鑄造應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因可分為三種：鑄造應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因可分為三種： a a）熱應(yīng)力：）熱應(yīng)力：鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，不同部位鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，不同部位由于不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。由于不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。 b b）機(jī)械應(yīng)力：）機(jī)械應(yīng)力：鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。 鑄件鑄出后存在于鑄件不同部位的內(nèi)應(yīng)力稱鑄件鑄出后存在于鑄件

24、不同部位的內(nèi)應(yīng)力稱為殘留應(yīng)力。應(yīng)力存在易引起變形和裂紋等缺為殘留應(yīng)力。應(yīng)力存在易引起變形和裂紋等缺陷。陷。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué) 1 1）熱應(yīng)力的分布規(guī)律：）熱應(yīng)力的分布規(guī)律： 厚壁或心部受拉；薄壁或表面受壓；厚壁或心部受拉；薄壁或表面受壓； 2 2）熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力的區(qū)別：熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力的區(qū)別： a.a.形成原因不同；形成原因不同； b.b.熱應(yīng)力可一直保留到室溫，形成殘余應(yīng)力；熱應(yīng)力可一直保留到室溫，形成殘余應(yīng)力；機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)的，在鑄件落砂之后可自行消機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)的，在鑄件落砂之后可自行消除，不會(huì)形成殘余應(yīng)力。除，不會(huì)形成殘余應(yīng)力。 (2

25、)(2)鑄造應(yīng)力的防止和消除措施鑄造應(yīng)力的防止和消除措施: : 1 1）采用同時(shí)凝固的原則）采用同時(shí)凝固的原則 同時(shí)凝固是指同時(shí)凝固是指通過(guò)設(shè)置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施，使通過(guò)設(shè)置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施，使鑄件溫差盡量變小，基本實(shí)現(xiàn)鑄件各部分在同鑄件溫差盡量變小，基本實(shí)現(xiàn)鑄件各部分在同一時(shí)間凝固，如下圖。一時(shí)間凝固，如下圖。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)2 2）提高鑄型溫度；）提高鑄型溫度； 3 3）改善鑄型和型芯的退讓性；）改善鑄型和型芯的退讓性； 4 4）進(jìn)行去應(yīng)力退火；）進(jìn)行去應(yīng)力退火；工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大

26、學(xué)河南工業(yè)大學(xué)（3 3）鑄件的變形和防止）鑄件的變形和防止: : 應(yīng)力超過(guò)一定的值就會(huì)產(chǎn)生一定的變形。應(yīng)力超過(guò)一定的值就會(huì)產(chǎn)生一定的變形。如教材圖如教材圖8-78-7，8-88-8。 鑄件的變形包括鑄件凝固后所發(fā)生的變形鑄件的變形包括鑄件凝固后所發(fā)生的變形以及隨后的切削加工變形。以及隨后的切削加工變形。 防止鑄件變形有以下幾種方法：防止鑄件變形有以下幾種方法： a) a) 采用反變形法采用反變形法 可在模樣上做出與鑄件可在模樣上做出與鑄件變形量相等而方向相反的預(yù)變形量來(lái)抵消鑄變形量相等而方向相反的預(yù)變形量來(lái)抵消鑄件的變形，此種方法稱為反變形法。件的變形，此種方法稱為反變形法。 b) b) 進(jìn)行

27、去應(yīng)力退火進(jìn)行去應(yīng)力退火 鑄件機(jī)加工之前應(yīng)先鑄件機(jī)加工之前應(yīng)先進(jìn)行去應(yīng)力退火，以穩(wěn)定鑄件尺寸，降低切進(jìn)行去應(yīng)力退火，以穩(wěn)定鑄件尺寸，降低切削加工變形程度。削加工變形程度。 c) c) 設(shè)置工藝?yán)咴O(shè)置工藝?yán)?為了防止鑄件的鑄態(tài)變形，為了防止鑄件的鑄態(tài)變形，可在容易變形的部位設(shè)置工藝?yán)摺？稍谌菀鬃冃蔚牟课辉O(shè)置工藝?yán)摺９すこ坛滩牟牧狭霞凹俺沙尚涡喂すに囁嚮A(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3.3.鑄件的裂紋與防止鑄件的裂紋與防止 鑄件內(nèi)應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限時(shí)鑄件內(nèi)應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限時(shí), ,鑄件便發(fā)生裂紋鑄件便發(fā)生裂紋. . 1 1）熱裂紋）熱裂紋: : 高溫下形成裂紋高溫下形成裂紋 特征特征: : 裂紋短裂紋

28、短, ,縫寬縫寬, ,形狀曲折形狀曲折. .縫內(nèi)呈氧化縫內(nèi)呈氧化色色, ,無(wú)金屬光澤無(wú)金屬光澤, ,裂縫沿晶粒邊界通過(guò)裂縫沿晶粒邊界通過(guò), ,多發(fā)生在多發(fā)生在應(yīng)力集中或凝固處應(yīng)力集中或凝固處. . 灰鐵灰鐵, ,球鐵熱裂少球鐵熱裂少, ,鑄鋼鑄鋼, ,鑄鋁鑄鋁, ,白口鐵大白口鐵大. . 原因原因: a.: a.凝固末期凝固末期, ,合金呈完整骨架合金呈完整骨架+ +液體液體, ,強(qiáng)強(qiáng), ,塑塑； b. b.含含S S熱脆熱脆 ； c. c.退讓性不好；退讓性不好； 預(yù)防預(yù)防: : 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理, , 改善退讓性改善退讓性, , 控制含控制含S S量，選用收縮率小的合金。量，選用收

29、縮率小的合金。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)2)2)冷裂紋冷裂紋: : 低溫下裂紋低溫下裂紋 特征特征: : 裂紋細(xì)裂紋細(xì), ,連續(xù)直線狀或圓滑曲線連續(xù)直線狀或圓滑曲線, ,裂裂口表面干凈口表面干凈, ,具有金屬光澤具有金屬光澤, ,有時(shí)有輕微氧有時(shí)有輕微氧化色化色 原因原因: : 復(fù)雜、大工件受拉應(yīng)力部位和應(yīng)力復(fù)雜、大工件受拉應(yīng)力部位和應(yīng)力集中處易發(fā)生集中處易發(fā)生; ; 材料塑性差材料塑性差; ; P P冷脆冷脆 預(yù)防預(yù)防: : 合理設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì), ,減少內(nèi)應(yīng)力減少內(nèi)應(yīng)力, ,控制控制P P含量含量, , 提高退讓性提高退讓性工工程程材材料料及及成成形形

30、工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)進(jìn)入第二節(jié)進(jìn)入第二節(jié)工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 常用的鑄造方法常用的鑄造方法一、砂型鑄造一、砂型鑄造二、特種鑄造二、特種鑄造 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一、砂型鑄造一、砂型鑄造 砂型鑄造是將液態(tài)金屬澆注到砂型型腔內(nèi)，砂型鑄造是將液態(tài)金屬澆注到砂型型腔內(nèi)，從而獲得鑄件的生產(chǎn)方法。從而獲得鑄件的生產(chǎn)方法。 砂型鑄造適用于各種形狀、大小及各種合金砂型鑄造適用于各種形狀、大小及各種合金鑄件的生產(chǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方鑄件的生產(chǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法。

31、法。 砂型鑄件占鑄件總量的砂型鑄件占鑄件總量的90%90%以上以上, , 用于鑄造用于鑄造各種機(jī)械零件。各種機(jī)械零件。 造型是砂型鑄造最基本的工序造型是砂型鑄造最基本的工序, ,造型方法選造型方法選擇的是否合理?yè)竦氖欠窈侠? ,對(duì)鑄件質(zhì)量和成本有著重要的影對(duì)鑄件質(zhì)量和成本有著重要的影響。響。 常用的造型方法有常用的造型方法有手工造型手工造型和和機(jī)器造型機(jī)器造型。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一）手工造型一）手工造型 手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序。造型工序。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作靈活操作靈活, ,適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)

32、, ,模型成本低模型成本低, ,生產(chǎn)生產(chǎn) 準(zhǔn)備時(shí)間短。準(zhǔn)備時(shí)間短。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：鑄件質(zhì)量差鑄件質(zhì)量差, ,生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低, ,勞動(dòng)強(qiáng)度高，勞動(dòng)強(qiáng)度高， 要求工人技術(shù)水平較高。要求工人技術(shù)水平較高。應(yīng)用：應(yīng)用：?jiǎn)渭渭? ,小批。小批。方法：方法：根據(jù)砂型的不同特征，手工造型方法可根據(jù)砂型的不同特征，手工造型方法可分為：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑分為：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型；根據(jù)模樣的不同特征，手工造型方法可造型；根據(jù)模樣的不同特征，手工造型方法可分為：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱分為：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。造型、活塊造型、刮板

33、造型。見(jiàn)教材表見(jiàn)教材表8-28-2。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二）機(jī)器造型二）機(jī)器造型 機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂、起模操作的造型工序。緊砂、起模操作的造型工序。 優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)率高,鑄件尺寸精確,光潔度高,加工余量少,勞動(dòng)強(qiáng)度小,大批量生產(chǎn)。 缺點(diǎn):廠房,設(shè)備等要求高,投資大,批量生產(chǎn)才經(jīng)濟(jì),只適于兩箱(中箱無(wú)法緊實(shí)),不宜用活塊。 方法：常用的方法有：震壓造型、射壓造常用的方法有：震壓造型、射壓造型等。型等。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二、特種鑄造二、特種鑄造 特

34、種鑄造是指砂型鑄造以外的其它鑄造特種鑄造是指砂型鑄造以外的其它鑄造方法。方法。 特點(diǎn)：鑄件精度高，表面粗糙度值低，易特點(diǎn)：鑄件精度高，表面粗糙度值低，易實(shí)現(xiàn)少、無(wú)屑加工；鑄件內(nèi)部組織致密，力學(xué)實(shí)現(xiàn)少、無(wú)屑加工；鑄件內(nèi)部組織致密，力學(xué)性能較好；金屬液消耗少，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效性能較好；金屬液消耗少，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；但在工藝和應(yīng)用上各有一定的局限性。率高；但在工藝和應(yīng)用上各有一定的局限性。 常用的有常用的有熔模鑄造熔模鑄造、金屬型鑄造金屬型鑄造、壓力鑄壓力鑄造造、低壓鑄造低壓鑄造、離心鑄造離心鑄造和和消失模鑄造消失模鑄造等。等。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大

35、學(xué)一）熔模鑄造一）熔模鑄造1.1.概念：概念： 熔膜鑄造是用易熔材料制成模型熔膜鑄造是用易熔材料制成模型, ,然后在模然后在模型上涂掛耐火材料型上涂掛耐火材料, ,經(jīng)硬化后經(jīng)硬化后, ,再將模型熔化排再將模型熔化排出型外出型外, ,從而獲得無(wú)分型面的鑄型從而獲得無(wú)分型面的鑄型, ,鑄型焙燒后鑄型焙燒后進(jìn)行澆注而獲得鑄件的一種方法。又稱失蠟鑄進(jìn)行澆注而獲得鑄件的一種方法。又稱失蠟鑄造。造。2.2.工藝過(guò)程：工藝過(guò)程：蠟?zāi)Ｖ圃煜災(zāi)Ｖ圃旖Y(jié)殼結(jié)殼脫蠟脫蠟焙燒焙燒澆注澆注母模母模壓型制造壓型制造熔蠟熔蠟造型造型工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3.3.熔模鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)

36、用：熔模鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高；）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高； 2 2）適用于各種合金鑄件；）適用于各種合金鑄件； 3 3）可制造形狀較復(fù)雜的鑄件；）可制造形狀較復(fù)雜的鑄件； 4 4）單件）單件, ,小批小批, ,大批量生產(chǎn)均可；大批量生產(chǎn)均可； 5 5）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制 造費(fèi)用和消耗的材料費(fèi)用較高，多造費(fèi)用和消耗的材料費(fèi)用較高，多 用于小型零件（從幾十克到幾千用于小型零件（從幾十克到幾千 克），一般不超過(guò)克），一般不超過(guò)25kg25kg。應(yīng)用：使用高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批應(yīng)用：使用高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批,

37、 ,大量大量 生產(chǎn)生產(chǎn), ,形狀復(fù)雜形狀復(fù)雜, ,難以切削加工的小零件難以切削加工的小零件. . 如如: :汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片, ,工藝品工藝品 等。等。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二）金屬型鑄造二）金屬型鑄造1.1.概念：概念： 將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型中以獲得鑄件的將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型中以獲得鑄件的工藝過(guò)程，稱為金屬型鑄造。金屬型可反復(fù)多工藝過(guò)程，稱為金屬型鑄造。金屬型可反復(fù)多次使用，故又稱永久型鑄造。次使用，故又稱永久型鑄造。2.2.金屬型鑄件的工藝特點(diǎn)：金屬型鑄件的工藝特點(diǎn)： （1 1）金屬型：）金屬型： 金屬型多采用鑄鐵制成。金屬型可分為整金

38、屬型多采用鑄鐵制成。金屬型可分為整體型、水平分型、垂直分型和綜合分型等四種，體型、水平分型、垂直分型和綜合分型等四種，其中垂直分型便于開設(shè)澆冒口和安放金屬芯，其中垂直分型便于開設(shè)澆冒口和安放金屬芯，易于排氣便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣。易于排氣便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣。 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)（2 2）工藝特點(diǎn)：）工藝特點(diǎn)： 1) 1)鑄型必須預(yù)熱，以保證合理的工作溫度；鑄型必須預(yù)熱，以保證合理的工作溫度； 2)2)型腔須噴刷涂料，以減緩鑄件冷卻速度和型腔須噴刷涂料，以減緩鑄件冷卻速度和防止高溫金屬液對(duì)金屬型的影響；防止高溫金屬液對(duì)金屬型的影響； 3)

39、3)合理控制開型時(shí)間；合理控制開型時(shí)間；3.3.金屬型鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用：金屬型鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用： 特點(diǎn)：特點(diǎn)： “一型多鑄一型多鑄”, ,便于機(jī)械化和自動(dòng)化，生便于機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高；產(chǎn)效率高； 鑄件精度高、表面質(zhì)量好；鑄件精度高、表面質(zhì)量好； 鑄件的力學(xué)性能好。鑄件的力學(xué)性能好。 制造金屬型成本高，周期長(zhǎng)，不適于小制造金屬型成本高，周期長(zhǎng)，不適于小批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)。 容易出現(xiàn)澆不足、冷隔、裂紋等缺陷；容易出現(xiàn)澆不足、冷隔、裂紋等缺陷；工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)金屬型鑄造的應(yīng)用：金屬型鑄造的應(yīng)用： 金屬型鑄造主要適用于大批生產(chǎn)、形狀金屬型鑄造

40、主要適用于大批生產(chǎn)、形狀簡(jiǎn)單的非鐵合金鑄件和灰鑄鐵件，如活塞、簡(jiǎn)單的非鐵合金鑄件和灰鑄鐵件，如活塞、缸體、液壓泵殼體、軸瓦和軸套等。對(duì)于其缸體、液壓泵殼體、軸瓦和軸套等。對(duì)于其它鐵合金鑄件，只限于形狀簡(jiǎn)單的中、小型它鐵合金鑄件，只限于形狀簡(jiǎn)單的中、小型件。件。三）壓力鑄造三）壓力鑄造1.1.概念：指在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)概念：指在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔中，并在金屬以較高的速度充填金屬型型腔中，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。2.2.壓鑄設(shè)備及過(guò)程：壓鑄設(shè)備及過(guò)程：設(shè)備：壓鑄機(jī)設(shè)備：壓鑄機(jī) ; ;專用壓型專用壓型;

41、;工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)壓鑄機(jī)：壓鑄機(jī)：壓鑄機(jī)是壓力鑄造生產(chǎn)的主要設(shè)備，壓鑄機(jī)是壓力鑄造生產(chǎn)的主要設(shè)備，按壓室（壓射室）分按壓室（壓射室）分, ,一般分熱壓室壓鑄機(jī)一般分熱壓室壓鑄機(jī)（壓室浸于金屬液中）和冷壓室壓鑄機(jī)（壓室（壓室浸于金屬液中）和冷壓室壓鑄機(jī)（壓室與金屬液保溫爐分開）兩大類。與金屬液保溫爐分開）兩大類。 目前應(yīng)用較多的是臥式冷壓室壓鑄機(jī)。目前應(yīng)用較多的是臥式冷壓室壓鑄機(jī)。壓鑄工藝過(guò)程：壓鑄工藝過(guò)程：見(jiàn)教材圖見(jiàn)教材圖8-148-14。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3.3.壓力鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用：壓力鑄

42、造的特點(diǎn)及應(yīng)用：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1）鑄件的尺寸精度最高，質(zhì)量好；）鑄件的尺寸精度最高，質(zhì)量好； 2 2）鑄件強(qiáng)度和表面硬度都較高；）鑄件強(qiáng)度和表面硬度都較高； 3 3）生產(chǎn)效率高，易于機(jī)械化和自動(dòng)化；）生產(chǎn)效率高，易于機(jī)械化和自動(dòng)化； 4 4）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件；）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1 1）壓速高）壓速高, ,鑄件易產(chǎn)生氣孔；鑄件易產(chǎn)生氣孔； 2 2）壓鑄合金的品種有限，主要適用于低熔點(diǎn)壓鑄合金的品種有限，主要適用于低熔點(diǎn)有色金屬；有色金屬； 3 3）設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。）設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于大批量生產(chǎn)鋁、鎂、銅等非鐵合金的中、小

43、型鑄件，如儀表殼體等。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)四）低壓鑄造四）低壓鑄造1.1.概念：低壓鑄造是指金屬液在氣體壓力作用概念：低壓鑄造是指金屬液在氣體壓力作用下完成充型和凝固的鑄造方法。其壓力較小。下完成充型和凝固的鑄造方法。其壓力較小。2.2.工藝過(guò)程：向坩堝中通壓縮空氣工藝過(guò)程：向坩堝中通壓縮空氣金屬液上金屬液上升充型升充型保壓、凝固保壓、凝固將坩堝上部與空氣相通將坩堝上部與空氣相通取出鑄件。見(jiàn)教材圖取出鑄件。見(jiàn)教材圖8-158-15。3.3.特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁）可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁鑄

44、件；鑄件； 2 2）金屬的實(shí)際利用率高）金屬的實(shí)際利用率高; ; 3 3）設(shè)備簡(jiǎn)單）設(shè)備簡(jiǎn)單, ,投資少投資少, ,操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便, ,勞動(dòng)條勞動(dòng)條件好件好, ,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。 4 4）澆注時(shí)壓力較低,底注充型,平穩(wěn)且易控制;工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)五）離心鑄造五）離心鑄造1.1.概念：離心鑄造是將金屬液澆入繞水平、傾概念：離心鑄造是將金屬液澆入繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下凝斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下凝固的鑄造方法。固的鑄造方法。2.2.鑄造設(shè)備離心鑄造機(jī)鑄造設(shè)備離心鑄造機(jī) 離心鑄造

45、機(jī)是離心鑄造所用的設(shè)備離心鑄造機(jī)是離心鑄造所用的設(shè)備, ,按其旋按其旋轉(zhuǎn)軸空間位置的不同分為立式、臥式兩種。其轉(zhuǎn)軸空間位置的不同分為立式、臥式兩種。其中立式鑄造機(jī)中立式鑄造機(jī)適合于高度小于直徑的圓環(huán)類鑄適合于高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件；臥式鑄造機(jī)適合于長(zhǎng)度較大的套筒類鑄件。件；臥式鑄造機(jī)適合于長(zhǎng)度較大的套筒類鑄件。低壓鑄造應(yīng)用低壓鑄造應(yīng)用：主要用于生產(chǎn)鑄造質(zhì)量要求：主要用于生產(chǎn)鑄造質(zhì)量要求高的鋁合金、鎂合金鑄件，如氣缸體等。高的鋁合金、鎂合金鑄件，如氣缸體等。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3.3.離心鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用：離心鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)：特點(diǎn)： 鑄件

46、組織致密鑄件組織致密, ,力學(xué)性能好力學(xué)性能好; ; 鑄造圓形中空鑄件時(shí)鑄造圓形中空鑄件時(shí), ,不用型芯和澆注系統(tǒng)不用型芯和澆注系統(tǒng), ,降低了金屬消耗降低了金屬消耗; ; 提高了金屬液的充型能力提高了金屬液的充型能力, ,可澆注流動(dòng)性差可澆注流動(dòng)性差的合金及薄壁鑄件的合金及薄壁鑄件; ; 可生產(chǎn)雙金屬鑄件可生產(chǎn)雙金屬鑄件, ,如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等；如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等； 適應(yīng)性較廣適應(yīng)性較廣, ,鑄造合金的種類幾乎不受限制鑄造合金的種類幾乎不受限制; ;應(yīng)用：應(yīng)用： 主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可用于生產(chǎn)齒用于生產(chǎn)齒 輪、葉輪、渦輪等成形鑄件。輪、葉

47、輪、渦輪等成形鑄件。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)六）消失模鑄造六）消失模鑄造 1.1.概念：概念： 消失模鑄造又稱實(shí)型鑄造，是采用泡沫聚苯乙烯塑消失模鑄造又稱實(shí)型鑄造，是采用泡沫聚苯乙烯塑料模樣代替普通模樣，造好型后不取出模樣直接澆入金料模樣代替普通模樣，造好型后不取出模樣直接澆入金屬液，在液體金屬的熱作用下，泡沫塑料模樣氣化消失屬液，在液體金屬的熱作用下，泡沫塑料模樣氣化消失獲得所需鑄件的鑄造方法。獲得所需鑄件的鑄造方法。2.2.特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）不必起模和修型，工序少，生產(chǎn)效率高；）不必起模和修型，工序少，生產(chǎn)效率高； 2

48、2）鑄件尺寸精度高、表面粗糙度值小；）鑄件尺寸精度高、表面粗糙度值??； 3 3）易實(shí)現(xiàn)少、無(wú)削加工；）易實(shí)現(xiàn)少、無(wú)削加工； 4 4）勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)條件好；）勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)條件好；應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于鋁合金、鑄鐵件的生產(chǎn)。主要用于鋁合金、鑄鐵件的生產(chǎn)。 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)各種鑄造方法的比較：各種鑄造方法的比較：見(jiàn)教材表見(jiàn)教材表8-3工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)進(jìn)入第三節(jié)進(jìn)入第三節(jié)工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 鑄造成形的工藝與鑄造成形的工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

49、設(shè)計(jì)一、鑄造成形的工藝設(shè)計(jì)一、鑄造成形的工藝設(shè)計(jì)二、鑄造成形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、鑄造成形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一、鑄造成形的工藝設(shè)計(jì)一、鑄造成形的工藝設(shè)計(jì) 鑄造工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是繪制鑄造工藝鑄造工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是繪制鑄造工藝圖、鑄件圖和鑄型裝配圖等。單件、小批生產(chǎn)圖、鑄件圖和鑄型裝配圖等。單件、小批生產(chǎn)時(shí)只需繪制鑄造工藝圖。時(shí)只需繪制鑄造工藝圖。 鑄造工藝圖是指直接在零件圖上繪出制造鑄造工藝圖是指直接在零件圖上繪出制造模樣和鑄型所需數(shù)據(jù)的圖樣，如模樣和鑄型所需數(shù)據(jù)的圖樣，如鑄件的澆注位鑄件的澆注位置置、分型面分型面、加工余量、收縮率、起模斜

50、度加工余量、收縮率、起模斜度、反變形量、工藝補(bǔ)正量、澆冒系統(tǒng)、內(nèi)外冷鐵反變形量、工藝補(bǔ)正量、澆冒系統(tǒng)、內(nèi)外冷鐵的尺寸和位置以及芯頭的大小等。它是制造模的尺寸和位置以及芯頭的大小等。它是制造模樣、模板、芯盒等工裝，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和驗(yàn)收樣、模板、芯盒等工裝，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和驗(yàn)收的依據(jù)。的依據(jù)。 工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一）澆注位置的選擇一）澆注位置的選擇 澆注位置是澆注時(shí)鑄件在鑄型內(nèi)所處的空澆注位置是澆注時(shí)鑄件在鑄型內(nèi)所處的空間位置。間位置。 澆注位置的選擇原則：澆注位置的選擇原則： 1）重要加工面、主要工作面等質(zhì)量要求較重要加工面、主要工作面等質(zhì)量要求較高

51、部位應(yīng)置于下面或側(cè)面。車床的澆注位置如高部位應(yīng)置于下面或側(cè)面。車床的澆注位置如下圖。下圖。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)2 2）具有大平面的鑄件，應(yīng)將鑄件的大平面）具有大平面的鑄件，應(yīng)將鑄件的大平面朝下。朝下。3 3）具有大面積的薄壁鑄件，應(yīng)將薄壁部分具有大面積的薄壁鑄件，應(yīng)將薄壁部分放在鑄型的下部，同時(shí)要盡量使薄壁部分處放在鑄型的下部，同時(shí)要盡量使薄壁部分處于垂直位置或傾斜位置。見(jiàn)下圖。于垂直位置或傾斜位置。見(jiàn)下圖。箱蓋的澆注位置箱蓋的澆注位置工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)4)4)易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)按定向凝固的原則

52、，易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)按定向凝固的原則，將壁厚較大的部位和鑄件的熱節(jié)部置于上部或?qū)⒈诤褫^大的部位和鑄件的熱節(jié)部置于上部或側(cè)部，以便設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。如下圖。側(cè)部，以便設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。如下圖。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二）鑄型分型面的選擇二）鑄型分型面的選擇 分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。其分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。其選擇是否合理，對(duì)鑄件質(zhì)量及制模、造型、造選擇是否合理，對(duì)鑄件質(zhì)量及制模、造型、造芯、合型或清理等工序復(fù)雜程度有很大影響。芯、合型或清理等工序復(fù)雜程度有很大影響。 分型面的選擇原則：分型面的選擇原則： 1 1）盡量將鑄件全部或大

53、部放在同一砂箱以防）盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯(cuò)型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的止錯(cuò)型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。見(jiàn)教材圖精確。見(jiàn)教材圖8-228-22。 2 2）應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。見(jiàn)教材圖一砂箱中。見(jiàn)教材圖8-23。 3）應(yīng)盡量使分型面平直、數(shù)量少，避免不必）應(yīng)盡量使分型面平直、數(shù)量少，避免不必要的活塊和型芯等，以便于起模，使造型工藝要的活塊和型芯等，以便于起模，使造型工藝簡(jiǎn)化。見(jiàn)教材圖簡(jiǎn)化。見(jiàn)教材圖8-24，8-25。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)4 4）應(yīng)盡量使型

54、腔及主要型芯位于下型，以便）應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、合型和檢驗(yàn)鑄件壁厚。于造型、下芯、合型和檢驗(yàn)鑄件壁厚。5 5）應(yīng)盡量選在鑄件最大截面處。）應(yīng)盡量選在鑄件最大截面處。三）工藝參數(shù)的確定：三）工藝參數(shù)的確定： 1）鑄造收縮率：為確保鑄件的尺寸，必須）鑄造收縮率：為確保鑄件的尺寸，必須按合金收縮率放大模樣尺寸。通?；诣T鐵的收按合金收縮率放大模樣尺寸。通?；诣T鐵的收縮率為縮率為0.7%1.0%，鑄鋼為，鑄鋼為1.6%2.0%，非，非鐵合金為鐵合金為1.0%1.5%。 2）機(jī)械加工余量：指為保證鑄件加工面尺）機(jī)械加工余量：指為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)

55、先增加而寸和零件精度，在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加而在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué) 零件上需要加工的表面，應(yīng)需有適當(dāng)?shù)募恿慵闲枰庸さ谋砻?，?yīng)需有適當(dāng)?shù)募庸び嗔?。加工余量過(guò)大，浪費(fèi)金屬和加工工時(shí)，工余量。加工余量過(guò)大，浪費(fèi)金屬和加工工時(shí)，增大零件成本；加工余量過(guò)小，不能完全去除增大零件成本；加工余量過(guò)小，不能完全去除表面缺陷，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。鑄件加工余量的表面缺陷，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。鑄件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工

56、面與基準(zhǔn)面的距與復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等。離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等?；诣T鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點(diǎn)低，鑄件灰鑄鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點(diǎn)低，鑄件表面較光潔、平整，故其加工余量小，鑄鋼件表面較光潔、平整，故其加工余量小，鑄鋼件因澆注溫度高、表面粗糙、變形大、其加工余因澆注溫度高、表面粗糙、變形大、其加工余量應(yīng)比鑄鐵件大；非鐵合金鑄件表面光潔、且量應(yīng)比鑄鐵件大；非鐵合金鑄件表面光潔、且材料昂貴、加工余量應(yīng)比鑄鐵件小；鑄件的尺材料昂貴、加工余量應(yīng)比鑄鐵件小；鑄件的尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面的距離愈大，鐵件的寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面

57、的距離愈大，鐵件的尺寸誤差也愈大，故余量也應(yīng)隨之加大；尺寸誤差也愈大，故余量也應(yīng)隨之加大；工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)3 3）起模斜度：）起模斜度：為使模樣容易從鑄型中取出或型芯為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度稱為起模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的沒(méi)斜度稱為起模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的沒(méi)有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。起模斜度的大小，有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。起模斜度的大小，應(yīng)根據(jù)模壁測(cè)量面高度、模樣材料及造型方法確定。應(yīng)根據(jù)模壁測(cè)量面高度、模樣材料

58、及造型方法確定。4 4）芯頭：）芯頭：指伸出鑄件以外不與金屬接觸的砂芯部分，指伸出鑄件以外不與金屬接觸的砂芯部分，其主要用于定位和固定砂芯，使砂芯在鑄型中有準(zhǔn)確其主要用于定位和固定砂芯，使砂芯在鑄型中有準(zhǔn)確的位置。芯頭分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類。見(jiàn)教的位置。芯頭分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類。見(jiàn)教材圖材圖8-288-28。5 5）最小鑄出孔及槽：）最小鑄出孔及槽：較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來(lái)，較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來(lái)，以便節(jié)約金屬和機(jī)構(gòu)加工工時(shí)，同時(shí)還避免鑄件局部以便節(jié)約金屬和機(jī)構(gòu)加工工時(shí)，同時(shí)還避免鑄件局部過(guò)厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件的質(zhì)量，較小的孔槽，過(guò)厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件的質(zhì)量，較小的孔槽，則

59、不宜鑄出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且則不宜鑄出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且無(wú)法實(shí)行機(jī)加工的孔如彎曲孔，則一定要鑄出。無(wú)法實(shí)行機(jī)加工的孔如彎曲孔，則一定要鑄出。工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)二、鑄造成形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、鑄造成形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)是指鑄件外形、內(nèi)腔、壁厚及壁鑄件結(jié)構(gòu)是指鑄件外形、內(nèi)腔、壁厚及壁之間的連接形式、加強(qiáng)肋及凸臺(tái)等。在進(jìn)行鑄之間的連接形式、加強(qiáng)肋及凸臺(tái)等。在進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，不但要保證其工作性能和力學(xué)性能件設(shè)計(jì)時(shí)，不但要保證其工作性能和力學(xué)性能要求，還必須認(rèn)真考慮鑄造工藝、鑄造方法和要求，還必須認(rèn)真考慮鑄造工藝、鑄造方法和

60、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。其結(jié)構(gòu)是否合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。其結(jié)構(gòu)是否合理，即其結(jié)構(gòu)工藝性是否良好，對(duì)鑄件質(zhì)量、合理，即其結(jié)構(gòu)工藝性是否良好，對(duì)鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)率及成本有很大的影響。生產(chǎn)率及成本有很大的影響。 一）鑄造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求一）鑄造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求二）合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求二）合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求三）鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求三）鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求工工程程材材料料及及成成形形工工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ)河南工業(yè)大學(xué)河南工業(yè)大學(xué)一）鑄造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求一）鑄造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求原則：原則： 1）減少）減少和簡(jiǎn)化分和簡(jiǎn)化分型面，如型面，如下圖。