南昌大學(xué)金屬工藝學(xué)第2篇劃紅線

1、第二篇 鑄 造概述：將液態(tài)合金澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，叫作鑄造。二、特點(diǎn)1、適應(yīng)性強(qiáng)； 液態(tài)流動成型一、定義 ：3、機(jī)械性能較差；4、廢品率較高；5、勞動條件差，勞動強(qiáng)度大。2、成本低；三、應(yīng)用 用于制造受力較簡單，形狀復(fù)雜的零件毛坯。四、種類1、砂型鑄造； 2、特種鑄造。11.1 液態(tài)合金的充型一、概念液態(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)金屬的充型能力。二、對鑄件質(zhì)量的影響充型能力強(qiáng)：1、易獲得尺寸準(zhǔn)確，外形完整、輪郭清晰的鑄件。2、有利于排出夾雜物和氣體，避免夾渣和氣孔。3、有利于補(bǔ)縮、避免縮孔、縮松。

2、第一章 合金鑄造工藝基礎(chǔ)2三、影響液態(tài)金屬充型能力的因素1、合金的流動性2、澆注條件 澆注溫度：溫度越高則充型能力越強(qiáng)。 充型壓力：3、鑄型填充條件 鑄型材料 鑄型溫度流動性：是合金本身的流動能力，是合金主要鑄造性能之一。合金的流動性愈好，充型能力愈強(qiáng)?；瘜W(xué)成分對流動性的影響最為顯著。其中共晶成分的合金由于是在恒定的溫度完成結(jié)晶，凝固的溫區(qū)窄，液態(tài)的流動性最好。液態(tài)合金的流動性通常以“螺旋形試樣”的長度來衡量。 鑄型中的氣體 壓力越大則充型能力越強(qiáng)。2、澆注條件3、鑄型填充條件 鑄型中的氣體 (液態(tài)合金在流動方向上所受的壓力叫充型壓力)3(一)概念(二)收縮階段 1、液態(tài)收縮：從澆注溫度到凝固

3、開始溫度（即液相線溫度）間的收縮。（T澆T液）2、凝固收縮：從凝固開始到凝固終止溫度（即固相線溫度）間的收縮。（T液T固）3、固態(tài)收縮：從凝固終止到室溫間的收縮。（T固T室）鑄件在冷卻、凝固過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象叫做收縮。使液面下降，是鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松的基本原因。使鑄件外部尺寸的減小，是鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋的基本原因。二、合金的收縮4三、 鑄件的凝固方法順序凝固法:在鑄件的厚壁處設(shè)置冒口，使鑄件的凝固按薄壁厚壁冒口的順序先后進(jìn)行，使縮孔集中在冒口中，從而獲得致密的鑄件，但鑄件各部的溫差大，會引起較大的熱應(yīng)力，金屬的消耗大。同時凝固法:鑄件的各部分同時進(jìn)行和完成凝固過程，為此一般

4、要在鑄件厚的部位放置一塊冷的金屬(冷鐵)使各部分的溫度均勻，鑄件的熱應(yīng)力小，但易產(chǎn)生縮松。5 2、鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋的形成與防止 1)形成結(jié)果：原因：鑄件壁厚的不均勻。厚部（心部）拉應(yīng)力薄部（表面）壓應(yīng)力2)防止a盡量使壁厚均勻，結(jié)構(gòu)對稱，避免尖角結(jié)構(gòu)。 b采用同時凝固（冷鐵） c提高型（芯）砂的退讓性e采用反變形法f嚴(yán)格控制sp含量d進(jìn)行時效處理自然時效人工時效（鋼、鑄鐵的去應(yīng)力退火）6根據(jù)石墨的形狀 根據(jù)碳的存在形式分 白口鑄鐵 Fe3c灰口鑄鐵 石墨麻口鑄鐵 （白口灰）普通灰口鑄鐵 片狀可鍛鑄鐵 團(tuán)絮狀球墨鑄鐵 球狀普通鑄鐵 根據(jù)化學(xué)成分合金鑄鐵2 鑄 鐵蠕墨鑄鐵 蠕蟲狀7 化學(xué)成分

5、碳是形成石墨的元素硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素錳本身是阻礙石墨化的元素，但錳能與硫形成化合物，起著間接的促進(jìn)作用。硫是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素磷對石墨化影響不大 冷卻速度：冷卻速度慢有利于石墨的形成a鑄型材料V金屬型V砂型 V濕型 V干型 b鑄件壁厚3、影響鑄鐵組織與性能的因素（石墨化）碳以石墨形式析出的過程稱為石墨化 冷卻速度83.1 造型方法的選擇 一、造型材料（制造砂型和型芯的材料） 1、型（芯）砂的組成 原砂 附加物 水粘結(jié)劑2、型砂應(yīng)具備的性能 強(qiáng)度 型砂在承受外力作用時，具有不易破壞的性能； 透氣性型砂具有能使氣體透過的性能； 耐久性型砂在高溫金屬液的作用下而不軟化不熔化的性能； 退讓性型

6、砂具有隨著鑄件的冷卻收縮而被壓縮其體積的性能； 韌性 型砂吸收塑性變形能量的能力。強(qiáng)度、透氣性、耐久性、退讓性、韌性9當(dāng)生產(chǎn)批量比較大時可采用假箱造型。二、造型和造芯 1、手工造型 整模造型：適于形狀簡單且橫截面依次減少的鑄件。 分模造型：適于最大截面在中間的鑄件。 造型 活塊造型：適于帶有難起模的凸起部分的鑄件。 刮板造型：適于大中型回轉(zhuǎn)體鑄件。 挖砂造型：分型面不是平面鑄件的單件小批生產(chǎn)。假箱造型： 多箱造型：適于形狀復(fù)雜中間截面小的鑄件10 造芯 1、造芯方法手工造芯整體式芯盒可拆式芯盒刮板造芯分開式芯盒 機(jī)器造芯 2、芯骨、芯撐和型芯的通氣 芯骨 提高型芯的強(qiáng)度和剛度 芯撐：輔助支撐，

7、最終與鑄件熔為一體。 型芯的通氣：提高型芯的透氣性11一、澆注位置的選擇 1、質(zhì)量要求高的表面和重要的加工面在應(yīng)朝下或在側(cè)面。 2、易產(chǎn)生縮孔的鑄件厚的部分應(yīng)朝上。3、大的平面或大而薄的平面應(yīng)朝下。 4、型芯數(shù)量要少，便于型芯的固定和排氣。二、分型面的選擇1、分型面要少最好一個且為平面。2、不用或少用活塊和型芯。3、大部分或全部分放在同一砂箱。4、型腔及主要型芯位于下箱。3.2澆注位置和分型面的選擇 P67P68121、加工余量2、拔模斜度3、收縮率鑄件上如有孔側(cè)：當(dāng)鑄鐵件 d25mm 、 鑄鋼件 d35mm 時，在單件或小批量生產(chǎn)時不需鑄出，但不需加工的孔無論大小一般均要鑄出。4、型芯頭（保

8、證型芯的固定、排氣和出砂）拔模斜度分外壁和內(nèi)壁：外壁：153內(nèi)壁：310 3.3工藝參數(shù)1、加工余量2、拔模斜度3、收縮率4、型芯頭型芯頭也要一定的斜度：下芯頭為510 ；上芯頭為6 15 ，此外型芯頭與鑄型型芯座之間應(yīng)有14mm的間隙。收縮的大小主要與合金的種類有關(guān)：灰口鑄鐵為0.71.0%；鑄鋼為1.32.0%;鋁硅合金為0.81.2% 。此外還與鑄件的形狀和尺寸有關(guān)。13加工余量：是鑄件為切削加工而加大的尺寸；機(jī)械加工余量的具體數(shù)值取決于鑄件生產(chǎn)批量、合金的種類、鑄件的大小、加工面的精度、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在澆注時的位置。拔模斜度：由于合金的線收縮，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸

9、略為縮小，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，模型尺寸必須比鑄件放大一個該合金的收縮量。收縮率：由于合金的線收縮，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，模型尺寸必須比鑄件放大一個該合金的收縮量。14 1、鑄件外形要便于造型。一、鑄件的外形設(shè)計。4.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系 2、分型面要少且為平面。3、與分型面垂直的非加工面應(yīng)留結(jié)構(gòu)斜度，且內(nèi)外。二、鑄件的內(nèi)腔設(shè)計1、不用或少用型芯。 2、便于型芯的固定、排氣和出砂。3、設(shè)置工藝孔第四章 砂型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝分析拔模斜度151、壁厚要合理：max3min ， 內(nèi)外2、壁厚要均勻。4.2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系 3、垂直壁的連接

10、要有結(jié)構(gòu)圓角。 4、避免銳角聯(lián)接和交叉。 5、厚薄壁的聯(lián)接要逐步過渡。 6、避免過大的水平面。 7、避免收縮受阻。16二、特點(diǎn)及應(yīng)用1、可制造形狀相當(dāng)復(fù)雜的鑄件。2、鑄件精度高，表面質(zhì)量好。 3、適應(yīng)性廣。特別適于制造形狀十分復(fù)雜，高熔點(diǎn)，難切削的精密小鑄件。4、鑄件不能太大。5、工藝過程繁雜，周期長，成本較高。P8417三、特點(diǎn)及應(yīng)用1、實現(xiàn)“一型多鑄”。2、鑄件精度高，表面質(zhì)量好。 3、鑄件機(jī)械性能高。 4、勞動條件好。 5、鑄型制造成本高，周期長。 6、鑄造工藝要求嚴(yán)格。主要用于大批量生產(chǎn)形狀不太復(fù)雜，壁厚較均勻的有色金屬鑄件。P865.2 金屬型鑄造181、可制造形狀復(fù)雜的薄壁件或鑲嵌件。2、鑄件精度高，表面質(zhì)量好。 3、鑄件強(qiáng)度和硬度都較高。 4、生產(chǎn)率最高。 5、易產(chǎn)生氣孔與縮松。6、壓鑄件不宜經(jīng)受高溫。7、壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費(fèi)用高。一、工藝過程根據(jù)壓室的工作條件不同熱壓室壓鑄機(jī)冷壓室壓鑄機(jī)二、特點(diǎn)及應(yīng)用主要用于有色合金形狀復(fù)雜、薄壁小鑄件的大批量生產(chǎn)。5.3 壓力鑄造P8719一、工藝過程二、特點(diǎn)及應(yīng)用 1、充型壓力和速度便于控制。 2、鑄件機(jī)械性能較高。 3、金屬的利用率較高。