第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件

1、第2章 液態(tài)材料鑄造成形技術過程 2.1概述 液態(tài)材料成形(鑄造)是將液態(tài)金屬澆注到與零件形狀相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法。第2章 液態(tài)材料鑄造成形技術過程 2.1概述 液態(tài)材料成形工藝過程零件圖鑄造工藝圖鑄型型芯芯盒 芯砂型砂模型熔化合 箱落砂、清理檢 驗鑄 件澆注冷卻凝固圖2-1砂型鑄造的工藝過程 液態(tài)材料成形工藝過程零件圖鑄造工藝圖鑄型型 鑄造生產(chǎn)的特點（1）材料來源廣；（2）廢品可重熔；（3）設備投資低。 1可生產(chǎn)形狀任意復雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復雜的制件。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。（1）合金種類不受限制；（2）鑄件大小幾乎不受限制。2適應

2、性強： 3成本低： 4廢品率高、表面質(zhì)量較低、勞動條件差。 鑄造生產(chǎn)的特點（1）材料來源廣；1可生產(chǎn)2.2鑄造成形技術過程理論基礎 2.2.1 液態(tài)金屬的充型能力與流動性 充型能力是指液態(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。 實踐證明，液態(tài)金屬的充型能力主要取決于金屬自身的流動性，還受外部條件如鑄件性質(zhì)、澆注條件和鑄件結(jié)構(gòu)等因素的影響，是各種因素的綜合反映。 流動性是液態(tài)合金本身的流動能力。是金屬的液態(tài)鑄造成型的性能之一，與金屬的成分，溫度，雜質(zhì)含量及其物理性質(zhì)有關。金屬的流動性通常用澆注螺旋形式樣來衡量。2.2鑄造成形技術過程理論基礎 2.2.10.45%C 鑄鋼：200出

3、氣口澆口杯4.3%C 鑄鐵：18002.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性圖2.2 螺旋形流動試樣示意圖0.45%C 鑄鋼：200出氣口澆口杯4.3%C 鑄鐵：182.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性影響液態(tài)金屬充型能力的因素1）金屬的性質(zhì)：包括金屬的種類，成分，結(jié)晶特性及其他物理性能等。決定金屬自身的流動能力流動性。 合金流動性主要取決于合金化學成分所決定的結(jié)晶特點。結(jié)晶溫度范圍小的金屬趨近于逐層凝固方式，凝固層內(nèi)表面光滑對未凝固液態(tài)金屬阻力小，所以流動性好；而結(jié)晶范圍大的金屬為糊狀凝固方式，凝固層內(nèi)表面粗糙對未凝固液態(tài)金屬阻力大，所以流動性差。2.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性影響液態(tài)金屬

4、充型能力的2.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性a）在恒溫下凝固b）在一定溫度范圍內(nèi)凝固PbSb20406080204060800流動性（cm）100200300溫度（）0合金流動性主要取決于合金化學成分所決定的結(jié)晶特點 2.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性a）在恒溫下凝固b）在一2）鑄型性質(zhì)： 鑄型的阻力影響金屬液態(tài)的充型速度，鑄型與金屬的熱交換強度影響金屬液保持流動的時間。鑄型蓄熱系數(shù)大，鑄型的激冷能力就越強，充型能力下降。 （3）澆注系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)越復雜，流動阻力越大，充型能力越差。 3）澆注條件：（1）澆注溫度一般T澆越高，液態(tài)金屬的充型能力越強。（2）充型壓力液態(tài)金屬在流動方向上所受壓力

5、越大，充型能力越強。2.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性2）鑄型性質(zhì)：（3）澆注系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)越復雜，流動阻力越大，充4）鑄件結(jié)構(gòu)： 衡量鑄件結(jié)構(gòu)的因素是鑄件的折算厚度R(R=鑄件體積/鑄件散熱表面積=V/S)和復雜程度。如果鑄件體積相同，在同樣的澆注條件下，R大的鑄件，由于與鑄型的接觸表面積相對較小，熱量散失比較緩慢，則充型能力較高。鑄件的壁薄；R越小，則充型能力較弱 。2.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性4）鑄件結(jié)構(gòu)：2.2.1液態(tài)金屬的充型能力與流動性2.2.2鑄件的凝固鑄型中的合金從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，稱為鑄件的凝固。凝固熱力學條件：體系所處的溫度低于熔點溫度。凝固方式： 1）逐層凝固

6、 凝固過程固液界面分明 2）體積凝固 液固共存區(qū)很寬 3）中間凝固 液固凝固區(qū)域介于逐層和體積凝固之間 影響凝固方式的主要因素是合金的結(jié)晶溫度范圍和鑄件的溫度梯度。2.2.2鑄件的凝固鑄型中的合金從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，稱2.2.3鑄件的收縮1）收縮的基本概念 鑄件在液態(tài)，凝固和固態(tài)下繼續(xù)冷卻過程中所產(chǎn)生的體積減小現(xiàn)象稱為收縮。收縮是鑄件的許多缺陷，如縮孔，縮松，熱烈，應力變形和冷裂產(chǎn)生的基本原因。（1）液態(tài)收縮 從澆注溫度到凝固開始溫度之間的收縮。 T澆 T液（2）凝固收縮 從凝固開始到凝固終止溫度間的收縮。 T液 T固 2）收縮的3個基本階段2.2.3鑄件的收縮1）收縮的基本概念（1）液態(tài)

7、收縮 從2.2.3鑄件的收縮體收縮率是鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松的根本原因。 體收縮率：線收縮率：線收縮率是鑄件產(chǎn)生應力、變形、裂紋的根本原因。 （3）固態(tài)收縮 從凝固終止溫度到室溫間的收縮。 T固 T室2.2.3鑄件的收縮體收縮率是鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松的根本原因。2.2.3鑄件的收縮鑄造合金的收縮過程示意圖2.2.3鑄件的收縮鑄造合金的收縮過程示意圖2.2.3鑄件的收縮3）鑄件的實際收縮 前面所說的收縮為自由收縮，它只考慮了金屬自身的成分，溫度和相變的影響，實際鑄件是受阻收縮，它還受到以下幾種阻力： （1）鑄型表面的摩擦阻力；（2）熱阻力 鑄件各部分收縮時彼此制約產(chǎn)生的阻力。 （3）機械阻力 鑄件收縮

8、時，受到鑄型和型芯的阻力。 因此，生產(chǎn)中采用的收縮率是鑄造收縮率（或稱鑄件線收縮率）是包括了各種阻力在內(nèi)的實際收縮率。 2.2.3鑄件的收縮3）鑄件的實際收縮2.2.3鑄件的收縮4）鑄件的縮孔和縮松 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減的容積得不到補充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的稱為縮孔，細小而分散的稱為縮松。（1)鑄件的縮孔和縮松 縮孔：形成的基本條件是金屬在恒溫或很窄的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件由表及里逐層凝固。 縮松：形成基本條件是金屬的結(jié)晶溫度范圍較寬，呈體積凝固方式。2.2.3鑄件的收縮4）鑄件的縮孔和縮松2.2.3鑄件的收縮縮孔和縮松的形成2.2.3鑄

9、件的收縮縮孔和縮松的形成2.2.3鑄件的收縮影響縮孔，縮松形成因素： a）金屬的成分； 結(jié)晶溫度小縮孔 結(jié)晶溫度大縮松 b）澆注條件和鑄型性質(zhì)； 澆注溫度御高，液態(tài)收縮愈大，愈易形成縮孔 c）補縮壓力和鑄件結(jié)構(gòu)； 增大補縮壓力大，縮孔和縮松的傾向越小2.2.3鑄件的收縮影響縮孔，縮松形成因素：2.2鑄造成形技術過程理論基礎（2）縮孔和縮松的防止方法 控制凝固方式 防止縮孔和縮松常用的工藝措施就是控制鑄件的凝固次序，使鑄件實現(xiàn)“順序凝固”。 順序凝固 鑄件按照一定的次序逐漸凝固。2.2鑄造成形技術過程理論基礎（2）縮孔和縮松的防止方法 2.2.3鑄件的收縮暗冒口冒口 儲存補縮用金屬液的空腔。冷鐵

10、熱節(jié)2.2.3鑄件的收縮暗冒口冒口 儲存補縮用金屬液的空腔。冷2.2.3鑄件的收縮冷鐵同時凝固 整個鑄件幾乎同時凝固。2.2.3鑄件的收縮冷鐵同時凝固 整個鑄件幾乎同時凝固。2.2.3鑄件的收縮合理確定內(nèi)澆口位置及澆注方法順序凝固：采用高溫緩慢澆注，厚大處引入同時凝固：采用低溫快速澆注，薄壁處引入合理應用冒口、補貼和冷鐵等技術措施 冒口：用于液態(tài)補縮 冷鐵：用于加快局部冷卻速度2.2.3鑄件的收縮合理確定內(nèi)澆口位置及澆注方法2.2.3鑄件的收縮5）鑄造應力 鑄件在凝固和隨后的冷卻過程中，收縮受到阻礙而引起的內(nèi)應力，稱為鑄造應力。鑄造應力按阻礙形成的原因也就相應分為熱應力、相變應力和機械阻礙應力

11、。 2.2.3鑄件的收縮5）鑄造應力2.2.3鑄件的收縮 （1）熱應力： 由于形狀復雜，厚薄不均，各部分的冷卻速度不同，以至在同一時刻，鑄件各部位收縮不一致而引起的內(nèi)應力稱為熱應力。熱應力的形成過程如下圖。2.2.3鑄件的收縮 （1）熱應力： 由于形2.2.3鑄件的收縮（2）相變應力 鑄件冷卻過程中，有的合金要經(jīng)歷固態(tài)相變，比容發(fā)生變化。當鑄件各部位溫度不同時，固態(tài)相變不同時發(fā)生，新舊兩相的比容差越大，相變應力越大。（3）機械阻礙應力 鑄件在冷卻過程中因收縮受到箱帶，型芯，澆注系統(tǒng)和冒口等的機械阻礙而產(chǎn)生的應力為機械阻礙應力。機械應力是暫時應力。2.2.3鑄件的收縮（2）相變應力2.2.3鑄件

12、的收縮上型下型受砂型和砂芯機械阻礙的鑄件2.2.3鑄件的收縮上型下型受砂型和砂芯機械阻礙的鑄件2.2.3鑄件的收縮（4）防止和減小鑄造應力的措施 合理設計鑄件結(jié)構(gòu) 選用線收縮率小、彈性模量小的合金 采用同時凝固 合理設計澆冒口，緩慢冷卻 可以采用人工時效、自然時效的方法消除已有殘余應力 2.2.3鑄件的收縮（4）防止和減小鑄造應力的措施2.2.3鑄件的收縮6）鑄件的變形和裂紋 鑄造應力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的根本原因。當殘余應力的總和超過金屬的屈服強度極限時，鑄件將發(fā)生塑性變形，當鑄造應力的總和超過金屬的抗拉強度極限時，鑄件便產(chǎn)生裂紋。2.2.3鑄件的收縮6）鑄件的變形和裂紋2.2.3鑄件的收縮

13、+-鑄件變形示意圖2.2.3鑄件的收縮+-鑄件變形示意圖2.2.3鑄件的收縮（1）鑄件的變形與防止a）使鑄件壁厚盡可能均勻；b）采用同時凝固的原則；c）采用反變形法。2.2.3鑄件的收縮（1）鑄件的變形與防止a）使鑄件壁厚盡可2.2.3鑄件的收縮熱裂的防止： a) 應盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。b) 應提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機械應力。c) 對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制硫的含量， 防止熱脆性。 （2）鑄件的裂紋與防止 熱裂熱裂的形狀特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。 2.2.3鑄件的收縮熱裂的防止： （2）鑄件的裂紋與防止2.2.3鑄件的收縮冷裂 冷裂的特

14、征是：裂紋細小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。 冷裂的防止：1）使鑄件壁厚盡可能均勻；2）采用同時凝固的原則；3）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制磷的 含量，防止冷脆性。 2.2.3鑄件的收縮冷裂 冷裂的特征是：裂紋細小，呈連2.2.4金屬的吸氣性 金屬在熔煉過程中溶解氣體，在澆注過程中因澆包未烘干，鑄型澆注系統(tǒng)設計不當，鑄型透氣性差以及澆注速度控制不當，或型腔內(nèi)氣體不能及時排出，都會使氣體進入金屬液，增加金屬中氣體的含量，這就構(gòu)成了金屬的吸氣性。2.2.4金屬的吸氣性 金屬在熔煉過程中溶解氣體，2.2.4金屬的吸氣性1）金屬液吸收氣體的過程 氣體分子撞擊到金屬液表面； 在高溫金屬

15、液表面上氣體分子理解為原子狀態(tài)； 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吸附方式吸附在金屬表面； 氣體原子根據(jù)擴散進入金屬液內(nèi)部。 2.2.4金屬的吸氣性1）金屬液吸收氣體的過程2.2.4金屬的吸氣性2）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度，稱為該條件下氣體的溶解度。常用每100克金屬含有的氣體在標準狀態(tài)下的體積來表示，有時也用溶解氣體對金屬的質(zhì)量分數(shù)來表示。 影響氣體在金屬液中的溶解度的因素：溫度、 金屬化學成分和氣體在金屬液面上的平衡分壓。2.2.4金屬的吸氣性2）氣體在金屬液中的溶解度2.2.4金屬的吸氣性3）氣體的析出與氣孔 溶解

16、于金屬液中的氣體，隨溫度下降則不斷析出，其方式有3種：氣體以原子態(tài)擴散到金屬表面，然后脫離吸附。與金屬內(nèi)某些元素形成化合物，以非金屬夾雜物形式排除； 以氣泡形式從金屬液中逸出。當鑄件表面已凝固，氣泡來不及排出而保留，致使鑄件產(chǎn)生析出性氣孔。2.2.4金屬的吸氣性3）氣體的析出與氣孔2.2.4金屬的吸氣性4）氣孔 按氣孔的產(chǎn)生的原因，可分為：侵入氣孔、析出氣孔和反應氣孔。侵入氣孔 氣孔侵入金屬液而不上浮逸出的氣孔析出氣孔 由于溶解度下降而從合金中析出的氣孔反應氣孔 由化學反應生成的氣孔 2.2.4金屬的吸氣性4）氣孔2.2.4金屬的吸氣性5）氣體對鑄件品質(zhì)的影響 氣孔不僅會減少鑄件的有效截面積，

17、而且能使局部造成應力集中，成為零件斷裂的裂紋源，尤其是形狀不規(guī)則的氣孔，如裂紋狀氣孔和尖角形氣孔不僅增加缺口的敏感性，使金屬強度下降，而且會降低零件的疲勞強度。2.2.4金屬的吸氣性5）氣體對鑄件品質(zhì)的影響2.2.5鑄件的化學成分偏析 鑄件的凝固后，截面上不同部位，以至晶粒內(nèi)部產(chǎn)生化學成分不均勻的現(xiàn)象，稱為偏析。 偏析形成原因主要是由于合金在結(jié)晶過程中溶質(zhì)再分配的結(jié)果。晶體在生產(chǎn)過程中，由于結(jié)晶速度大于溶質(zhì)的擴散速度，使得初次析出的固相與液相的濃度不同，先析出的晶體與后析出的晶體的化學成分也不同，甚至同一個晶粒內(nèi)先結(jié)晶出來的部分和后結(jié)晶出來的部分也有差異，這樣就形成了鑄件各部分化學成分的不均勻

18、性。 2.2.5鑄件的化學成分偏析 鑄件的凝固后，截面上不同部2.2.5鑄件的化學成分偏析 偏析可大體分為兩大類：微觀偏析和宏觀偏析。 1）微觀偏析指微小范圍內(nèi)的化學成分不均勻現(xiàn)象，一般在一個晶粒尺寸范圍左右，包括晶內(nèi)偏析和晶界偏析。 2）宏觀偏析也稱為區(qū)域，其成分不均勻現(xiàn)象表現(xiàn)在較大的尺寸范圍，主要包括正偏析和逆偏析。 實際上鑄件在凝固時，由于合金的類型不同，冷卻條件的差異，等軸晶的產(chǎn)生，結(jié)晶游離的存在，使鑄件斷面成分變的極為復雜，因此對具體的鑄件應做具體分析。2.2.5鑄件的化學成分偏析 偏析可大體分為兩大類：2.3液態(tài)金屬成形的工藝設計2.3.1鑄造工藝設計內(nèi)容與步驟 1)鑄造工藝過程設

19、計的內(nèi)容 一般包括：鑄造工藝過程圖、鑄件圖、鑄型裝配圖、工藝過程圖、工藝過程卡、操作技術規(guī)程。廣義的講，凡鑄造技術裝備的設計內(nèi)容諸如模樣圖、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，均屬于鑄造工藝的內(nèi)容。2.3液態(tài)金屬成形的工藝設計2.3.1鑄造工藝設計內(nèi)容與步驟2.3.1鑄造工藝設計內(nèi)容與步驟2）鑄造工藝過程設計的步驟零件圖結(jié)構(gòu)工藝過程分析鑄造工藝過程方案的擬定砂芯設計澆注系統(tǒng)設計冒口、冷鐵的設計繪制鑄造工藝過程圖一般產(chǎn)品鑄造過程設計過程示意圖2.3.1鑄造工藝設計內(nèi)容與步驟2）鑄造工藝過程設計的步驟零2.3.2鑄造成形方案的擬定1）確定澆注位置 確定澆注系統(tǒng)的原

20、則： 鑄件的重要面朝下或處于側(cè)面，以避免缺陷的產(chǎn)生。鑄件的寬大平面朝下或傾斜澆注鑄件的薄壁部分朝下，可保持鑄件易于充型鑄件的厚大部分朝上，便于補縮2.3.2鑄造成形方案的擬定1）確定澆注位置鑄件的重要面朝2.3.2鑄造成形方案的擬定2.3.2鑄造成形方案的擬定2.3.2鑄造成形方案的擬定2）選擇分型面1. 分型面應選在鑄件的最大截面處。2. 應盡量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。 上下中2.3.2鑄造成形方案的擬定2）選擇分型面1. 分型面應選在2.3.2鑄造成形方案的擬定4. 為便于造型、下芯、合箱及檢驗鑄件壁厚，應盡量使型 腔及主要型芯位于下箱。 上下上下上下上下2.

21、3.2鑄造成形方案的擬定4. 為便于造型、下芯、合箱及檢2.3.2鑄造成形方案的擬定3）確定主要工藝過程參數(shù)生產(chǎn)批量最小鑄出孔直徑灰口鑄鐵件鑄鋼件大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)121515303050305050（1）機械加工余量 機加工時被切去的金屬層厚度成為加工余量（2）最小鑄出孔2.3.2鑄造成形方案的擬定3）確定主要工藝過程參數(shù)生產(chǎn)批量2.3.2鑄造成形方案的擬定（3）起模斜度 為便于起模，在平行于模樣或芯盒起模方向的側(cè)壁上留有的斜度稱為起模斜度。2.3.2鑄造成形方案的擬定（3）起模斜度 為便于起模，在2.3.2鑄造成形方案的擬定（4）鑄造圓角 (5)鑄造收縮率(6)型芯及芯頭圓角半

22、徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/31/2。 通?；诣T鐵為0.71.0%，鑄造碳鋼為1.32.0%，鋁硅合金為0.81.2%，錫青銅為1.21.4%。 型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復雜阻礙起模部分的外形。 芯頭的作用：1）定位作用；2）固定作用；3）排氣作用。2.3.2鑄造成形方案的擬定（4）鑄造圓角 (5)鑄造收縮率2.3.2鑄造成形方案的擬定2.3.2鑄造成形方案的擬定2.3.3澆注系統(tǒng)及其設計1）澆注系統(tǒng)概述 引導金屬液流入鑄型型腔的一系列通道的總稱。1）澆注系統(tǒng)的組成及作用交口杯：承接金屬液并將其平穩(wěn)地導入直澆道。直澆道：產(chǎn)生靜壓力、調(diào)速。橫澆口：分配金屬液，阻擋熔渣。內(nèi)澆口：

23、控制金屬液的速度與方向。2.3.3澆注系統(tǒng)及其設計1）澆注系統(tǒng)概述1）澆注系統(tǒng)的組成2.3.3澆注系統(tǒng)及其設計 封閉式澆注系統(tǒng) F直F橫F內(nèi) F直F橫F內(nèi)=1.151.11 開放式澆注系統(tǒng) F直F橫F橫2.3.3澆注系統(tǒng)及其設計2.3.3澆注系統(tǒng)及其設計2.3.4 冒口、冷鐵設計1）冒口設計冒口是在鑄型中設置的一個儲存金屬液的空腔。 冒口普通冒口特種冒口明冒口暗冒口保溫冒口發(fā)熱冒口大氣壓力冒口易割冒口2）冷鐵設計2.3.4 冒口、冷鐵設計1）冒口設計冒口是在鑄型中設置的一2.3.5鑄造工藝過程圖的繪制 鑄造工藝過程圖把一確定的工藝設計內(nèi)容用各種工藝符號描繪在零件圖上的圖樣。1、在零件圖上找出加

24、工表面，繪紅色平行線以示加工余量，并標注出加工余量數(shù)值。2、尺寸小于30 50的不鑄出孔或其他結(jié)構(gòu)，剖面涂紅以表示實體，投影視圖畫“”，表示不鑄出。3、取分型面投影為線的視圖一端適當延長，繪出分型、分模符號，標注澆注位置。4、標注出澆口、冒口位置，其結(jié)構(gòu)另畫圖。畫冷鐵形狀與尺寸示意圖。5、畫出型芯輪廓、芯頭形狀、標注尺寸、間隙。型芯數(shù)量多事要編號，復雜型芯標注出填砂、吊芯、出氣方向。6、審查機械加工或鑄造工藝要求，繪出工藝凸臺、工藝肋等結(jié)構(gòu)。7、以上內(nèi)容完成后進行復查。2.3.5鑄造工藝過程圖的繪制 鑄造工藝過程圖把一確定第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件2.

25、3.5鑄造工藝過程圖的繪制鑄造工藝設計過程1）結(jié)構(gòu)技術分析2）鑄造工藝過程方案擬定3）砂芯的設計4）澆注系統(tǒng)設計冒口、冷鐵的設計繪制鑄造工藝過程圖2.3.5鑄造工藝過程圖的繪制鑄造工藝設計過程1）結(jié)構(gòu)技術分2.4液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設計2.4.1 保證鑄件的質(zhì)量的鑄件結(jié)構(gòu)設計1）鑄件的最小壁厚2）鑄件的臨界壁厚3）鑄件的內(nèi)壁厚度4）鑄件的過渡和連接5）肋6）鑄造斜度7）凸臺2.4液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設計2.4.1 保證鑄件的質(zhì)量的鑄2.4液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設計2.4.2適應鑄造工藝過程的鑄件結(jié)構(gòu)設計1）簡化或減少分型面2）盡量不用或少用型芯3）鑄件結(jié)構(gòu)應方便起模4）有利于型芯的固定和排氣5）

26、避免變形和裂紋6）有利于防止夾渣、氣孔7）有利于鑄件清理2.4液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設計2.4.2適應鑄造工藝過程的鑄第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件2.5常用鑄造合金及其熔煉本節(jié)內(nèi)容為自學2.5常用鑄造合金及其熔煉2.6鑄造成形技術過程2.6.1砂型鑄造 以型砂為主要造型造型材料制備鑄型的鑄造技術方法叫砂型鑄造。常用的砂型有

27、濕型，干型，表面干型和各種化學自硬砂。特點：適應性廣，技術靈活性大，不受零件的形狀、大小、復雜程度及金屬合金種類的限制，生產(chǎn)準備過程簡單。按照緊實型砂和起模方法分為:手工造型和機械造型2.6鑄造成形技術過程2.6.1砂型鑄造 以型砂為2.6.1砂型鑄造1）手工造型和制芯整體模造型 分模模造型挖砂造型活塊造型三箱造型特點：適用于單件、小批量生產(chǎn)2.6.1砂型鑄造1）手工造型和制芯特點：適用于單件、小批量第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件2.6.1砂型鑄造2.6.1砂型鑄造2.6.1砂型鑄造2）機械造型 機器造型主要將繁重的緊砂和精細的起模等主要操作實現(xiàn)機械化、機器造型基本原理1）緊砂方法： 壓實

28、式、震實式、震壓式、拋砂式、射壓式2）起模方式： 頂箱式起模、漏模式起模、翻轉(zhuǎn)式起模 優(yōu)點：生產(chǎn)率高、尺寸精度、表面質(zhì)量好，勞動條件改善。缺點：投資大，不適合三箱、活塊造型。2.6.1砂型鑄造2）機械造型 機器造型主要將繁重的緊砂2.6.1砂型鑄造2.6.1砂型鑄造第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件2.6.2特種鑄造1）熔模鑄造 在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化干燥后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的一種成

29、形工藝方法。壓型蠟模組結(jié)殼脫蠟單個蠟模焙燒、澆注熔模鑄造工藝過程流程圖2.6.2特種鑄造1）熔模鑄造 在易熔模樣表面包覆若干1）熔模鑄造1）熔模鑄造1）熔模鑄造熔模鑄造的特點和適用范圍1鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，公差等級可達IT11IT13， 表面粗糙度Ra值達1.612.5m。 2合金種類不受限制，尤其適用于高熔點及難加工的高合 金鋼，如耐熱合金、不銹鋼、磁鋼等。 3可鑄出形狀較復雜的鑄件，如鑄件上寬度大于3mm的 凹槽、直徑大于2mm的小孔均可直接鑄出。 4生產(chǎn)批量不受限制，單件、成批、大量生產(chǎn)均可適用。 5工藝過程較復雜，生產(chǎn)周期長；原材料價格貴，鑄件成本高；鑄件不能太大、太長，否則熔模

30、易變形，喪失原有精度。 1）熔模鑄造熔模鑄造的特點和適用范圍1鑄件的精度和表面質(zhì)量2)金屬型鑄造 金屬型鑄造又稱硬模鑄造，永久型鑄造。其鑄型是采用金屬材料制成的。 金屬型的鑄造工藝1噴刷涂料 金屬型的型腔和金屬表面必須噴刷涂料2金屬型應保持一定的工作溫度 通常鑄鐵件為250350度,非鐵金屬件100250度3合的出型時間 通常小型鑄鐵出型時間為1060S, 鑄件溫度約為780950C2)金屬型鑄造 金屬型鑄造又稱硬模鑄造，永久型鑄造。其鑄2)金屬型鑄造2)金屬型鑄造2)金屬型鑄造1金屬型鑄件冷卻速度快，組織致密，力學性能高。 2鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量均優(yōu)于砂型鑄造件。尺寸精 度達IT12IT

31、14，Ra值平均可達6.312.5m。 3 生產(chǎn)率高，勞動條件得到改善。金屬型鑄造的特點及適用范圍4 金屬型不透氣、無退讓性、鑄件冷卻速度快，易產(chǎn)生 氣孔、應力、裂紋、澆不到、冷隔、白口等鑄造缺陷。 應用：主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)。2)金屬型鑄造1金屬型鑄件冷卻速度快，組織致密，力學性能高3）壓力鑄造 液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中，并在壓力下結(jié)晶，以獲得鑄件的成形工藝方法。 在壓鑄件的設計和使用中，應注意的問題1.應使鑄件壁厚均勻，并以34mm壁厚為宜，最大壁厚應小于68mm，以防止縮孔、縮松等缺陷。2.壓鑄件不能進行熱處理或在高溫下工作，以免壓鑄件內(nèi)氣孔中的氣體

32、膨脹，導致鑄件表面鼓泡或變形。3.壓鑄件應盡量避免切削加工，以防止內(nèi)部孔洞外露。4.由于壓鑄件內(nèi)部疏松，塑性、韌性相對較差，因此不適宜制造承受沖擊的制件。3）壓力鑄造 液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中，并第2章液態(tài)材料鑄造成形技術過程課件3）壓力鑄造3）壓力鑄造3）壓力鑄造壓力鑄造的特點和適用范圍 1鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量最高。公差等級一般為 IT11IT13級，Ra為3.20.8m。 2鑄件的強度和表面硬度高?？估瓘姸瓤杀壬靶丸T造 提高2530%，但伸長率有所下降。 3可壓鑄出形狀復雜的薄壁件。 4生產(chǎn)率高。國產(chǎn)壓鑄機每小時可鑄50150次，最高可達500次。 3）壓力鑄造壓力鑄造的特點和適用范圍 1鑄件的尺寸精度和表3）壓力鑄造5壓鑄設備投資大，壓鑄型制造成本高，工藝準備時間 長，不適宜單件、小批生產(chǎn)。6由于壓鑄型壽命的原因，目前壓鑄尚不適宜鑄鐵、鋼 等高熔點合金的鑄造。 7壓鑄件內(nèi)部存在縮孔和縮松，表皮下形成許多氣孔。應用：有色薄壁小件的大批量生產(chǎn)。3）壓力鑄造5壓鑄設備投資大，壓鑄型制造成本高，工藝準備時4)低壓鑄造 低壓鑄造是在0.020.07MPa的低壓下將