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Word 文档资料 铸造工艺设计基础
铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。
§1-1 零件结构的铸造工艺性分析
铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。
还可定义为： 铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。
另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。
铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。
一、 铸件质量对铸件结构的要求
1．铸件应有合理的壁厚
某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。
每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。
（1）壁厚应不小于最小壁厚
在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5
表1-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：㎜）
合金种类 铸件最大轮廓尺寸为下列值时/㎜
﹤200 200-400 400-800 800-1250 1250-2000 ﹥2000
一、填空题
1. 合金液体的浇注温度越高，液态合金的流动性越好，合金的收缩率越大。
2. 尽量将铸件的大部或全部置于同一箱内，以减少因分型面造成的尺寸偏差。
3. 型芯是为了获得铸件的内腔和孔洞。
4. 特种铸造是除砂型铸造外的其他铸造方式的统称。通常有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、消失模铸造。
5. 壳芯法的粘结剂是酚醛树脂，硬化剂是乌洛托品；热芯盒法的粘结剂是呋喃树脂，硬化剂是有潜伏性的氯化铵。
6. 锻压是锻造和冲压的统称。
7. 湿型砂是目前应用最广泛的砂型，主要由原砂、粘结剂（粘土）、水、附加物四部分组成。
8. 在浇筑过程中，如果发生型壁移动，则铸件容易形成缩孔和缩松。
9. 制造砂型和砂芯的材料，分别成为型砂和芯砂，统称为造型材料。
10. 为保证铸件质量，造型材料的要求是：有足够的强度、有一定的透气性、退让行、耐火性。
11. 为填充型腔和冒口开设于铸型中的系列统称为浇注系统，通常包括浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道。
12. 逐渐各部分壁厚差异过大时，在薄壁处易导致浇不到、冷隔。
13. 凝固方式，根据凝固区域宽度不同，一般有糊状凝固、顺序凝固、中间凝固三种类型。
二、选择题
1. 热芯盒法温度高，表面易烧焦发酥，会引起铸件的质量问题。
2. 铸钢件的铸型用非石英砂。
3. 加入煤粉主要是为了提高铸铁件的表面质量，防止粘砂、结疤、夹砂，从而提高铸件表面质量。
4. 硅烷可以做偶联剂，在树脂和沙砾这两种性质差异很大的材料的表面架一个“中间桥梁”，从而获得良好的结合。
5. 冒口的作用是排气、补缩。
6. 铸造的特点：成本低，适应性广，铸件表面质量差。
7. 浇注系统中有挡砂作用的是：横浇道。
8. 非石英砂用于大型铸钢件。
9. 常温下，粘土在湿型中的粘结机制主要是“表面联结”。高温下主要是“桥联结”。
10. 蒙脱石的单位景层之间结合力微弱，水分子和水溶液中的离子或其他极性分子容易进入单位晶层与单位晶层之间。
铸造知识
第一章 铸造工艺基础
§1 液态合金的充型
充型: 液态合金填充铸型的过程.
充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力
充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.
冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.
一 合金的流动性
液态金属本身的流动性----合金流动性
1 流动性对铸件质量影响
1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.
2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.
3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.
2 测定流动性的方法:
以螺旋形试件的长度来测定: 如 灰口铁:浇铸温度1300℃ 试件长1800mm.
铸钢: 1600℃ 100mm
3 影响流动性的因素
主要是化学成分:
1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小
2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.
3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流
二 浇注条件
1 浇注温度: t↑ 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,
∴ t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高
2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑ 充型能力↑
如 砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.
三 铸型条件
1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等 充↓
2 铸型导热能力: 导热↑ 金属降温快,充↓ 如金属型
铸造工艺基础知识
一、铸造方法
常见的铸造方法有以下几种：
1、砂型铸造：砂型铸造是将原砂和粘结剂、辅助材料按一定比例混制好以后，用模型造出砂型，浇入液体金属而形成铸件的一种方法。砂型铸造是应用最普遍的一种铸造方法。
2、熔模铸造：熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面粗糙度，所以又称“熔模精密铸造”。
3、金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属用重力浇注法浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。所以又称“重力铸造”。
4、低压铸造：低压铸造是液体金属在压力作用下由下而上的充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫低压铸造。
5、压力铸造：压力铸造简称压铸，是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的一种方法。 6、离心铸造：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造方法。
7、连续铸造：连续铸造是将熔融的金属不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固了的铸件连续不断的从结晶器的另一端拉出，从而获得任意长度或特定长度铸件的一种方法。
8、消失模铸造：消失模铸造是采用泡沫气化模造型，浇注前不用取出模型，直接往模型上浇注金属液，模型在高温下气化，腾出空间由金属液充填成型的一种铸造方法。也叫“实型铸造”。
二、零件结构的铸造工艺性分析
零件结构的铸造工艺性通常指的是零件的本身结构应符合铸造生产的要求，既便于整个铸造工艺过程的进行，又利于保证产品质量。
对产品零件图进行分析有两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。因为零件的设计者往往不完全了解铸造工艺。如发现结构设计有不合理的地方，就要与有关方面进行研究，在不影响使用要求的前提下，予以改进。这对简化工艺过程、保证质量及降低成本均有极大作用。第二，在既定的零件结构条件下，考虑在铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取相应工艺措施予以避免。
