当前位置：文档之家 › 2第2讲：铸造工艺与常见铸铁1

2第2讲：铸造工艺与常见铸铁1

  • 格式：ppt
  • 大小：9.60 MB
  • 文档页数：200

下载文档原格式

  / 200

合集下载

《铸造工艺》PPT课件

《铸造工艺》PPT课件
1．拔长。使金属坯料的横截面积减少，长度增加的工序。如图 4.13所示，得到具有长轴线的锻件，如光轴、曲轴、台阶轴、拉杆、 连杆等。
2．镦粗。使金属坯料的横截面积增大，高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等；也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序； 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表：
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法，如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中，依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力，通过工具或模具使金属材料发生塑性变形，获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同，锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比，锻造具有以下特点： • （1）改善金属的组织，提高力学性能。 • （2）生产率较高。 • （3）节省材料和加工工时。。 • （4）适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的 锻造性越好；反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1．金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好，化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素，会降低锻造性，而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界，也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。

第2讲 铸造工艺概述

第2讲 铸造工艺概述

车削加工 是指车床加工是机械加工的一部份。 车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削 加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他 具有回转表面的工件，是机械制造和修配工 厂中使用最广的一类机床加工。车削加工是 在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进 行切削加工的方法。车削加工的切削能主要 由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最 常见的切削加工方法，在生产中占有十分重 要的地位。车削适于加工回转表面，大部分 具有回转表面的工件都可以用车削方法加工， 如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、 螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。
金属沉积与“挤奶油”式的熔融沉积有些相似，但喷 出的是金属粉末。喷嘴在喷出金属粉末材料的同时， 还会一并提供高功率激光以及惰性气体保护。这样不 会受到金属粉末箱尺寸的局限，能直接制造出更大体 积的零部件，而且也很适合对局部破损的精密零件进 行修复。
辊轧成型 辊轧成型方法是使用一组连续机架来把不锈
压力铸造的实 质是在高压作 用下，使液态 或半液态金属 以较高的速度 充填压铸型(压 铸模具)型腔， 并在压力下成 型和凝固而获 得铸件的方法。
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离 心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。离心铸造所 用的铸型，根据铸件形状、尺寸和生产批量不同，可选用非金 属型(如砂型、壳型或熔模壳型)、金属型或在金属型内敷以涂 料层或树脂砂层的铸型。
钢轧成复杂形状。辊子的顺序是这样设计的，即：每 个机架的辊型可连续使金属变形，直到获得所需的最 终形状。如果部件的形状复杂，最多可用三十六个机 架，但形状简单的部件，三、四个机架就可以了。
金属注射成形 (Metal Injection Molding，简 称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出 来的新型粉末冶金近净成形技术，众所周知， 塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形 状的制品，但塑料制品强度不高，为了改善其 性能，可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得 到强度较高、耐磨性好的制品。近年来，这一 想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的 含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂 并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方 法称为金属注射成形。

铸造专题知识讲座

铸造专题知识讲座
越大，充型能力越差。
三、铸型充填条件
（1）铸型旳蓄热系数 铸型旳蓄热系数表达铸型从其中旳 金属吸收热量并储存在本身旳能力。
（2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型旳温差 越小，充型能力越强。
（3）铸型中旳气体
四、铸件构造
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与表面积之比。
折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同 步，垂直壁比水平壁更轻易充填。 （2）铸件复杂程度 铸件构造复杂，流动阻力大，铸型旳
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
一、液态合金旳流动性
合金旳流动性是： 液态合金本身旳流动能力。
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢：200 4.3%C 铸铁：1800
浇口杯
出气口
流动性（cm）
温度（℃）
30 0 20 0 10 00
80
60
40
20
0
Pb
20
40
60
80 Sb
合金流动性主要取决于合金化学成份所决定旳结晶特点
第二章 铸造
一、铸造
将液态金属浇注到与零件形状相适应旳铸型型腔中，
待其冷却凝固，以取得毛坯或零件旳生产措施。
二、砂型铸造旳工艺过程
铸件
检验 落砂、清理
合箱
铸造工艺图 零件图
型砂
铸
模型
型
熔化 浇注
芯盒
型
芯砂
芯
冷却 凝固
三、铸造生产旳特点
1．可生产形状任意复杂旳制件，尤其是内腔形状复杂旳 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
孕育铸铁合用于静载荷下，要求较高强度、硬度、耐磨
性或气密性旳铸件，尤其是厚大截面铸件。如重型机床

铸造工艺带动画 ppt课件

铸造工艺带动画 ppt课件

第十一章 铸造
1、铸造的概念
将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型 中，冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。(铸造)
2、铸造的方法 3、铸造的特点
砂型铸造、特种铸造
(1)成型方便，适应性强 利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同材料的铸件. (2)生产成本低，较为经济 节省金属,材料来源广泛，设备简单。 (3)铸件组织性能差 铸件晶粒粗大，力学性能差.
ppt课件 9
第2节 特种铸造
第 2节
引言：
特种铸造
1、概念：特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。 2、特种铸造的特点： 铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人 劳动条件好等。 3、常用的特种铸造方法：
金属型铸造 压力铸造 熔模铸造 壳型铸造
ppt课件 10
离心铸造
第2节 特种铸造
一、金属型铸造
ppt课件
5
第1节 砂型铸造
四、造型方法
按造型操作方法的不同，可分为： 1、手工造型 填砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率低， 主要用于单件小批量生产。 主要方法有： 分模造型 假箱造型 2、机器造型 填砂、紧实、起模等实现机械化，生产率高，投资大，主要用 于批量生产。 主要方法有： 振压紧实、抛砂紧实 挖砂造型 活块造型 整模造型 刮板造型 三箱造型
第二篇 毛 坯 生 产
引言：
1、毛坯生产
毛坯 ：根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制成的坯料， 供进一步加工使用，以获得成品零件。 常用的毛坯除型材外，主要有铸件、锻件、冲压件和焊接件。 获得毛坯的生产过程就是毛坯生产。
2、毛坯生产方法：
铸造、锻造、冲压、焊接等。
ppt课件
1

铸造工艺介绍PPT讲座

铸造工艺介绍PPT讲座

2023-8-28
14
1.浇注位置旳选择原则
浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处 旳空间位置。
选择正确是否，对铸件质量影响很大。 选择时应考虑下列原则：
2023-8-28
15
浇注位置旳选择原则
①铸件旳主要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽敞平面应朝下 ③面积较大旳薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔旳铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量降低型芯旳数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
2.1 失蜡铸造法 用蜡复制所需要铸造旳物件，然后浸入含陶瓷（或硅溶
胶）旳池中并待乾，使以蜡制旳复制品覆上一层陶瓷外膜，一直 反复环节直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔 解模型中旳蜡，并抽离铸模。对铸模屡次加以高温焙烧，增强硬 度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件旳铸造措施。
2023-8-28
2023-8-28
砂芯
30
⑥使型腔和主要型芯位于下箱
使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和 检验型腔尺寸。
2023-8-28
31
3.铸造工艺参数旳拟定
铸造工艺参数
铸件尺寸公差 机械加工余量 收缩率
起模斜度 芯头和芯座
2023-8-28
32
①铸件尺寸公差
铸件尺寸公差：铸件尺寸允许旳变动量。 从CT1~CT16，分为16个等级， CT1精度最高。
汉青铜器，1969年出土于甘肃省武威市雷台汉
墓。东汉时期镇守张掖旳军事长官张某及其妻
合葬墓中出土。
7
铸造分类
按铸造工艺分类：主要有砂型铸造和特种铸造2大类。 1.砂型铸造 1.1.湿型(潮模砂)铸造； 1.2.干型铸造 1.3.树脂自硬砂铸造； 1.4.水玻璃自硬砂铸造； 1.5.覆膜砂造型铸造。 2.特种铸造 2.1.精密铸造,又称失蜡铸造,熔模铸造 2.2.消失模铸造，又称实型铸造 2.3.压铸,又称压力铸造 2.4.离心铸造 2.5.石膏型铸造 2.6.连续铸造 2.7.金属型铸造等

《铸铁及铸钢》课件

《铸铁及铸钢》课件
源自铸造技术发展与展望1
前沿技术及趋势
2
逐渐普及的数值模拟和物理仿真技术将 进一步提升铸造质量和效率。
挑战与机遇
铸造技术面临着诸多挑战，然而这也带 来了无限的发展机遇，例如3D打印技术 的应用。
结语
1 铸造是工业中不可或缺的一环
铸造技术为各个行业提供了重要的材料和支持，推动了现代工业的发展。
2 铸铁与铸钢是铸造的重要产物
铸铁和铸钢作为铸造技术的中流砥柱，为各个行业提供了关键的材料和组件。
3 铸造技术的发展将进一步推动行业进步
随着科技的进步和创新的引导，铸造技术将迎来更加广阔的发展前景。
铸铁
1 铸铁的种类
灰口铸铁、白口铸铁、龙骨铸铁是铸铁的几种常见类型。
2 铸铁的性能与应用
铸铁具有较高的强度和硬度，优异的耐磨性，被广泛应用于机械零件、汽车制造和管道 等领域。
铸钢
铸钢的种类
低合金钢铸件、不锈钢铸件和高温合金铸件是常见 的铸钢类型。
铸钢的性能与应用
铸钢具有出色的抗拉强度、优秀的塑性和韧性，被 广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
《铸铁及铸钢》PPT课件
这个PPT课件将带你深入了解铸铁和铸钢的知识。作为铸造技术的基础，铸 铁和铸钢在多个行业中应用广泛。
概述
铸造技术的基础
铸铁和铸钢是铸造技术中最重要的产物之一，为其他行业提供了重要的支持和材料。
应用广泛，涉及多个行业
无论是汽车制造、建筑领域还是机械制造等多个行业，铸铁和铸钢都发挥了重要作用。

铸造工艺基础大全完整版.ppt课件.ppt

精心整理
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）

金属工艺学cp2.2 常用合金铸件的生产

铁最常用，基体为铁素体。
4、性能：相当高的塑韧性δ 〈12% 、ak〈30J/cm2，比 灰铸铁好，但不能锻造。 石墨呈团絮状，减轻了 对金属基体的割裂作用，抗 拉强度σ显著提高。 黑心可锻铸铁塑韧性比 珠光体可锻铸铁高，但强度 硬度较低。 5、牌号： 如：KTH300—06；用作弯 头、三通管件、阀门等。 KTZ550—04；用于载荷较 高的耐磨损、凸轮轴，齿轮 等。
2、冷却速度： 冷却速度快V↑→原子来不 急扩散，G难以进行；易白 口——Fe3C 。 冷却速度慢V小——易得到 灰口— G 。 所以设计时：合理选择 铸 件壁厚和铸型材料 铸件壁厚： 薄 件→ 白口 厚大件→灰口 铸型材料： 金属型冷却速度比砂型快。
3、孕育处理：先熔炼出含 碳（1%左右）、硅（1.5% 牌号： H T 左右）较低的铁水，然后 ××× σb≥ ××× MPa 加入孕育剂（硅铁、硅含 灰铸铁简称 量75%、加入量0.25— “灰铁” 3.3%），经过孕育处理后 再浇铸，从而提高灰铸铁 的抗拉强度。特点：析出 的石墨细小均匀。孕育铸 铁仍是灰铸铁。 优点：抗拉强度达到250400MPa，HB达到170-270。 冷却速度对组织与性能影 响小。
4、灰铸铁的牌号及生产特点
1）牌号 HT100：铁素体灰铸铁 HT150： P+F灰铸铁 HT200 HT250 P灰铸铁 HT300 HT350 孕育铸铁 2）生产特点： 冲天炉熔炼--浇注。 铸造工艺简单，一般不需冒口和冷铁。 浇注温度较低（1200-1350度）。 铸件一般不需热处理。
二、可锻铸铁（玛铁、玛钢）：白
三、铜、铝合金铸件的生产特点
铜、铝合金的熔化特点是金属料与燃料不直接接触，以 减少金属的损耗和保证金属的纯洁，铜、铝合金多采用以焦 炭为燃料的坩埚炉来熔化。

铸造合金铸铁部分课件PPT


最初采用的孕育处理方法是冲浇法,即将孕育剂放置在铁包底部,靠铁液液流将孕育剂冲熔的方法.
铸铁依该照图其凝表固明方式过的冷不同度，增而可加能，形成生灰长口组速织度或白增口加组织Δ，T在R某非些特殊的条件下也可能形成由灰口和白口构成的混合组织，即麻 口如组果织 铸晶。型？刚度差，在石墨化膨胀压力作用下，造成型壁向外迁移，铸件尺寸增加，最终使铸铁件内缩孔容积增加。0 绪论一、铸 Nhomakorabea技术的发展
人类社会生产的历史，以其使用的材料的性质来划分，经历了 石器时代、青铜器时代、铁器时代，人工合成新材料的新时代。 是以铸造技术水平的提高为前提的。 铸造是集熔炼与凝固、成形为一体的科学技术。
铸造包括熔炼方法、浇注方法、造型方法、热处理方法，每种 方法都得到了快速发展。
铸造工艺发展：传统的范型工艺到现在的多种类的铸造技术， Near Net Shape精密铸造 铸造加工的对象：
蠕墨铸铁的强度和塑性低于球墨铸铁，但高于灰铸铁。
可锻铸铁强度300-700MPa,塑性2-12%。
2-2、铁碳相图
由于铸铁中的碳能以 石墨或渗碳体两种独 立的形式存在，因而 Fe-C合金系中存在Fe石墨、Fe-Fe3C双重相 图，其中Fe-石墨是稳 定系，Fe-Fe3C是非稳 定系。 从动力学角度分析， 稳定系发生在冷却速 度缓慢，非稳定系发 生在冷却速度较快的 条件下。
核经心过说 高注：温意认处为理：作的过为铁晶液冷核在度物较质低越的温大晶度格下，结静形构置是相核决当率定时石间高墨后、形，状过生的热长条效件果速。会度消失，即过热处理图在具2范有-3可围逆灰性口。 和白口铸铁组织的存 越大，固相分数增加快，不绝对，过大的
过冷度会使凝固速度降低，形成细晶，直
至非晶的形成。

铸造工艺学课件(全)

σ压：湿型40~60KPa; 活化膨润土砂型60~100KPa； 干砂型0.6~0.8MPa。
k：安全系数1.3~1.5
特殊定位芯头
铸造工艺流程图: 砂箱制 作准备
型砂准备
模型制 作准备
芯盒制 作准备 芯砂准备
芯骨制作
制芯
合箱检验
造型
下芯
合箱
浇注
冷却凝固 落砂开箱 去除浇冒口
熔炼
热处理 铸件
清理打磨 去毛刺
砂箱高 度过高
多箱造型控 制砂箱高度
例5：受力件的分型面的选择不应消弱铸 件结构强度。
例6：注意减轻铸件清理和机械加工量。
砂芯设计
➢砂芯本体设计 ➢芯头设计
本体设计的典型实例
分盒面2
分盒面1
1、能制作出来；
2、能进行烘干；
3、如果自硬，则不 需烘干，在型内干 后直接取出使用。
砂芯本体设计的基本步骤
4、作业：抄画教材图，并说明选择图中 浇注位置和分型面的原因。
5、确定下面铸件的浇注位置和分型面
浇注位置的确定
判定浇注位置的优先次序为：
保证铸件质量→凝固方式→ 充型→工艺操作
例1：铸件主要加工面或重要加工面，应尽 量置于下部或垂直放置。
重要面
重要面
图 3-2-36
例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或 按一定次序厚大部分靠近冒口。
确定砂芯总体形状 定位形式初定（芯头位置） 制作过程（分盒面确定） 砂芯分解 分解后砂芯之间的定位
砂芯放置方式（考虑烘干或相关制作过程） 再定各砂芯间的定位方式 确定砂芯组合方式 终定砂芯
例1：保证铸件内腔尺寸精度：铸件内 腔尺寸较严的部分应当由同一半砂芯 形成，避免为分盒面分割。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 铸造缺陷
– 名称（JB302-64）
• 质量控制
– – – – – 严格控制合金成分 铸件结构工艺性 热处理消除应力、改善性能 制定合理技术要求：有缺陷不一定都是废品 制定合理对症的工艺措施
机械制造基础
© 200 凝固方式 流动性 第一类缺陷
© 2004 金工教研室 机械制造基础
不同厚度－不同组织－不同性能
• 一包铁水
– C%=3.2% Si%=1.8% – wc+wsi%=5.0%
• 凝固后不同厚度截面上 的组织
– – – – – 5mm：白口或麻口 10mm：P基灰铸铁 20mm：P基灰铸铁 30mm：PF基灰铸铁 40mm：F基灰铸铁
机械制造基础
（3）铸件变形及防止
• 不均匀内应力导致
– 铸造后变形、切削后变形
• 防止措施
– 壁厚均匀、形状对称、同时凝固、反变形、时效处 理、人工时效（退火）
© 2004 金工教研室
机械制造基础
（4）铸件切削后的变形
• 圆柱体铸件 • 铸造后的应力分布？
– 先冷受压、后冷受拉
• 车削外圆后
– 变短？变长？ – 去掉受压部分，收缩变短
• 优良的减振性 • 耐磨性好
– 锁锈了怎么办？
• 缺口敏感性小：
– 赖皮：内部已经好多微缺口了
© 2004 金工教研室
机械制造基础
灰铸铁的石墨化
• 珠光体灰铸铁（P基）
– 石墨细小、分布均匀 – 强度硬度高、用于重要机件
• 珠光体－铁素体灰铸铁（PF基）
– 石墨呈粗大片状 – 强度略低、铸造性能极好、减振性好
机械制造基础
1、常见铸造缺陷
© 2004 金工教研室
机械制造基础
常见铸造缺陷
© 2004 金工教研室
机械制造基础
第一类缺陷：浇不足、冷隔
• 较大的薄板
– 浇不足 – 冷隔
• 原因：
– 合金流动性存在差异
© 2004 金工教研室
机械制造基础
第二类缺陷：缩孔、缩松
• 完整的外壳下面
– 缩孔 – 缩松
• 不均匀的温度场导致铸件
– 不均匀热应力 – 变形 – 裂纹
© 2004 金工教研室
机械制造基础
5、第三类缺陷：变形、裂纹
• 除了正常收缩变形
– 铸件外形不规则变形 – 外形破坏：裂纹
• 成因
– 铸件不均匀的内应力
• 热应力 • 机械应力
– 铸件强度降低
© 2004 金工教研室 机械制造基础
（1）铸造热应力
• 钻孔后
– 变短？变长？ – 去掉受拉部分，拉伸变长
• 铣削侧面后？
– 向去掉一侧弯曲
© 2004 金工教研室 机械制造基础
（5）裂纹及其防止
• 高温下形成：热裂
– 凝固末期
• 局部固液混合强度极低
– 合金性质
• 结晶温度宽、糊状凝固 • 含S增加热脆性
– 铸型阻力－>机械应力大
• 低温下形成：冷裂
– 铸型材料：造型材料比热容影响金属液降温速度
– 金属型比砂型容易浇不足、冷隔
– 铸型温度：铸型预热有利于金属液保持流动性 – 铸型中的气体：铸型的排气能力影响型腔气压
© 2004 金工教研室 机械制造基础
但是：如果浇注温度太高
• 提高温度
– 充型能力提高 – 薄板浇注需要提高浇注温度
• 但是过高
冷隔、浇不足
收缩特性
第二类缺陷
缩孔、缩松
© 2004 金工教研室
机械制造基础
两类缺陷的改进
第一类缺陷
冷隔、浇不足
提高 浇注温度
收缩过大 缩孔、缩 松 粘 砂 晶粒 粗大 气 孔
铸型预热 铸型强度降低 粘砂 金属液冲击下可能垮 砂夹砂、砂眼、夹渣
© 2004 金工教研室
超过铸型 耐热温度 冷却过程 太长 高温下发 生反应
– – – – – 缩孔 缩松 粘砂 气孔 晶粒粗大
• 因此满足铸件要求后不宜过高
© 2004 金工教研室 机械制造基础
如果铸型预热不当
• 砂型预热后铸型强度可能下降
– 易粘砂 – 金属液冲击下可能垮砂 – 形成夹砂、砂眼、夹渣
© 2004 金工教研室
机械制造基础
4、第二类缺陷的改进措施
（1）凝固特性对形成缩孔、缩松的影响 （2）改进措施？
– KTH300-06：抗拉MPa－伸长率％ – （黑心、珠光体、白心）
© 2004 金工教研室 机械制造基础
球墨铸铁
© 2004 金工教研室
机械制造基础
球墨铸铁常识
• • • • • 强度接近钢：900MPa 伸长率18％ 铸造性能近似灰铸铁 牌号：QT400－18 生产：
– – – – 铁水高含碳 球化处理＋孕育处理 正火：P基 退火：F基
• 顺序凝固（或者称为“定向凝固”）
– 为了避免形成热应力
• 同时凝固
© 2004 金工教研室 机械制造基础
二、常见铸造合金
• 铸铁
– 灰口铸铁：碳多以石墨形态存在
• 灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
– 白口铸铁：硬、脆、难以加工，不能用
• 铸钢 • 铸造铜、铝合金
© 2004 金工教研室
机械制造基础
机械制造基础
© 2004 金工教研室
蠕墨铸铁
© 2004 金工教研室
机械制造基础
蠕墨铸铁常识
• 性能介于灰铸铁和球墨铸铁 • 导热耐热性好、抗氧化、耐磨性极好 • 牌号（GB5612-85）
© 2004 金工教研室
机械制造基础
（1）缩孔、缩松的形成过程
结论：逐层凝固形成缩孔
© 2004 金工教研室 机械制造基础
缩松现象
• 缩松
– 宏观缩松 – 微观缩松
• 缩松与缩孔倾向相反
– 逐层凝固（小、大） – 糊状凝固（大、小）
© 2004 金工教研室
机械制造基础
缩松的形成过程
结论：糊状凝固形成缩松
– 凝固收缩0.1％，总收缩率最小（7％左右）
© 2004 金工教研室
机械制造基础
总结：共晶铸铁好
• 第一类流动性缺陷：浇不足、冷隔
– 在铁碳合金中流动性最好，最不易出现浇不足和冷隔
• 第二类收缩性缺陷：缩孔、缩松
– 缩孔缩松倾向小
• 流动性好保证：只要合理利用冒口，补缩作用明显 • 不用定向凝固，可避免形成不均匀热应力
• 铁素体灰铸铁（F基）
– 石墨过多、过于粗大，应用极少
© 2004 金工教研室 机械制造基础
化学成分影响石墨化
• C%＋Si% vs 壁厚
– – – – – I－白口 IIa－麻口 II－P基 IIb－PF基 III－F基
• 最佳：共晶
– C%=3%-3.5% – Si％＝1.4%-2.4%
• S、P有害，Mn有益
3.3 - 4.2 6.9 – 7.8
© 2004 金工教研室
机械制造基础
收缩特性为什么与合金成分有关？
• 合金成分决定
– 开始凝固的温度高低
• 越高则开始浇注的温度越高 • 越高则固态收缩越大
– 合金处于固液混合状态的温度范围宽窄
• 越宽则凝固收缩越大
© 2004 金工教研室
机械制造基础
3、第一类缺陷的改进措施
本讲内容
• • • • • 铸造工艺基础 常见铸造合金 砂型铸造 特种铸造 铸件的结构工艺性
© 2004 金工教研室
机械制造基础
一、铸造工艺基础
• 总结铸造工艺的目的：
– 避免铸件可能出现的缺陷 – 尽可能获取合格的铸件
• 那么
– 铸件容易产生哪些缺陷？ – 是什么原因造成的缺陷？
© 2004 金工教研室
• 第三类内应力缺陷：变形、裂纹
– – – – 不均匀热应力倾向小：可采用同时凝固避免铸件不均匀温度场 机械应力小：收缩率小 变形倾向最小：不均匀内应力倾向最小 热裂倾向小：
• 凝固末期没有固液混合阶段 • 收缩倾向小，机械应力较小，铸型阻力较小
© 2004 金工教研室 机械制造基础
铸造缺陷及其防止措施
– （受拉、应力集中）部位 – 合金塑性 – 含P增加冷脆性
© 2004 金工教研室 机械制造基础
6、总结：共晶铸铁好
• 共晶成分铸铁的优良性质
– 固液线间距离最小（1148）结晶温度范围小 – 逐层凝固
• 流动性最好
– 没有小晶粒阻碍流动 – 无糊状凝固时的发达树状晶架
• 凝固收缩和固态收缩最小
© 2004 金工教研室
机械制造基础
© 2004 金工教研室
机械制造基础
实验发现 了铁碳合 金流动性 与含碳量 的关系
© 2004 金工教研室
机械制造基础
流动性为什么与含碳量有关？
• 含碳量决定了合金凝固过程中：
– 开始凝固的温度高低 – 合金处于固液混合状态的温度范围宽窄
• 即可决定：
– 合金的凝固方式
机械制造基础
两类缺陷的改进
第二类缺陷 缩孔、缩松 逐层凝固 糊状凝固 缩孔 缩松
顺序凝固
不均匀温 度场 第三类缺 陷热应力 变形、裂 纹
机械制造基础
铸型阻 碍收缩
© 2004 金工教研室
同时凝固
分清楚
• 合金固有的凝固方式
– 逐层凝固 – 糊状凝固 – 中间凝固
• 两种工艺
– 为了避免缩孔、缩松
• 第一类铸造缺陷
– 浇不足 – 冷隔
• 改进措施
– 提高金属液流动性
• 选择流动性好的合金
– 提高金属液的充型能力
© 2004 金工教研室
机械制造基础