铸造基础知识培训课程

冷铁
3）采用反变形法。 4）时效处理
反变形法 ---------------
三、铸件的裂纹与防止
1．区分热裂和冷裂 热裂：合金凝固末期的高温下形成的裂纹。
热裂的形状特征是：裂纹短且宽、形状曲折、缝内呈 氧化色。
冷裂：低温下形成的裂纹。 出现于复杂工件的受拉部位和应力集中部位。 冷裂的特征是：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金
暗冒口
冒口— 储存补缩用金属 液的空腔。 冷铁
热节 冷铁
寻找热节的方法
等温线法 内切圆法
§1-3 铸造内应力、变形和裂纹
一、内应力的形成
铸件在凝固以后的继续冷却过程中，其固态收缩受 到阻碍，铸件内部即将产生内应力。
1.机械应力（收缩应力）
上型
合金的线收缩受到铸 型、型芯、浇冒系统的机 械阻碍而形成的内应力。
造型生产线示意图
二、铸造工艺基础
§1-1 液态合金的充型
充型—— 液态合金填充铸型的过程。
充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精 确、轮廓清晰的成形件的能力。
充型能力取决于
合金流动性 浇注条件 铸型填充条件
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
一、液态合金的流动性
合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。
铸造基础知识培训
广州六和桐生机械 有限公司
铸造
主要培训内容： 铸造基础知识； 铸造方法； 铸件结构工艺性。
。
材料的液态成形工艺
液态材料 浇注 铸型模腔
凝固
固态毛坯
液态成形工艺
金属的铸造工艺 陶瓷的注浆成形 塑料的注射成形
材料的液态成形，与材料的固态塑性变 形、连接成形以及粉末冶金成形是制造业获 得毛坯件的主要手段。
一、常用合金铸件的生产 铸铁、铸钢、铜合金、铝合金
一、铸造工艺概论
1.什么是铸造？
将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸 型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件 的生产方法。
2.铸造生产的特点
零件的形状复杂； 工艺灵活； 成本较低; 适用范围广。
机械性能较低； 精度低； 效率低； 劳动条件差。
可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。 如支撑托架、汽车制动盘、卡钳、支架、压缩机机架及涡 旋动定盘件等。
铸件复杂程度 铸件结构复杂，流动阻力大， 铸型的充填就困难。
三、铸型充填条件
（1）铸型的材料 （2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型的
温差越小，充型能力越强。 （3）铸型中的气体
§1-2 铸件的凝固与收缩
一、铸件的凝固方式
温度 温度
1. 逐层凝固 2. 糊状凝固 3. 中间凝固
a bc
液相线
机械应力是暂时应力。
下型
2．热应力
热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以 致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。
1
热应力使铸件的厚壁
2
或心部受拉伸，薄壁
或表层受压缩。
+
1
热应力是永久应力。
-
2
二、铸件的变形与防止 变形的产生
+ -
防止变形的方法：
1）合理设计铸件结构,使铸件壁厚尽可能均匀； 2）采用同时凝固的原则；
原因。
三、铸件中的缩孔与缩松
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所 缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一 些孔洞 。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。
1 缩孔和缩松的形成
2 缩孔和缩松的防止
防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝 固次序，使铸件实现“顺序凝固”。 (定向凝固)
（2）凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。 T液 — T固
（3）固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。 T固 — T室
体收缩率：V
V铸 型 V铸 V铸 件
件 10% 0
体收缩率是铸件产生缩 孔或缩松的根本原因。
线收缩率：L
L铸 型 L铸 L铸 件
件 1
0% 0
线收缩率是铸件产生应 力、变形、裂纹的根本
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢：200mm
浇注温度为1600℃，含碳
量为0.45%的铸钢，流动性在螺 旋铸棒中，只能填充200mm
4.3%C 铸铁：1800mm
浇注温度为1300℃，含碳
量为4.3%的铸铁，流动性在螺旋 铸棒中，却能填充1800mm
合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点
液相线 固相线
用于核反应堆的大型铸件，重量达60多吨。
3.铸造的方法
砂型铸造 低压铸造
金属型铸造 离心铸造
熔模铸造 陶瓷型铸造
压力铸造 实型铸造
4.铸造的工艺过程
砂型铸造
砂型铸造动画
（1）、砂型铸造流程图
型砂
铸
铸
模型
型
落
零
造
件
工
图
艺
熔化 浇注
合 冷却 箱 凝固
砂 、 清
图
芯盒
型
理
芯砂
芯
铸
检
件
验
出 货
（2）、砂型铸造造型方法
套筒的砂型铸造过程：
常用造型方法
手工造型 — 单件、小批量生产 机器造型 — 中、小件大批量生产 机器造芯 — 中、小件大批量生产
柔性造型单元 — 各种形状与批量生产
机器造型
机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现 了机械化，并组成生产流水线。机器造型生产率高， 铸型质量好，铸件质量高，适用于中小型铸件的大批 量生产。
S
液பைடு நூலகம்线 固相线
影响铸件凝固方 成分 式的主要因素:
合金的结晶温度范围
固
液固
液
表层 中心
表层 中心 表层 中心
凝固区
合金的结晶温度范围愈小，愈倾向于逐层凝固 。
二、铸造合金的收缩
1. 收缩的概念
合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或 尺寸缩减的现象。
合金的收缩经历如下三个阶段：
（1）液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩。 T浇 — T液
属光泽或轻微氧化色。
2．防止热裂和冷裂
冷裂的防止：① 使铸件壁厚尽可能均匀； ② 采用同时凝固的原则； ③ 对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷 的含量，防止冷脆性。
热裂的防止： ① 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。 ② 应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。 ③ 对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量， 防止热脆性。
300
温度（℃）
200 共晶点
100
0
a）在恒温下凝固
流动性（cm）
80
60
40
20 0
Pb 20 40 60 80 Sb
b）在一定温度范围内凝固
二、浇注条件
（1）浇注温度 一般T浇越高，液态金属的充型能力 越强。
（2）充型压力 液态金属在流动方向上所受的压力 越大，充型能力越强。
（3）浇注系统的结构 浇注系统的结构越复杂，流动 阻力越大，充型能力越差。