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金属材料成型基础第二篇 河南科技大学 导读：就爱阅读网友为您分享以下“金属材料成型基础第二篇 河南科技大学”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92的支持! 第二篇 铸造（金属液态成形） 一、什么是铸造生产（液态成形） 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。 二、砂型铸造的工艺过程 型砂 零 件 图 铸 造 工 艺 图 模型 熔化 芯盒 芯砂 铸 型 浇注 型 芯 合 冷却 箱 凝固 落 砂 、 清 理 检 验 铸 件 三、铸造生产的特点 1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。 （1）合金种类不受限制； 2．适应性强： （2）铸件大小几乎不受限制。 3．成本低：（1）材料来源广； （2）废品可 重熔； （3）设备投资低。 4．废品率高、表面质量较低、劳动条件差。 四羊方尊 （公元前13~11世纪） 青铜 高58.3CM 曾侯乙尊盘 公元前476年~公元前4世纪上半叶 第一章 铸造（金属液态成形）工艺基础 §1-1 液态金属的充型能力与流动性 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。 浇口杯 出气口 0.45%C 铸钢：200 4.3%C 铸铁：1800 合金流动性主要取决于 合金化学成分所决定的 结晶特点 影响流动性的因素： 1.合金的化学成分 温度（℃） 300 200 100 0 流动性（cm） a）在恒温下凝固 80 60 40 20 0 b）在一定温度范围内凝固 40 60 80 Pb 20 Sb 2.合金的物理性质 合金的黏度、导热系数、结晶潜热、热容、密度等 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。 三、铸型充填条件 （1）铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的 金属吸取热量并储存在本身的能力。 （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 铸造合金的凝固与收缩 一、铸件的凝固方式 温度 1. 逐层凝固 2. 糊状凝固 a b c 温度 液相线 液相线 固相线 3. 中间凝固 影响铸件凝固方 式的主要因素 ： 成分 S 液 中心 固 表层 固 表层 液 中心 表层 中心 （1）合金的结晶温度范围 凝固区 合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄， 愈倾向于逐层凝固 。 温度 T浇 T液 温度 （2）铸件的温度梯度 在合金结晶温度范围已定的前提 下，凝固区域的宽窄取决与铸件 内外层之间的温度 差。若铸件内 外层之间的温度差由小变大，则 其对应的凝固区由宽变窄 。 T2 S1 T1 T固 S T室 成分 表层 中心 二、合金的收缩 1. 收缩的概念 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 （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 ? 线收缩率：? ? L V 铸型 ? V 铸件 V 铸件 ? 100% 体收缩率是铸件产生缩 孔或缩松的根本原因。 L铸型 ? L铸件 L铸件 线收缩率是铸件产生应 ? 100% 力、变形、裂纹的根本 原因。 2. 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”。 暗冒口 冒口— 储存补缩用金属 液的空腔。 顺序凝固— 铸件按照一定 的次序逐渐凝固。 冷铁 热节 寻找热节的方法 等温线法 内切圆法 冷铁 同时凝固— 整个铸件几乎同时凝固。 §1-3 铸造内应力及铸件的变形、裂纹 一、铸造内应力 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） 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。 上型 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。