第八章 铸造工艺.pptVIP

第七章 铸造技术 第一节 铸造基本知识 【铸造】是指将熔化后的金属液浇入铸型中，待凝固、冷却后获得具有一定形状和性能铸件的成形方法。 【金属的铸造性能】是指铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力，是材料的一项重要工艺性能。铸造性能通常用金属液的流动性、收缩率等衡量。 （2）常用金属的流动性 　金属的流动性可用螺旋线长度来测定，下图为螺旋形试样。将金属液浇注入螺旋形铸型中，在相同的铸造条件下，获得的螺旋线越长，表明金属液的流动性越好。表为常用合金的流动性。 （3）影响流动性的因素 合金的种类与化学成分 常用铸造合金中，灰铸铁的流动性较好，而铸钢的流动性较差。一般合金的结晶是在一个温度区间内完成，结晶时先形成的初晶会阻碍金属液的流动；而共晶合金是在恒温下结晶，无初晶形成，对金属液的阻力较小，另外共晶合金的熔点低，在同样的浇注温度下，共晶合金结晶前有足够的时间充满铸型的型腔，所以共晶合金的铸造性能优良。合金的成分越远离共晶点，结晶温度范围越宽，其流动性越差。在满足使用性能的前提下，铸造合金应尽量选用共晶合金或接近共晶成分的合金。 浇注工艺条件　　 提高浇注温度可改善金属的流动性。浇注温度越高，金属保持液态的时间越长，其粘度也越小，所以流动性也就越好。因此适当提高浇注温度是改善流动性的工艺措施之一。 另外铸型材料的导热性、铸型内腔的形状和尺寸等因素对流动性也有影响。 收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。 【液态收缩】是金属液由于温度的降低而发生的体积缩减。 【凝固收缩】是金属液凝固（液态转变为固态）阶段的体积缩减。液态收缩和凝固收缩表现为合金体积的缩减，通常称为“体收缩”。 【固态收缩】金属在固态下由于温度的降低而发生的体积缩减，固态收缩虽然也导致体积的缩减，但通常用铸件的尺寸缩减量来表示，故称为“线收缩”。 （1）收缩对铸件质量的影响 　液态收缩和凝固收缩若得不至到补足，会使铸件产生缩孔和缩松缺陷；固态收缩若受到阻碍会产生铸造内应力，导致铸件变形开裂。 缩孔与缩松 【缩孔】是由于金属的液态收缩和凝固收缩部分得不到补足时，在铸件的最后凝固处出现的较大的集中孔洞。 【缩松】是分散在铸件内的细小的缩孔。 缩孔和缩松都使铸件的力学性能下降，缩松还使铸件在气密性试验和水压试验时出现渗漏现象。生产中可通过在铸件的厚壁处设置冒口的工艺措施，使缩孔转移至最后凝固的冒口处，从而获得完整的铸件，冒口是多余部分，切除后便获得完整、致密的铸件。 变形与开裂　　 铸件凝固后继续冷却过程中，若固态收缩受到阻碍就产生铸造内应力，当内应力达到一定数值，铸件便产生变形甚至开裂。 　铸造内应力主要包括收缩时的机械应力和热应力二种，机械应力是铸型、型芯等外力的阻碍收缩引起的内应力；热应力是铸件在冷却和凝固过程中，由于不同部位的不均衡收缩引起的内应力。　 　生产中为减小铸造内应力，经常从改进铸件的结构和优化铸造工艺入手，如铸件的壁厚应均匀，或合理地设置冷铁等工艺措施，使铸件各部位冷却均匀，同时凝固，从而减小热应力；铸件的结构尽量简单、对称，这样可减小金属的收缩受阻，从而减小机械应力。 （2）影响收缩率的因素 　　 合金的种类和成分 　 合金的种类和成分不同，其收缩率不同，铁碳合金中灰铸铁的收缩率小，铸钢的收缩率大。 第二节 砂型铸造 砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。由于其造型材料来源广泛，成本低廉，是最常用的铸造方法，目前我国砂型铸件约占铸件产量的 80%。 【砂型铸造工艺过程】 主要包括以下几个工序：模样与芯盒准备、型砂与芯砂配制—造型、造芯—熔炼、浇注—落砂、清理—检验入库 模样和芯盒是用来造型和造芯的基本工艺装备。 【模样】用于形成铸型的型腔，和铸件的外形相适应； 【芯盒】用于制造芯，内腔与芯子的形状和尺寸相适应。 在单件或小批生产时，模样和芯盒可用木材制作，在大批、大量生产时，可用铝合金、塑料等材料来制作。 造型材料是指用于制造砂型（芯）的材料，主要包括型砂和芯砂。 型砂主要由原砂、粘结剂、附加物、水、旧砂按比例混合而成。根据型砂中采用粘结剂种类的不同，型砂可分为粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、油砂等。 型砂与芯砂应具备如下性能：①足够的强度；②较高的耐火性；③良好的透气性；④较好的退让性。 1. 造型 【砂型】铸型用于形成铸件的外形等，用型砂制成的铸型称为砂型。根据生产性质不同，造型方法可分别采用手工造型或机器造型。 (1) 手工造型 手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。根据铸件的形