《工程材料及成形工艺基础》教学课件 《工程材料及成形工艺基础》第六章.pptxVIP

工程材料及成形工艺基础;第六章 铸造成形;铸造成形是将熔融的金属液浇注在相应的铸型中，待其冷却凝固后，获得相应形状和性能的铸件的工艺过程。用铸造成形方法制成的毛坯或零件称为铸件。;第一节 铸造成形基础;在相同的铸型和相同的过热度条件下，将不同的液态合金浇注成如图6-1所示的试样；然后比较各种合金试样的长度。浇注出的试样越长，说明合金的流动性越好。;常用铸造合金的流动性如表6-1所示。其中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。;铸造合金的流动性主要与化学成分、浇注条件、铸型和铸件的结构相关。在实际生产中，影响合金流动性的因素很多，但以化学成分的影响最为显著。;凝固方式对合金的流动性影响很大;流动性越好的合金，其充填铸型的能力越强。在相同的铸造工艺条件下，流动性好的铸造合金，有利于充满铸型，得到形状尺寸准确、轮廓清晰的致密铸件；有利于使铸件在凝固过程中产生的缩孔得到合金液的补缩而消失；有利于使铸件在凝固末期受阻而出现的热裂得到合金液的充填而弥合。因此，合金具有良好的流动性有利于防止浇不足、补缩不足及热裂等缺陷的产生。;二、合金的收缩性;1．液态收缩;（二）影响收缩的因素;3．铸件结构和铸型条件的影响;（三）缩孔和缩松;缩孔通常隐藏在铸件的中上部，经机械加工后可暴露出来；有时也出现在铸件的上表面，呈明显的凹坑。缩孔的外形类似于倒锥形，内表面不光滑。;2．缩松的形成过程;3．防止缩孔和缩松形成的措施;3）冒口与冷铁;（四）铸造应力、变形与裂纹;1．铸造应力;图6-8 热应力的形成过程示意图;2）相变应力;从铸造工艺设计的角度，主要有以下两种办法减少铸造应力。;5）消除铸造应力的方法;2．铸造变形;1）热裂 热裂是铸钢件、可锻铸铁件和某些有色合金铸件中最常见的铸造缺陷。其特征是断面严重氧化，无金属光泽，裂口沿晶粒边界产生和发展，外观形状不规则等。;第二节 砂型铸造;一、造型材料;1．原砂;（二）造型材料的性能;3．耐火度;二、造型方法;表6-4（续）;（二）机器造型;1）震压紧实;2）高压紧实;3）挤压紧实; （c）起模板1 （d）合型;4）抛砂紧实;2．起模方法;2）翻转起模;（三）砂芯的制造;2．造芯方法的选择;三、砂型铸造的工艺设计;（一）浇注位置与分型面的选择;2．分型面的选择;（二）工艺参数的选择;3．芯头;4．收缩率;（三）绘制铸造工艺图;表6-6（续）;图6-22 端盖的铸造工艺图;第三节 特种铸造;二、金属型铸造;与砂型铸造相比，金属型铸造具有以下特点。;三、压力铸造;与砂型铸造相比，压力铸造具有以下特点。;四、低压铸造;与砂型铸造相比，低压铸造具有以下特点。;五、离心铸造;与砂型铸造相比，离心铸造具有以下特点。;第四节 铸件的结构设计;（一）铸件外形力求简单;2．分型面尽量平直;3．凸台设计便于造型;（二）铸件内腔设计合理;铸件的内腔也可以利用型腔内的砂垛来形成。如图6-31（a）所示，铸件内腔出口处较小，只能用砂芯。改进后的结构如图6-31（b）所示，由于出口扩大，内腔直径D大于铸件高度H，故可采用砂垛代替砂芯。这样既简化了铸造工艺，又降低了生产成本。;2．便于砂芯固定、排气和铸件清理;如图6-33（a）所示，由于该铸件的砂芯底部没有芯头，只能用砂芯撑固定，这种设计既不稳定又不利于排气，容易产生铸造缺陷。改进后的结构如图6-33（b）所示，铸件底面增设了两个工艺孔，便可采用芯头进行固定，很好地避免了上述问题。;3．铸件的结构斜度;二、合金铸造性能对铸件结构的要求;（二）铸件壁厚应尽可能均匀;（三）铸件壁合理连接;在载荷的作用下，直角连接处的内侧容易产生应力集中，如图6-35（a）所示。 在合金结晶过程中，沿着散热反方向会形成垂直于型壁的柱状晶，并在转角处的对角线上形成整齐的分界线，削弱转角处的力学性能，如图6-36（a）所示。;2．避免锐角连接;（四）防裂肋的应用;（五）避免铸件的收缩阻力;第五节 铸造新技术简介;二、消失模铸造技术;消失模铸造技术具有以下特点。;三、半固态成形技术;（二）半固态金属的触变成形;（三）半固态金属成形技术的特点;四、定向结晶技术;（一）高速凝固法;（二）液态金属冷却法;复习思考题 （详见课本）;THE END