铸造工艺及铸造模具制造与设计.pdfVIP

铸造 绪论 将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却 凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件 的工艺过程称为铸造。 铸造工艺过程主要包括：金属熔炼、铸型 制造、浇注凝固和落砂清理等。铸件的材 质有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合 金等。 与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点： （1）原材料来源广。 （2）生产成本低。 （3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制。 因此，铸造在机器制造业中应用极其广泛。 但铸造生产目前还存在着若干问题，如铸件内部组织 粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学 性能不如锻件高。铸造工序多，而且一些工艺过程 还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，废品率 高。 主要内容 围绕金属或合金的铸造性能，学习铸造工 艺成型基础 回顾砂型铸造的造型方法和生产过程，学 习砂型铸造工艺方案的制定。 了解几种特种铸造方法，掌握它们的原理、 特点及适用范围。 掌握铸件结构设计（工艺性） 第一章铸造工艺基础（铸造性能） 金属或合金的铸造性能包括流动性、收缩性、 偏析和吸气等。 围绕合金的铸造性能，学习与之相关的主要 缺陷的形成与防止。 第一节液态合金的充型 液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清 晰铸件的能力，成为液态合金充型能力。 充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。 影响充型能力的主要因素 （1）金属或合金自身的流动性 （2）浇铸条件（浇铸温度（在保证充型能力足够的前提下， 浇注温度不易过高）、充型压力(压力铸造、离心铸造）） （3）铸型的充型条件（铸型温度过低、导热过快； 铸型中的气体等都会使铸件的充型能力变差） （4）铸件结构（薄壁、结构复杂）等 合金的流动性 流动性是液态金属或合金自身的流动能力。 合金的流动性愈好充型能力愈强。 液体合金的流动性常采用螺旋形试样长度 来衡量。 流动性的影响因素很多，但以化学成分的影响最 为显著。常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最 好，铝硅合金次之，铸钢最差。共晶成分的合金 流动性最好。（逐层凝固；过冷度大，处于液态 的时间长） 退回 退回 第二节铸件的凝固与收缩 一.铸件的凝固方式 在凝固过程中，铸件的断面上一般存在三个区域：即固相区、 凝固区和液相区。铸件的凝固方式是依据凝固区的宽窄来划分 成：（1）逐层凝固方式 （2）糊状凝固方式 （3）中间凝固方式 （1）逐层凝固方式 纯金属或共晶成分在凝固过程 中不存在固液混合区。一般说来， 逐层凝固时，合金的充型能力强， 便于防止缩孔和缩松。在常用合金 中，灰铸铁、铝硅合金等倾向于逐 层凝固，易于获得紧实铸件。 （2）糊状凝固方式 合金结晶温度范围很宽，固液并存的凝固区贯穿整个断面。球墨铸铁、 锡青铜、铝铜合金等倾向于糊状凝固。 （3）中间凝固方式 大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间 二、铸造合金的收缩 液体金属在凝固和冷却过程中，体积和尺寸 减少的现象，称为合金的收缩。收缩是多 种铸造缺陷产生的根源。合金的收缩经历三 个阶段： （1）液态收缩：从浇注—液相线 （2）凝固收缩：液相线— 固相线 （3）固态收缩：固相线—室温 液态收缩 表现为铸型内液态金属或合金的液面下降 凝固收缩 共晶成分或纯金属是在恒温下凝固，凝固收缩只有状态改变引 起，所以收缩较小。 液态收缩和凝固收缩主要表现为铸件体积上的缩减，用体收缩