工程材料与金属工艺学4）铸造课件.ppt

工程材料与金属工艺学 铸造成型 唐伟强 铸造是将液态金属浇入具有造型的铸型的空腔中，待冷却凝固后，以获得铸件的方法。 通常，铸件一般为工件的毛坯，经切削加工后 才成为零件。 铸件的获得，其基本的方法为 砂型铸造 除此之外，还有熔模铸造；金属型铸造；压力 铸造；低压铸造；离心铸造等，统称为铸造 无论是采用何种铸造方法，都必须把 金属熔为液态，故： 铸造工艺的实质就是液态成型 铸造适应于在： 制造形状复杂的零件毛坯，如：机床的床身、内燃机的缸体，船用螺旋桨和带轮等。 铸造的优点： 见教材 第一节 铸造的基本原理 制造模型 从上述的工艺概况中看到： 金属要从固体到液体又转变成固体的过程，在这个过程中，金属与炉气、熔渣、铸型等作用，发生复杂的物理、化学变化，如氧化、吸气、结晶、收缩和内应力的形成等，这些相互作用，使铸造易产生一些缺陷。 那么，铸造质量与合金的铸造性的关系有哪些 第二节 铸件成型工艺基础 一. 金属的铸造性： 1. 流动性 流动性：液态金属本身的流动能力。即液态合金充填铸型的能力。 阻力（砂型） 砂型中气体压力 阻碍： 充填 凝固 影响流动性的因数： 1. 合金的成分 在共晶成分时最好 Tc=4.3% 成分中的硅、磷可提高铁水的流动性，硫则相反。 2. 浇注的温度 浇注的温度对流动性的影响性极为重要浇注的温度高：流动性好，冷却速度慢；有利于防止浇不足、冷隔等缺陷。 但吸气多，氧化严重，铸件易出现气孔、缩孔等缺陷 3. 充填条件 铸件的设计对液态金属流动的阻力大小都会影响流动性。 型腔的大小 浇口截面的大小 铸型透气和排气的能力 故铸件设计有一个“最小壁厚”的问题  二. 铸件的收缩 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象，称为收缩。 合金从液相线上的收缩，即铸件在型腔内液体的降低，称液态收缩； 合金从液态到室温的体积变化，称体收缩； 分别以收缩率来表示。 （一）收缩阶段的划分 铸造合金从浇注温度冷却到室温的收缩过程，划分为三个阶段： 1. 液态收缩 指从浇注温度冷却到凝固开始温度之间，合金处于液态下的收缩。 其结果使型腔液面降低，是形成缩孔的基本原因之一。 2. 凝固收缩 指从凝固开始温度到凝固结束温度之间，合金处于凝固产生的收缩。 其结果：仍然表现为型腔液面降低， 形成缩孔，而对凝固温度范围较大的合金，则产生缩松。 3. 固态收缩 指从凝固结束温度冷却到室温之间，合金处于固态下的收缩。 其结果：直接影响铸件的精度，产生铸造应力，变形和裂纹 （二）影响铸件收缩的原因 收缩的程决定于： 合金的成分 浇注温度 铸型条件 铸件结构 合金成分 不同合金，收缩率差异很大。 碳素铸钢体收缩率为10～15％； 灰口铸铁体收缩率为 5～8％； 两者比较的原因：石墨的存在原因 铸铁中的碳大部分以石墨形式存在，石墨的比容较大，每析出1％石墨，铸铁的体积膨胀2%,抵消了部分的收缩，灰口铸铁中增加T、Si含量和减少S含量可使收缩率减少。 浇注温度 主要影响液态收缩，浇注温度越高，则液态收缩相应增加。 铸件结构和铸型条件 铸件的收缩不同于合金的收缩－受到铸件结构和铸型的阻碍。 要求在铸件的设计和制造模型时，不应采用合金的线收缩率，而应根据铸件收缩受阻情况决定收缩率。 （三）铸件上的缩孔和缩松 1. 缩孔和缩松的形成 铸件在冷凝过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩