《机械制造基础》第2版 课件 第6章 铸造.pptx

Chapter铸造6

6.1铸造成形基础案例导入图6-1插齿机刀轴蜗轮工艺图图6-1所示为插齿机刀轴蜗轮铸造工艺图，其工艺分析如下。⑴生产批量大批生产⑵技术要求1）材质耐磨铸铁2）结构特点如图6-1所示为筒类铸件。最大直径，长260mm，主要壁厚30mm，铸件质量48kg。案例导

6.1铸造成形基础案例导入图6-1插齿机刀轴蜗轮工艺图案例导3）使用要求①蜗轮的齿部是与材质为20Cr的蜗杆啮合，要求精度保持性好，且耐磨。②内径φ165mm和外径φ205mm的圆柱面为滑动摩擦面，要求表面粗糙度低（Ra0.63~0.32um）。因此铸件必须组织致密、硬度均匀、耐磨，不允许有任何铸造缺陷。

6.1铸造成形基础初步分析案例导⑴分型面的选择①分型面选在蜗轮的一侧上（如图6-1Ⅰ），采用此方案对造型、下芯均方便。但存在两个缺点，首先其内浇道必然开在蜗轮的轮缘上；此外，其组织不致密，硬度不均匀，耐磨性不好，也容易产生错型缺陷。②沿中心线水平分型（如图6-1Ⅱ），此时造型、下芯更为方便。浇注系统可另行设计，以确保铸件内部质量。

6.1铸造成形基础初步分析案例导⑵浇注位置的选择①水平浇注用此方案时铸件上部的质量较差，易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，且组织不致密、耐磨性差。②垂直浇注如图6-1所示，采用反雨淋式浇口，垂直浇注。由于浇注系统的撇渣效果好，气体易排除，铁液上升稳定，因而铸件不易产生夹渣、气孔等铸造缺陷，铸件的组织致密、均匀、耐磨性良好。综上分析比较，确定选用平做立浇、一型两件的工艺，采用机器造型。

6.1铸造成形基础铸造成形基础合金的铸造性能，是指合金在铸造生产中表现出来的工艺性能，即获得优质铸件的能力，它对是否易于获得合格铸件有很大影响。合金的铸造性能是选择铸造合金、确定铸造工艺方案及进行铸件结构设计的重要依据。合金的铸造性能主要指合金的充型能力、收缩、吸气性等。

6.1铸造成形基础铸造成形基础6.1.1合金的充型能力

合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺寸正确、形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。充型能力取决于液态金属本身的流动性，同时又受铸型、浇注条件、铸件结构等因素的影响。因此，充型能力差的合金易产生浇不到、冷隔、形状不完整等缺陷，使力学性能降低，甚至报废。影响合金充型能力的主要因素是合金的流动性。

6.1铸造成形基础铸造成形基础

合金的流动性是液态合金本身的流动能力，它是影响充型能力的主要因素之一。流动性越好，液态合金充填铸型的能力越强，越易于浇注出形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件；有利于液态合金中气体和熔渣的上浮和排除；易于对液态合金在凝固过程中所产生的收缩进行补缩。如果合金的流动性不良，则铸件易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。

合金的流动性大小，通常以浇注的螺旋试样长度来衡量。

6.1铸造成形基础铸造成形基础如图6-2所示，螺旋上每隔50mm有一个小凸点作测量计算用。在相同的浇注条件下浇注出的试样越长，表示合金的流动性越好。不同合金的流动性不同。表6-1列出了常用铸造合金的流动性。由表6-1可见，铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差

6.1铸造成形基础铸造成形基础表6-1常用合金的流动性

6.1铸造成形基础铸造成形基础6.1.2合金流动性的影响因素主要包括合金的化学成分、浇注温度、充型压力以及铸型。

1.合金的化学成分不同成分的铸造合金具有不同的结晶特点，对流动性的影响也不相同。纯金属和共晶成分的合金是在恒温下进行结晶的，结晶过程中，由于不存在液、固并存的凝固区，从表面开始向中心逐层凝固，如图6-3(a)所示。凝固层内表面比较光滑，因而对尚未凝固的液态合金的流动阻力小，故流动性好。

6.1铸造成形基础铸造成形基础特别是共晶成分的合金，熔点最低，因而流动性最好。非共晶成分的合金是在一定温度范围内结晶，如图6-3(b)所示，在结晶区域内，既有形状复杂的枝晶，又有未结晶的液体。复杂的枝晶不仅阻碍未凝固的液态合金的流动，而且使液态合金的冷却速度加快，从而流动性差。合金结晶区间越大，流动性越差。图6-3不同成分合金的结晶(a)在恒温下凝固；(b)在一定温度范围内凝固

6.1铸造成形基础铸造成形基础2.浇注温度

合金的浇注温度对流动性的影响极为显著。浇注温度越高，合金的黏度越低，液态金属所含的热量越多，在同样冷却条件下，保持液态的时间延长，传给铸型的热量增多，使铸型的温度升高，降低了液态合金的冷却速度，改善了合金的流动性，充型能力加强。但是，浇注温度过高，会使液态合金的吸气量和总收缩量增大，增加了铸件产生气孔、缩孔等缺陷的可能性，因此在保证流动性的前提下，浇注温度不宜过高。在铸铁件的