金属工艺学第13章课件.ppt

1、1了解铸造工艺基础；掌握砂型铸造的铸造工艺；了解几种典型特种铸造的特点及应用范围。2结合具体实例加深对铸造工艺的认识和理解，能够进行铸造工艺设计；实际操作过程中能够进行典型零件的造型、制芯以及型芯砂的制备。1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础13.1.1液态合金的充型 流动性是熔融金属的流动能力，它是影响充型能力的主要因素之一。流动性仅与金属本身的化学成分、温度、杂质含量以及物理性质有关，其中以化学成分的影响最为显著。它是熔融金属本身固有的属性。液态金属充满铸型的能力即为：充型能力。充型能力是考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性。1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础13.1.1液态合

2、金的充型螺旋形试样示意图螺旋形试样示意图1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础13.1.1液态合金的充型（3 3）化学成分的影响化学成分的影响 烧注温度的影响烧注温度的影响 铸型条件的影响铸型条件的影响（2 2）（1 1）13.1.2铸件的收缩1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础（1 1）液态收缩）液态收缩从浇注到开始凝固期间的收缩从浇注到开始凝固期间的收缩（2 2）凝固收缩）凝固收缩（3 3）固态收缩）固态收缩从开始凝固到完全凝固期间的收缩从开始凝固到完全凝固期间的收缩从完全凝固到室温期间的收缩从完全凝固到室温期间的收缩13.1.2铸件的收缩1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础（1

3、）（2）（3）化学成分化学成分浇注温度浇注温度铸件结构与铸铸件结构与铸型条件型条件13.1.2铸件的收缩1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础1 1）缩孔的形成）缩孔的形成圆柱体铸件中缩孔形成示意图圆柱体铸件中缩孔形成示意图13.1.2铸件的收缩1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础2 2）缩松的形成）缩松的形成圆柱体铸件中缩松形成示意图圆柱体铸件中缩松形成示意图13.1.2铸件的收缩1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础 冒口补缩示意图冒口补缩示意图1冒口；2缩孔3 3）缩孔的防止）缩孔的防止13.1.3铸造应力、变形和裂纹1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础 收缩应力是由于铸件在

4、固态收缩时受收缩应力是由于铸件在固态收缩时受到铸型和型芯的阻碍而产生的到铸型和型芯的阻碍而产生的。13.1.3铸造应力、变形和裂纹1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础铸件产生收缩应力示意图铸件产生收缩应力示意图 热应力是由于铸件各部分壁厚不同、冷却热应力是由于铸件各部分壁厚不同、冷却速度不同、固态收缩不一致而产生的。速度不同、固态收缩不一致而产生的。预防热应力、减小铸件变形的基本途径是预防热应力、减小铸件变形的基本途径是尽量减小铸件各部分的温度差，使得其均匀冷尽量减小铸件各部分的温度差，使得其均匀冷却却。13.1.3铸造应力、变形和裂纹1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础13.1.3铸

5、造应力、变形和裂纹1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础热应力形成过程示意图热应力形成过程示意图1513.1.3铸造应力、变形和裂纹1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础1 1）热裂）热裂 1613.1.3铸造应力、变形和裂纹1313.1.1铸造工艺基础铸造工艺基础2 2）冷裂）冷裂171313.2 2砂型铸造砂型铸造热应力形成过程示意图热应力形成过程示意图181313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.1型砂和芯砂 砂型铸造的铸型是由型砂做成的。型砂是由原砂、旧砂、粘结剂、水和附加物按一定比例混制而成的造型材料。原砂是型砂的主体，其主要成分是SiO2。旧砂是指使用过的旧型砂，旧砂经过适当处

6、理后，仍可掺在型砂中使用。粘结剂的作用是将砂粒粘结起来，使型砂具有一定的强度和可塑性。常用的粘结剂有高岭土和膨润土。191313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法（1 1）整模造型）整模造型（2 2）分模造型）分模造型（3 3）挖砂造型）挖砂造型（4 4）活块造型）活块造型（5 5）刮板造型）刮板造型（6 6）三箱造型）三箱造型1 1）手工造型）手工造型201313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法整模造型的基本过程整模造型的基本过程1铸件；2砂箱；3底板；4模样；5刮板；6记号；7直浇道棒；8气孔211313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法分

7、模造型的基本过程分模造型的基本过程221313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法挖沙造型的基本过程挖沙造型的基本过程231313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法假箱和成形模版造型假箱和成形模版造型241313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法活块造型的基本过程活块造型的基本过程251313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法刮板造型的基本过程刮板造型的基本过程261313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法刮板造型的基本过程刮板造型的基本过程1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法2 2）机器造型）

8、机器造型（1）普通机器造型（2）高压造型1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法震呀造型机的紧实造型过程震呀造型机的紧实造型过程1压头；2模版；3砂箱；4震击活塞；5压实活塞；6压实汽缸；7顶杆；8汽缸；9进气口1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法 开通气道开通气道（1）安放芯骨安放芯骨（2）1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法型芯通气道和芯骨型芯通气道和芯骨1通气孔针；2蜡线；3焦炭；4吊环；5芯骨1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.2造型及制芯方法对开式芯盒制芯过程对开式芯盒制芯过程1芯盒；2通气孔1313.2 2砂型铸造

9、砂型铸造13.2.3浇注系统浇注系统浇注系统1、6、7浇口杯；2、9直浇道；3、10横浇道；4、8内浇道；5、7冒口1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.3浇注系统（1 1）保证金属液平稳、迅速地流入铸型型腔保证金属液平稳、迅速地流入铸型型腔。（2 2）防止熔渣、砂粒等杂物进入型腔防止熔渣、砂粒等杂物进入型腔。（3 3）调节铸型、铸件各部分温度，控制铸件的凝固顺序，调节铸型、铸件各部分温度，控制铸件的凝固顺序，利于补缩，减少铸造应力，防止变形、裂纹利于补缩，减少铸造应力，防止变形、裂纹。（4 4）不使金属液过度氧化不使金属液过度氧化。浇注系统的基本功能浇注系统的基本功能1313.2 2砂型

10、铸造砂型铸造13.2.4铸造工艺（1）铸件的重要加工面或主要工作面在铸型中应朝下或处于侧立位置。（2）铸件的薄壁大平面应朝下、垂直或倾斜，以防止产生冷隔或浇不足等缺陷。（3）对于容易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近的上部或侧面。1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.4铸造工艺（1）尽量将铸件的大部分或全部放在同一砂型内。（2）应使铸件的加工面和加工基准面位于同一个砂型内。（3）应尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯等。（4）应尽量使型腔及主要型芯位于下型。1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.4铸造工艺（1 1）铸造收缩率铸造收缩率。（2 2）机械加工余量机械加工

11、余量。（3 3）起模斜度起模斜度。（4 4）芯头芯头。1313.2 2砂型铸造砂型铸造13.2.4铸造工艺起模斜度起模斜度13.3.1熔模铸造1313.3 3特种铸造特种铸造熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程1下模；2上模；3铁棒；4蜡制浇注系统；5型模；6砂箱；7砂子13.3.1熔模铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（1）熔模铸造可以获得精度高、表面粗糙度小的铸件，是一种精密铸造方法。（2）可以铸出形状复杂的薄壁（最小壁厚可达0.25 mm）、带小孔（最小直径为2.5 mm）的铸件。（3）能生产各种合金铸件，尤其适合于生产高熔点及难以切削加工的合金铸件，如耐热合金铸件、不锈钢铸件、磁钢铸

12、件等。4013.3.1熔模铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（4）生产批量不受限制，既可单件生产，又可成批、大量生产。（5）熔模铸造工序繁多，生产周期长，原材料的价格贵，铸造成本比砂型铸造高，而且由于受铸型型壳的限制，铸件不能太大，一般限于25 kg以下，以1 kg以下居多。4113.3.2金属型铸造1313.3 3特种铸造特种铸造金属型结构金属型结构1型芯；2上型；3下型；4动型；5定型；6摸底板4213.3.2金属型铸造1313.3 3特种铸造特种铸造13.3.2金属型铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（1）与砂型铸造相比，金属型铸造生产率高，成本低，便于机械化和自动化生产。（2）铸件

13、精度高，表面质量较好，精度可达IT14IT12，表面粗糙度为Ra12.56.3 m，减少了铸件的机械加工余量。13.3.2金属型铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（3）由于铸件冷却速度快，晶粒细，故铸件的力学性能好。（4）金属型的制造成本高，周期长，不适合于单件、小批量生产；铸件冷却速度快，不适合于浇注薄壁铸件，铸件形状不宜太复杂4513.3.3压力铸造1313.3 3特种铸造特种铸造卧式冷压室压铸机工作过程示意图卧式冷压室压铸机工作过程示意图1浇道；2型腔；3金属液；4压射冲头；5动型；6定型；7顶杆；8铸件及余料4613.3.3压力铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（1）压力铸造可以制

14、造出形状复杂的薄壁件（铝合金铸件的最小壁厚为0.5 mm，最小孔径为0.7 mm），可以直接铸出螺纹、齿形、花纹和图案等。压铸尺寸精度为：IT13IT11，表面粗糙度为：Ra3.20.8 m，一般不需要切削加工。4713.3.3压力铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（2）压铸件在高压作用下快速结晶，因而结晶组织细密，力学性能高，抗拉强度比砂型铸件提高25%40%。（3）压力铸造的生产率在各种铸造方法中是最高的。（4）压铸件在压力下快速凝固，铸件内的小气孔较多。因此，压铸件不宜进行大余量的切削加工，以免气孔外露；也不宜进行热处理或在高温下工作，以免气体受热膨胀，表面鼓泡。4813.3.3压力铸

15、造1313.3 3特种铸造特种铸造（5）压力铸造设备投资大，铸型结构复杂，制造周期长，成本高，仅适用于大量生产。（6）压力铸造不适合于钢、铸铁等高熔点合金的铸造。4913.3.4离心铸造1313.3 3特种铸造特种铸造离心铸造的两种类型离心铸造的两种类型5013.3.4离心铸造1313.3 3特种铸造特种铸造3 3）浇注）浇注13.3.4离心铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（1）铸件在离心力作用下结晶，内部晶粒组织致密，无气孔、缩孔及夹杂等缺陷，力学性能高。（2）铸造管类铸件时，可省去型芯和浇注系统，提高金属利用率和简化铸造工艺。13.3.4离心铸造1313.3 3特种铸造特种铸造（3）可铸造“双金属”铸件，如钢套内镶嵌铜轴瓦等。（4）铸件内表面粗糙，内孔尺寸不准确，需采用较大的机械加工余量。