1、铸造网络部使用 铸造基础知识培训目录铸造概述铸件基础知识铸造成型的基础知识定义、特点、优缺势一、铸造概述铸件的定义沧州铁狮子司母戊方鼎铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属液浇入铸型，冷却后获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的过程。u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。铸造的特点优点：1具有较强的适应性 2铸件成本低原材料：来源广、价格低、投资少、易生产铸件：机械加工量相对较小，成本低 缺点：1废品率较高，生产过程难以控制；2铸件力学性能较差，3砂型铸造铸件精度较差。性材料材质：不限，特别是脆结构：复杂外形、内腔壁厚：尺寸：几毫米十
2、几米重量：几克几百吨mmm12 . 0其他加工工艺区别n 哪种材料是属于铸造，哪种是锻造，哪种是机加工呢？ n 国标如ZG（铸钢），ZL(铸铝），HT（灰铁）等算是铸造，很多钢材和合金钢都是可以锻造和机加工的 n 怎样从加工工艺上判断呢？n 造型复杂，曲面较多，体积较大，精度要求低一般用铸造来做，受力复杂的用锻造，适合车铣刨磨的用机加工n 图纸技术会怎样说明呢？ ？ n 技术说明里一般都会有工艺要求的，可以分清楚加工方式！铸造与锻造的区别n 铸造：是把没有形状的金属液变成有形状的固体。n 所谓铸造，是将熔融的金属浇铸到模型中获得铸件的过程。铸造专业侧重的是金属熔炼过程，以及浇铸过程中工艺的控制
3、。n 锻造：是把一种形状的固体变成另一种形状的固体。n 锻造是固态下的塑性成型，有热加工，冷加工之分，像挤压、拉抜、敦粗，冲孔等都属于锻造。n 锻造是慢慢成型，铸造是一次成型n 铸造：熔融的液体金属填满型腔冷却。制件中间易产生气孔。n 锻造：主要是在高温下用挤压的方法成型。可以细化制件中的晶粒。砂型、金属、压力、离心、陶瓷二、铸造工艺分类说明铸造工艺分类n 铸造一般按造型方法来分类。习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。n 普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型 3类。n 特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类。一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、
4、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。n 按制模材料分：干砂型、湿砂型、水玻璃砂型（硅酸纳）、树脂砂型、自硬砂型（呋喃树脂，碱性酚醛树脂，胺固化酚尿烷）铸造工艺分类砂型铸造离心铸造连续铸造挤压铸造壳型铸造石膏型铸造泥型铸造熔模铸造陶瓷型铸造金属型铸造压力铸造消失模铸造差压铸造低压铸造真空吸铸铁型覆砂电渣熔铸石墨型铸造在铸造生产中，砂型铸造应用最为广泛，世界各国用砂型生产的铸件占铸件总产量的80%以上。因为它生产率高，成本低，灵力活性大，适应面广，而且相对来说技术也比较成熟。砂型铸造常用砂型的主要特点和适用范围铸型种类铸型特征
5、主要特点适用范围湿砂型以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注的砂型生产周期短、效率高，易于实现机械化、自动化，设备投资和能耗低；但铸型强度低、发气量大，易于产生铸造缺陷单件或批量生产，尤其是大批量生产。广泛用于铝合金、镁合金和铸铁件干砂型经过烘干的高粘土含量的砂型铸型强度和透气性较高，发气量小，故铸造缺陷较少；但生产周期长，设备投资较大，能耗较高，且难于实现机械化和自动化单件、小批生产质量要求较高，结构复杂的中、大型铸件常用砂型的主要特点和适用范围n 续上表铸型种类铸型特征主要特点适用范围表面烘干型浇注前用适当方法将型腔表层进行干燥的砂型兼有湿砂型和干砂型的优点单件、小批量生产中、大型铝合金铸
6、件和铸铁件自硬砂型常用水玻璃或合成树脂作粘结剂，靠型砂自身的化学反应硬化，一般不需烘烤，或只经低温烘烤铸型强度高，能耗低，生产效率高，粉尘少；但成本较高，有时易产生粘砂等缺陷单件或批量生产各类铸件，尤其是大、中型铸件砂型铸造n 据统计，我国或国际上，在全部铸件产量中，6070%的铸件是用砂型生产的，而且其中70%左右是用粘土砂 型生产的。主要原因是砂型铸造较之其他铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以像汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型或其他砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可以从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产
7、的铸件可重达几十吨。常用铸造方法的特点和适用范围项目砂型铸造金属型铸造压力铸造低压铸造离心铸造熔模铸造实型铸造连续铸造铸件特征材质各种合金非铁合金为主非铁合金各类合金各类合金 各类合金各类合金各类合金尺寸大小各种尺寸中、小件为主中、小件中、小件各种尺寸 小件为主各种尺寸各种尺寸结构复杂一般较复杂较复杂一般复杂较复杂 简单常用铸造方法的特点和适用范围n 续上表项目砂型铸造金属型铸造压力铸造低压铸造离心铸造熔模铸造实型铸造连续铸造铸件质量精度(CT)71369486969477979内部质量 组织较松晶粒较粗组织致密，晶粒细小组织致密晶粒细组织致密晶粒细小组织致密晶粒细小组织较松晶粒较粗组织较松晶
8、粒较粗组织致密晶粒细小技术经济指标生产效率 低或一般较高很高较高较高低或一般一般设备费用 低或中中高中中或高低或中中中或较高生产准备周期短较长长较长较长较长较长较长铸铁、铸钢、有色金属、合金三、铸件基础知识铸件分类n 铸件的分类方法有很多种n 按其所用金属材料的不同 ：分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等 n 按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类 ：如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等 n 按铸型成型方法 分为：普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等 n 其中以普
9、通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。 铸造常用合金灰口铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁合金铸铁合金钢碳钢铝镁合金铝合金铜合金锌合金钛合金高温合金高温合金在600-1200高温下能承受一定应力并具有抗氧化或抗腐蚀能力的合金。常用铸造合金铸铁通常占机器设备总重量的50%以上按C在铸铁中存在形式不同，可分三类：白口铸铁：C微量溶于F外，全部以Fe3C形式存在，断面呈银白色，硬、脆、难机械加工，很少用于制造零件。仅用于不受冲击的耐磨件。如轧辊。主要用途：炼钢原料。也可处理成可锻铸铁。灰口铸铁：C微量溶于铁素体外，全部或大部以石墨形式存在，断口呈灰色，应用最
10、广。麻口铸铁：有石墨，莱氏体。属于白口铁和灰口铁之间的过渡组织，断口黑白相间，麻点。硬，脆，难加工。铸铁n 根据石墨形态的不同,灰口铸铁又分为:n 普通灰口铸铁: 石墨 片状n 可锻铸铁: 团絮状n 球墨铸铁: 球状n 蠕墨铸铁: 蠕虫状n 按化学成分: n 普通铸铁n 合金铸铁: Si4% Mn 2% 或一定量的Ti、Mo、Cr、Cu等灰口铸铁灰口铸铁: 占铸铁产品的80% 以上牌号: HT+三位数 HT灰铁, 数抗拉强度参考可锻铸铁(又叫马铁)白口铁经石墨化退火而成的一种铸铁牌号及应用KTH(KTZ)+3位数+2位数 3位数抗拉强度, 2位数延伸率 如KTH30006, KTZ45006应
11、用: 形状复杂,承受冲击载荷的薄壁小件(KTH),曲轴,连杆,齿轮等(KTZ)球墨铸铁牌号: QT+三位数 + 两位数 数字含义与可锻铸铁相同 铸钢钢铁件也是一种重要的铸造合金,产量仅次于灰铁,约为可锻铸铁和球墨铸铁的和。铸钢的类别和性能分类: 铸造碳钢 应用广泛。 ZG+xxx-xxx 旧牌号：ZG+两位数(含C万分之几)铸造合金钢性能: 强 塑 韧 可焊性应用: 适于制造形状复杂的,强度和韧性要求高的零件。铸焊大件 火车轮 锻锤机架等有色金属铝及铝合金铸造铝合金分四类: 铝硅合金：机械性能 耐蚀性,铸造性 适于形状复杂或气密性要求高的零件。如 内燃机气缸铝铜合金：强,耐热 比重大,铸造性(
12、热裂纹疏松) 应用：高强度,高温件 如活塞 牌号: ZL201铝镁合金：强度 耐蚀 耐热 铸造性应用：受冲击载荷 耐蚀件,形状简单铝锌合金：强较高 抗蚀 热裂纹应用：汽车 拖拉机发动机零件,日用品.有色金属n 铜及铜合金n 纯铜：导电 导热 塑(面心) 强 硬n 黄铜：Cu + Zn普通黄铜 n Cu + Zn + Pb,Al,Si等 特殊黄铜n 可铸可锻n 青铜: n 除黄铜,白铜(铜镍合金)以外的，铜与其它元素组成。n 锡青铜：Sn + Cu 耐磨 耐蚀 n 铝青铜：耐磨 耐蚀图纸单位基本知识n inch 是英寸-符号”；foot 是 英尺，符号； cm厘米，mm毫米。n 1英尺=12英寸
13、n 1英寸=2.54厘米n 1=2.54cm 有些图纸你们就知道是什么单位了。常见铸件产品飞轮壳 HT250转向节 QT450-10卡钳 QT550-6制冷空压机箱体 HT250齿轮箱体 HT250铸件的应用范围铸件主要用作机器零部件的毛坯，有些精密铸件，也可直接用作机器的零部件。铸件在机械产品中占有很大的比重，如拖拉机中，铸件重量约占整机重量的5070，农业机械中占4070，机床、内燃机等中达7090。各类铸件中，以机械用的铸件品种最多，形状最复杂，用量也最大，约占铸件总产量的60。其次是冶金用的钢锭模和工程用的管道。铸件也与日常生活有密切关系。例如经常使用的门把、门锁、暖气片、上下水管道、
14、铁锅、煤气炉架、熨斗等，都是铸件 。充型能力、凝固与收缩、变形与裂纹四、铸造成型的基础知识熔炼熔炼：通过加热使金属由固态转变为液态，并通过冶金反应去除金属液中的杂质，使其温度和成分达到规定要求的过程和操作。液体合金的充型n 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，称为液态合金充型能力。n 充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。n 影响充型能力的主要因素：n 金属成分（流动性）。n 浇铸条件（浇铸温度、充型压力）n 铸型的充型条件（铸型蓄热能力（材料）、铸型温度、铸型的排气能力等）n 铸件结构（薄壁、结构复杂）等合金的流动性n 流动性是液态属自身的流动能力。合金的流动性愈好，充型
15、能力愈强。n 液体合金的流动性常采用的螺旋形试样长度来衡量。n 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。流动性测试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。依据凝固区的宽窄，铸件的凝固划分成三种方式：逐层凝固方式糊状凝固方式 中间凝固方式液体收缩n 液态收缩n 表现为铸型腔内液态金属的液面下降。n 凝固收缩 n 共晶成分或纯金属是在恒温下凝固，凝固收缩只由状态改变引起，所以收缩较小，亦表现为液面下降。n 液态收缩和凝固收缩主要表现为合金体积上的缩减，用体收缩
16、率（单位体积的百分收缩量）表示。它们是铸件产生缩孔和缩松的根本原因。n 固态收缩n 通常直接表现为铸件外形尺寸的减小，可用线收缩率（单位长度的百分收缩量表示）。固态收缩是铸件产生应力、变形和裂纹的根本原因。n 在合金冷却和凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补足，则在铸件的最后凝固部位会形成一些孔洞。n 按照孔洞的大小和分布，可将其分为缩孔和缩松两类。其中容积较大的孔洞叫缩孔，细小且分散的孔叫缩松。 n 危害：使力学性能下降；因渗漏而报废。 缩孔缩孔缩孔是容积较大而集中的孔洞。通常隐藏在铸件上部或最后凝固的部位。其外形特征为倒锥形，内表面不光滑。逐层凝固的合金产生缩孔的倾向较大。
17、 缩松(疏松)缩松分布于铸件的轴线区域、厚大部位或浇口附近（缩孔的下方）的细小而分散的孔洞。 糊状凝固的合金缩孔倾向小，但极易产生缩松。防止缩孔和缩松措施 定向（顺序）凝固： 采取一定措施，先使铸件上远离冒口或浇注部位凝固，然后使靠近冒口部位凝固，最后冒口本身凝固。使先凝固的收缩量由后凝固的液体补充，最后将缩孔转移至冒口中 。实现定向凝固方法 合理安放冒口 安放冷铁当仅靠铸件顶部的冒口补缩，难以保证铸件底部厚大部位不出现缩孔时。应在该厚大部位设置冷铁，以加快其冷却速度，使其最先凝固，以实现自下而上的顺序凝固。 铸件内应力、变形和裂纹n 铸造内应力n 铸件在凝固之后的冷却过程中，由于各部分体积变
18、化不一致，彼此制约引起的应力为铸造内应力。n 按应力产生的原因，铸造应力分为热应力和机械应力两种。热应力n 热应力：因铸件壁厚不均匀或各部分冷却速度不同，致使铸件各部分的收缩不同步而引起的应力。n 铸件厚、大部分或心部受拉应力（+），薄壁或表层受压应力（-）。机械应力n 机械应力：铸件的固态收缩受铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。它是暂时的。n 防止措施是改善铸型和型芯的退让性。铸件的变形n 产生原因：铸件内部有残留应力。受拉内应力的部位趋于变短。受拉部分趋于变短铸件的裂纹n 当铸件的内应力超过其强度极限时便会产生裂纹n 按照形成温度的不同，裂纹可分为热裂和冷裂。n 热裂是在铸件凝固末期的高温
19、下形成的裂纹。（凝固收缩大、铸型的退让性不好。是铸钢和铸铝常见的缺陷。）n 冷裂是铸件凝固后，冷却到较低温度下形成的裂纹。（脆性材料）铸件的裂纹n 两种裂纹的形状特点n 热裂：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内金属呈氧化色；n 冷裂 ：裂纹细小、呈连续直线状或圆滑曲线状、裂纹表面有金属光泽或呈微氧化色。铸件中的气孔气体在金属中的含量超过其溶解度，或侵入的气体不被金属溶解时，会以分子状态的气泡存在于液态金属中。若凝固前气泡来不及排除，就会在金属内形成孔洞。这种因气体分子聚集而在铸件表面和内部产生的孔洞称为气孔。气孔分类：按气体来源和形成机理可分为析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔。按类别分为氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔等。按气孔的形状和位置分为针孔、皮下气孔。
