1、材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING第2章 金属液态成形重点1材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGContents铸造方向考研重点铸造方向考研重点2作业作业4铸造应掌握的基础知识铸造应掌握的基础知识3 1铸造考试重点铸造考试重点3 3材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING1.金属铸造应掌握的基本知识 什么是金属液态成形液态金属在铸
2、型中冷却、凝固形成零件。通常称为：通常称为：铸造铸造 用模具制造铸型的过程为造型 所铸出的金属制品称为铸件3材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING什么是铸造？铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。4材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造分类 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。普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化
3、砂型三类。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、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。5材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING6铸造合金铁基合金有色合金复合材料铸铁C2.14%铸钢C2.14%碳素钢非和金铸铁合金铸铁高合金钢低合金钢灰口铸铁白口铁麻口铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁耐磨铸铁耐热铸铁耐蚀铸铁不锈钢耐磨钢耐热钢铝合金铜合金镁合金锌合金钛合金镍合金铸造
4、金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造工艺铸造金属准备铸型准备铸件处理7铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造金属准备-金属熔炼 金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金
5、属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。8材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸型准备 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂
6、、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料。造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。9材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING造型造芯 造型造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型造芯都实现了机械化或自动化。常
7、用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。10材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸型清理 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。11材料科学与工程系材料科学与工程系DEP
8、ARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造特点(1)铸造是比较经济的毛坯成形方法毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。12材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造特点(2)另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如
9、锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的。13材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造特点(3)铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种造型机、造芯机，有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。14材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENC
10、E AND ENGINEERING铸造特点(4)铸造生产有与其他工艺不同的特点，主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更为严重，需要采取措施进行控制。15材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造特点(5)铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。此外，节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求，新的铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。16材料科学与工程系材
11、料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING铸造生产的主要特点铸造生产的主要特点 适用范围广适用范围广铸造方法几乎不受零件大小、厚铸造方法几乎不受零件大小、厚薄和复杂程度的限制薄和复杂程度的限制 可制造各种金属铸件可制造各种金属铸件(对于脆性金属，铸造是唯一对于脆性金属，铸造是唯一可行方法可行方法)铸件比一般锻件、焊接件尺寸精度高铸件比一般锻件、焊接件尺寸精度高 成本较低成本较低 可以生产形状复杂的零件可以生产形状复杂的零件17材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND
12、ENGINEERING几种常见铸造方法 1.金属型铸造金属型铸造：利用金属制成铸型，在重力场中浇注金属液，形成铸件。2.低压铸造低压铸造：金属液在较低压力作用下，由下向上地填充各种铸型，并在压力作用下凝固成形。3.压力铸造压力铸造：金属液在高压作用下，以高的线速度填充金属型，并在压力作用下凝固成形。4.熔模铸造熔模铸造：液态金属在重力作用下浇入由蜡模融化后形成的中空型壳中，从而获得精密铸件的方法。5.离心铸造离心铸造：金属液浇注在旋转的铸型中，并在旋转的情况下凝固成形。18材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERI
13、NG2.铸造方向考研重点 材料成型专业的研究生分为锻压和铸造方向，一级学科为材料加工工程，这方面研究生比较好的学校有上海交大，哈工大，清华，华中科技大学上海交大，哈工大，清华，华中科技大学，西北工业大学，西北工业大学等学校，你可以具体去各个学校的网页查看相关老师的具体方向，再结合自己的兴趣进行选择。就材料加工而言,分不同的方向的。哈工大焊接很好，全国第一。上海交通锻压很好。西北工业大学铸造最好。华中科技模具最好。东北大学的轧钢很牛。19材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING2012全国材料成型及控制工程专业
14、排名1 上海交通大学 A+9 吉林大学 A 17 浙江大学 A 2 哈尔滨工业大学 A+10 天津大学 A 18 四川大学 A 3 清华大学 A+11 同济大学 A 19 兰州理工大学 A 4 华南理工大学 A+12 西安交通大学 A 20 北京航空航天大学 A 5 西北工业大学 A+13 大连理工大学 A 21 武汉理工大学 A 6 北京科技大学 A 14 山东大学 A 22 北京工业大学 A 7 华中科技大学 A 15 郑州大学 A 23 东南大学 A 8 东北大学 A 16 太原理工大学 A 科 别：理工培养目标：本专业培养具备机械热加工基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事热加工领
15、域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。培养要求：本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事各类热加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。20材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING21材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING22材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING23材料科学与工程系材料科学与工程系DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING3/4液态金属成型部分考试重点 1.试述铸造特点，列举5种常用的铸造工艺。2.什么是缩松、缩孔？叙述缩松、缩孔的成因？产生条件？及各自影响因素？3.分析铸造应力产生的原因，铸造应力可引发那些铸造缺陷？通常采取哪些措施减少这些缺陷？4.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则各需采用什么措施来实现？上述凝固原则各适用于哪种场合？5.浇注系统一般由哪几个基本组元组成？各组元作用？24
