第二篇 鑄造(第一章鑄造工藝基礎(chǔ))[課堂使用]

1、1.1.鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ) 2.2.常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄件的生產(chǎn) 3.3.砂型鑄造砂型鑄造 4.4.特種鑄造特種鑄造 5.5.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 講授學(xué)時(shí)：講授學(xué)時(shí)：1010學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 鑄造概念：鑄造概念： 將液態(tài)金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔將液態(tài)金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔 中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為金屬的金屬的 液態(tài)成形。即鑄造液態(tài)成形。即鑄造。液態(tài)金屬澆注過程液態(tài)金屬澆注過程。砂型鑄造工藝演示砂型鑄造工藝演示。 鑄造是歷史最為悠久的金屬成型方式，直到今天仍然是毛

2、鑄造是歷史最為悠久的金屬成型方式，直到今天仍然是毛 坯生產(chǎn)的主要方法。機(jī)器中鑄件所占比例很大。坯生產(chǎn)的主要方法。機(jī)器中鑄件所占比例很大。 鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造業(yè)中的地位：鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造業(yè)中的地位：視頻視頻。 鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)：鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)： 1 1）鑄件可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜，特別是內(nèi)腔復(fù)雜的毛坯；鑄件）鑄件可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜，特別是內(nèi)腔復(fù)雜的毛坯；鑄件 的輪廓尺寸可從幾毫米至幾十米；重量可從幾克至幾百噸。的輪廓尺寸可從幾毫米至幾十米；重量可從幾克至幾百噸。 2 2）適應(yīng)范圍廣。鑄造可用各種合金來生產(chǎn)鑄件。）適應(yīng)范圍廣。鑄造可用各種合金來生產(chǎn)鑄件。 3 3）鑄造批量不限。從單件、小批，直到大量生產(chǎn)。

3、）鑄造批量不限。從單件、小批，直到大量生產(chǎn)。 4 4）鑄件與零件的形狀、尺寸很接近，因而鑄件的加工余量）鑄件與零件的形狀、尺寸很接近，因而鑄件的加工余量 小，可節(jié)省金屬，減少切削加工量，從而降低制造成本。小，可節(jié)省金屬，減少切削加工量，從而降低制造成本。 5 5）鑄件所用的原材料大部分來源廣泛、價(jià)格低廉，還可以）鑄件所用的原材料大部分來源廣泛、價(jià)格低廉，還可以 使用廢料和廢零件；設(shè)備費(fèi)用較低，因此鑄件的成本低廉。使用廢料和廢零件；設(shè)備費(fèi)用較低，因此鑄件的成本低廉。 鑄造生產(chǎn)的缺點(diǎn)：鑄造生產(chǎn)的缺點(diǎn)： 1 1）工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝過程還難以控制。）工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝過程還難以控制。

4、2 2）液態(tài)成形零件內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差。）液態(tài)成形零件內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差。 3 3）液態(tài)成形零件易出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、）液態(tài)成形零件易出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、 夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品 質(zhì)量不夠穩(wěn)定。質(zhì)量不夠穩(wěn)定。 4 4）由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴有缺陷，）由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴有缺陷， 其力學(xué)性能比同類材料的塑性成形能力低。其力學(xué)性能比同類材料的塑性成形能力低。 金屬液態(tài)成形可分為：金屬液態(tài)成形可分為： 砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造和特種鑄造。 1 1、砂型鑄造：是最基本的工藝方法，占鑄

5、件的、砂型鑄造：是最基本的工藝方法，占鑄件的90%90%。 2 2、特種鑄造方法：熔模、金屬型、壓力、離心鑄造等。、特種鑄造方法：熔模、金屬型、壓力、離心鑄造等。 液態(tài)合金填充鑄型的過程液態(tài)合金填充鑄型的過程- - 充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔，充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔， 獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力 - - 液態(tài)合金的充型能力液態(tài)合金的充型能力。 學(xué)習(xí)目的及要求：學(xué)習(xí)目的及要求： 1.1.掌握影響充型能力的各種因素；掌握影響充型能力的各種因素； 2.2.了解凝固與收縮、內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋產(chǎn)生的原因及防止了解凝固與收縮、內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋產(chǎn)生的原因及防止

6、 措施；措施； 3.3.了解鑄件質(zhì)量控制的方法。了解鑄件質(zhì)量控制的方法。 重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)及難點(diǎn)：1.1.充型能力；充型能力；2.2.內(nèi)應(yīng)力的形成。內(nèi)應(yīng)力的形成。 鑄造生產(chǎn)過程復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量的因素頗多，廢品率一鑄造生產(chǎn)過程復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量的因素頗多，廢品率一 般較高。鑄造廢品的產(chǎn)生不僅與鑄型工藝有關(guān)，還與鑄型材料、般較高。鑄造廢品的產(chǎn)生不僅與鑄型工藝有關(guān)，還與鑄型材料、 鑄造合金性能、熔煉、澆注等密切相關(guān)。鑄造合金性能、熔煉、澆注等密切相關(guān)。 充型能力不足充型能力不足 可能有可能有 澆不足澆不足冷冷 隔隔夾夾 砂砂氣氣 孔孔夾夾 渣渣 一、合金的流動性：一、合金的流動性： 液態(tài)合金本身的流

7、動能力，稱為合金的液態(tài)合金本身的流動能力，稱為合金的流動性流動性，是合金主要，是合金主要 鑄造性能之一。鑄造性能之一。 合金的流動性越好，充型能力越強(qiáng)，越便于澆鑄出輪廓合金的流動性越好，充型能力越強(qiáng)，越便于澆鑄出輪廓 清晰、薄而復(fù)雜的鑄件。同時(shí)，有利于非金屬夾雜物和氣體的上清晰、薄而復(fù)雜的鑄件。同時(shí)，有利于非金屬夾雜物和氣體的上 浮和排除，還有利于對合金冷凝過程所產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。浮和排除，還有利于對合金冷凝過程所產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。 充型能力的決定因素：充型能力的決定因素： 合金的流動性合金的流動性 鑄型性質(zhì)鑄型性質(zhì) 澆注條件澆注條件 鑄件結(jié)構(gòu)等鑄件結(jié)構(gòu)等 充型能力不足原因：充型能力不足原

8、因： 在液態(tài)合金的充型過程中，有時(shí)伴隨著結(jié)晶現(xiàn)象，若充型能在液態(tài)合金的充型過程中，有時(shí)伴隨著結(jié)晶現(xiàn)象，若充型能 力不足，在型腔被填滿之前，形成的晶粒將充型的通道堵塞，金力不足，在型腔被填滿之前，形成的晶粒將充型的通道堵塞，金 屬液被迫停止流動，于是鑄件將產(chǎn)生屬液被迫停止流動，于是鑄件將產(chǎn)生澆不足或冷隔澆不足或冷隔等缺陷。等缺陷。 流動性衡量方法：流動性衡量方法： 液態(tài)合金的流動性通常以液態(tài)合金的流動性通常以“螺旋形試樣螺旋形試樣”長度來衡量。長度來衡量。 測試合金充型能力的方法：測試合金充型能力的方法： 將合金液澆入鑄型中，冷凝后測出充滿型腔的式樣長度。澆將合金液澆入鑄型中，冷凝后測出充滿型腔

9、的式樣長度。澆 出的試樣越長，合金的流動性越好，合金充型能力越好。出的試樣越長，合金的流動性越好，合金充型能力越好。 試驗(yàn)得知：灰口鑄鐵，硅試驗(yàn)得知：灰口鑄鐵，硅 黃銅（長度黃銅（長度ll1000mm1000mm）流動性）流動性 最好。鑄鋼（長度最好。鑄鋼（長度l l200mm200mm）的）的 流動性最差。流動性最差。 顯然，在相同的澆注條件下顯然，在相同的澆注條件下 ，合金的流動性愈好，所澆出的，合金的流動性愈好，所澆出的 試樣愈長。試樣愈長。 影響合金流動的性因素很影響合金流動的性因素很 多，但以化學(xué)成分的影響最為顯多，但以化學(xué)成分的影響最為顯 著。著。 共晶合金：共晶合金：結(jié)晶是在恒溫

10、下進(jìn)行的，液態(tài)合金從表層逐層結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的，液態(tài)合金從表層逐層 向中心凝固，由于已結(jié)晶固體層表面比較光滑，對金屬液的流動向中心凝固，由于已結(jié)晶固體層表面比較光滑，對金屬液的流動 阻力小，故流動性最好。阻力小，故流動性最好。 其它成分的合金：其它成分的合金：一定溫度范圍內(nèi)逐步凝固和結(jié)晶是同時(shí)一定溫度范圍內(nèi)逐步凝固和結(jié)晶是同時(shí) 進(jìn)行的，由于初生的樹枝狀晶體使固體層表面粗糙，所以合金的進(jìn)行的，由于初生的樹枝狀晶體使固體層表面粗糙，所以合金的 流動性變差。流動性變差。顯然結(jié)晶間隔越小，則流動性越好。顯然結(jié)晶間隔越小，則流動性越好。鑄件晶粒組織鑄件晶粒組織 由圖亞共晶鑄鐵隨含碳量的增加，結(jié)晶溫度范

11、圍減小，流由圖亞共晶鑄鐵隨含碳量的增加，結(jié)晶溫度范圍減小，流 動性提高。動性提高。實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動性好，實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動性好， 鑄鋼的流動性差。鑄鋼的流動性差。 合金流動性對充型能力的影響合金流動性對充型能力的影響 合金流動性的決定因數(shù)：合金流動性的決定因數(shù)： 1 1）合金種類）合金種類: : 合金不同，流動性不同合金不同，流動性不同 2 2）化學(xué)成分：同種合金中成分不同的合金具有不同的結(jié)晶特）化學(xué)成分：同種合金中成分不同的合金具有不同的結(jié)晶特 點(diǎn)，流動性也不同。點(diǎn)，流動性也不同。 3 3）結(jié)晶特性：恒溫下結(jié)晶，流動性較好；兩相區(qū)（）結(jié)晶特性：恒溫下結(jié)晶，流動性較好；兩相區(qū)（2 2區(qū)）內(nèi)區(qū)

12、）內(nèi) 結(jié)晶，流動性較差。結(jié)晶，流動性較差。 二、澆注條件二、澆注條件 澆注條件對充型能力的影響：澆注條件對充型能力的影響： 澆注澆注 條件條件 澆注溫度澆注溫度 充型壓力充型壓力 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小 ，過熱度高，金屬液內(nèi)含熱量多，保，過熱度高，金屬液內(nèi)含熱量多，保 持液態(tài)的時(shí)間長，充型能力強(qiáng)。持液態(tài)的時(shí)間長，充型能力強(qiáng)。 液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力稱液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力稱 為充型壓力。充型壓力越大為充型壓力。充型壓力越大, , 充型能充型能 力越強(qiáng)。力越強(qiáng)。 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動阻力澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流

13、動阻力 越大，充型能力越差。越大，充型能力越差。 對薄壁鑄件或流動性較差的合金可對薄壁鑄件或流動性較差的合金可 適當(dāng)提高澆注溫度，以防澆不足或冷適當(dāng)提高澆注溫度，以防澆不足或冷 隔缺陷。但澆注溫度過高，容易產(chǎn)生隔缺陷。但澆注溫度過高，容易產(chǎn)生 縮孔縮松等缺陷，故保證充型能力前縮孔縮松等缺陷，故保證充型能力前 提下，不宜過高。提下，不宜過高。 （2）鑄型溫度：）鑄型溫度： 鑄型的鑄型的 溫度溫度 充型能力充型能力鑄型鑄型 可先預(yù)熱?？上阮A(yù)熱。 （1 1）鑄型材料：）鑄型材料： 導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容 激冷能力激冷能力充型充型 能力能力 （3）鑄型中氣體：）鑄型中氣體： 砂型鑄造產(chǎn)砂型鑄

14、造產(chǎn) 生大量氣體，排氣能力差，型腔生大量氣體，排氣能力差，型腔 中氣壓中氣壓流動阻力流動阻力充型能力充型能力， 所以鑄型要留出排氣口。所以鑄型要留出排氣口。 三、鑄型填充條件三、鑄型填充條件 鑄型充填條件對充型能力的影響：影響合金在型腔內(nèi)流動的鑄型充填條件對充型能力的影響：影響合金在型腔內(nèi)流動的 時(shí)間和速度。時(shí)間和速度。 影響因素有：影響因素有： 四、鑄件結(jié)構(gòu)條件四、鑄件結(jié)構(gòu)條件 鑄件結(jié)構(gòu)對充型能力的影響。鑄件結(jié)構(gòu)對充型能力的影響。 折算厚度：折算厚度： 折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，是鑄件體積與鑄件表面積之折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，是鑄件體積與鑄件表面積之 比。折算厚度越大，熱量散失越慢，充

15、型能力就越好。鑄件壁厚比。折算厚度越大，熱量散失越慢，充型能力就越好。鑄件壁厚 相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填。相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填。( (大平面鑄件不易成形大平面鑄件不易成形) ) 復(fù)雜程度：復(fù)雜程度： 鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動阻力就越大，鑄型的充填就越困難。鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動阻力就越大，鑄型的充填就越困難。 第二節(jié)第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮 澆入鑄型中的金屬液在冷凝過程中，其收縮得不到補(bǔ)充，鑄澆入鑄型中的金屬液在冷凝過程中，其收縮得不到補(bǔ)充，鑄 件將產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷。為防止缺陷應(yīng)合理控制鑄件凝固過程件將產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷。為防止缺陷應(yīng)合理控制鑄件凝固過程 一、鑄

16、件的凝固方式一、鑄件的凝固方式 鑄件的凝固過程中，其斷面上一般存在三個(gè)區(qū)，即鑄件的凝固過程中，其斷面上一般存在三個(gè)區(qū)，即固相區(qū)固相區(qū) 、凝固區(qū)和液相區(qū)、凝固區(qū)和液相區(qū)。對鑄件影響較大的是凝固區(qū)的寬窄。對鑄件影響較大的是凝固區(qū)的寬窄。 凝固方式有：凝固方式有： 1 1）逐層凝固）逐層凝固- -純金屬或共晶合金在凝固中不存在液、固并存純金屬或共晶合金在凝固中不存在液、固并存 的凝固區(qū)。的凝固區(qū)。特點(diǎn)：合金的充型能力強(qiáng)，便于防止縮孔和縮松。特點(diǎn)：合金的充型能力強(qiáng)，便于防止縮孔和縮松。 2 2）糊狀凝固）糊狀凝固- -合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶 溫度范圍很寬，則整個(gè)斷面為溫度范圍很寬，則整個(gè)斷面為 液、固并

17、存的凝固區(qū)。液、固并存的凝固區(qū)。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件。難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件。 3 3）中間凝固）中間凝固- -多數(shù)合金的多數(shù)合金的 凝固介于逐層凝固和糊狀凝固凝固介于逐層凝固和糊狀凝固 之間。之間。 二、鑄件合金的收縮二、鑄件合金的收縮 合金從澆注、凝固直至冷卻到室溫合金從澆注、凝固直至冷卻到室溫 ，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象，稱為收縮，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象，稱為收縮 - - 收縮是多種鑄造缺陷產(chǎn)生的根源。收縮是多種鑄造缺陷產(chǎn)生的根源。( (如如 ：縮孔、縮松、裂紋、變形等：縮孔、縮松、裂紋、變形等) )。 影響凝固的主要因素影響凝固的主要因素 1 1）合金的結(jié)晶溫度范圍：）合

18、金的結(jié)晶溫度范圍： 合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越趨向于逐層凝合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越趨向于逐層凝 固。在鐵碳合金中普通灰鑄鐵為逐層凝固，高碳鋼為糊狀凝固。固。在鐵碳合金中普通灰鑄鐵為逐層凝固，高碳鋼為糊狀凝固。 2 2）鑄件的溫度梯度：）鑄件的溫度梯度： 在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)的寬窄取決于鑄在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)的寬窄取決于鑄 件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大， 則其凝固區(qū)相應(yīng)由寬變窄。則其凝固區(qū)相應(yīng)由寬變窄。 合金的收縮經(jīng)歷有三個(gè)階段：合金的收縮經(jīng)歷有三個(gè)

19、階段： 1 1）液態(tài)收縮、）液態(tài)收縮、2 2）凝固收縮）凝固收縮 、3 3）固態(tài)收縮）固態(tài)收縮 合金收縮合金收縮 固態(tài)合金冷卻固態(tài)合金冷卻 液態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻 液態(tài)收縮液態(tài)收縮 凝固收縮凝固收縮 縮孔：恒溫下結(jié)晶縮孔：恒溫下結(jié)晶 縮松：兩相區(qū)結(jié)晶縮松：兩相區(qū)結(jié)晶 固態(tài)收縮固態(tài)收縮 裂紋裂紋 變形變形 應(yīng)力應(yīng)力 體積的收縮，體積收縮率表示體積的收縮，體積收縮率表示 鑄件尺寸上的收縮，線收縮率表示鑄件尺寸上的收縮，線收縮率表示 合金的收縮過程：合金的收縮過程： 三、鑄件的縮孔與縮松三、鑄件的縮孔與縮松 1 1、縮孔與縮松的形成、縮孔與縮松的形成 液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所

20、縮減的液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的 容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。按照容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。按照 空洞的大小和分布，可將其分為空洞的大小和分布，可將其分為縮孔和縮松縮孔和縮松兩類。兩類。 1 1）縮孔：）縮孔：集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞 ，稱為縮孔?？s孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙。通常隱藏在鑄件，稱為縮孔。縮孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙。通常隱藏在鑄件 內(nèi)層，但有時(shí)表面有凹坑。內(nèi)層，但有時(shí)表面有凹坑。動畫演示動畫演示。 收縮率收縮率, ,澆注溫度澆注溫度, ,鑄件愈

21、厚，則縮孔鑄件愈厚，則縮孔。 2 2）縮松：）縮松：分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松?？s松分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松?？s松 分為宏觀縮松和纖維縮松。分為宏觀縮松和纖維縮松。動畫演示動畫演示 縮松的形成原因：縮松的形成原因： 鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的 合金呈合金呈糊狀凝固糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)樹枝晶發(fā)達(dá) ，枝晶骨架枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。動畫動畫 凝固合金的縮孔和縮松的傾向：凝固

22、合金的縮孔和縮松的傾向： （1 1）逐層凝固合金）逐層凝固合金- - 縮孔傾向大，縮松傾向小縮孔傾向大，縮松傾向小( (純金屬、共純金屬、共 晶合金或結(jié)晶溫度范圍窄晶合金或結(jié)晶溫度范圍窄) )； （2 2）糊狀凝固合金）糊狀凝固合金- - 縮松傾向小，但極易產(chǎn)生縮松?？s松傾向小，但極易產(chǎn)生縮松。 2 2、縮孔和縮松的防止、縮孔和縮松的防止 縮孔和縮松都使鑄件的力學(xué)性能下降，縮松還可以使鑄件因縮孔和縮松都使鑄件的力學(xué)性能下降，縮松還可以使鑄件因 滲漏而報(bào)廢。因此，必須予以防止。滲漏而報(bào)廢。因此，必須予以防止。 防止原理：只要能使鑄件實(shí)現(xiàn)防止原理：只要能使鑄件實(shí)現(xiàn)“定向凝固定向凝固”( (即順序凝

23、固即順序凝固) ) ，盡管合金的收縮較大，也可獲得沒有縮孔的致密鑄件。，盡管合金的收縮較大，也可獲得沒有縮孔的致密鑄件。 定向凝固原則：定向凝固原則：是鑄件讓遠(yuǎn)離冒口的地方先凝固，靠近冒是鑄件讓遠(yuǎn)離冒口的地方先凝固，靠近冒 口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固?？诘牡胤酱文蹋詈蟛攀敲翱诒旧砟?。實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮 孔轉(zhuǎn)移到冒口中去?？邹D(zhuǎn)移到冒口中去。 順序凝固：順序凝固：動畫演示動畫演示 定向凝固缺點(diǎn)：定向凝固缺點(diǎn)：安安 放冒口和冷鐵，耗費(fèi)放冒口和冷鐵，耗費(fèi)許多許多 金屬和工時(shí)金屬和工時(shí)，加大了，加大了鑄件鑄件 成本成本。同時(shí)，擴(kuò)大了鑄件。同時(shí)，擴(kuò)大了鑄件 各部分的各部分

24、的溫度差溫度差，促進(jìn)鑄，促進(jìn)鑄 件件變形和裂紋變形和裂紋傾向。傾向。 方法：方法：在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口和增設(shè)冒口和增設(shè) 冷鐵冷鐵等措施，等措施，動畫演示動畫演示。 第三節(jié)第三節(jié) 鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋 一、內(nèi)應(yīng)力的形成一、內(nèi)應(yīng)力的形成 可見，熱應(yīng)力使可見，熱應(yīng)力使鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表層受鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表層受 壓縮壓縮。鑄件的壁厚差別越大、合金線收縮率越高、彈性模量越大。鑄件的壁厚差別越大、合金線收縮率越高、彈性模量越大 ，熱應(yīng)力越大。，熱應(yīng)力越大。 1 1）熱應(yīng)力）熱應(yīng)力 由于鑄件的壁厚不均勻

25、、各部分的冷卻速度不同，以致在同一由于鑄件的壁厚不均勻、各部分的冷卻速度不同，以致在同一 時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的。時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的。框形鑄件熱應(yīng)力形成過程框形鑄件熱應(yīng)力形成過程 固態(tài)金屬在再結(jié)晶溫度以上時(shí)，塑性狀態(tài)，變形之后應(yīng)力自固態(tài)金屬在再結(jié)晶溫度以上時(shí)，塑性狀態(tài)，變形之后應(yīng)力自 行消除。行消除。再結(jié)晶溫度以下時(shí)，彈性狀態(tài)，變形之后應(yīng)力繼續(xù)存在再結(jié)晶溫度以下時(shí)，彈性狀態(tài)，變形之后應(yīng)力繼續(xù)存在。 鑄件在凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮若受到阻礙，鑄件在凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮若受到阻礙， 鑄件內(nèi)部將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力有時(shí)在冷卻過程中暫存的，有時(shí)保鑄

26、件內(nèi)部將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力有時(shí)在冷卻過程中暫存的，有時(shí)保 留到室溫，稱留到室溫，稱殘余內(nèi)應(yīng)力殘余內(nèi)應(yīng)力。 按照內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生按照內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 原因，可分為原因，可分為熱應(yīng)力和熱應(yīng)力和 機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力。 鑄造內(nèi)應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。鑄造內(nèi)應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。 同時(shí)凝固原則：同時(shí)凝固原則： 安放冷鐵和澆注口位置的正確布置可安放冷鐵和澆注口位置的正確布置可 實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固。但可能形成縮孔等。實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固。但可能形成縮孔等。動畫動畫 為防止縮孔等缺陷安放為防止縮孔等缺陷安放冒口冒口等。等。 應(yīng)用：同時(shí)凝固原則主要用于灰鑄應(yīng)用：同時(shí)凝固原則主要用于灰鑄 鐵、錫青銅等。它們使縮

27、孔縮松傾向小。鐵、錫青銅等。它們使縮孔縮松傾向小。 預(yù)防熱應(yīng)力的基本途徑：預(yù)防熱應(yīng)力的基本途徑： 是盡量減少各個(gè)部位的溫度差，使其均勻地冷卻。是盡量減少各個(gè)部位的溫度差，使其均勻地冷卻。 熱應(yīng)力的消除方法：熱應(yīng)力的消除方法： 1 1）鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對稱；鑄件的壁厚盡可）鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對稱；鑄件的壁厚盡可 能均勻能均勻可使鑄件各部分能自由收縮。可使鑄件各部分能自由收縮。 2 2）工藝方面：采用）工藝方面：采用同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則可減可減 少鑄造內(nèi)應(yīng)力，防止鑄件的變形和裂紋缺少鑄造內(nèi)應(yīng)力，防止鑄件的變形和裂紋缺 陷，又可免設(shè)冒口而省工省料。陷，又可免設(shè)冒口而省工省料。其缺點(diǎn)是其缺點(diǎn)是 鑄件心部容易出現(xiàn)縮孔或縮松。鑄件心部容易出現(xiàn)縮孔或縮松。 3 3）時(shí)效處理：人工時(shí)效；自然時(shí)效。）時(shí)效處理：人工時(shí)效；自然時(shí)效。 2 2）機(jī)械應(yīng)力）機(jī)械應(yīng)力 是合金的固態(tài)收縮受到鑄型或型芯的是合金的固態(tài)收縮受到鑄型或型