鑄造工藝基礎(chǔ)81412

1、材料成形基礎(chǔ)鑄11鑄造工藝基礎(chǔ)材料成形基礎(chǔ)鑄12GB/T56111998規(guī)定： 鑄造鑄造是指熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金是指熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能的金屬零件毛坯的成形方法。的金屬零件毛坯的成形方法。 用鑄造方法獲得的金屬毛坯或零件稱為用鑄造方法獲得的金屬毛坯或零件稱為鑄件鑄件. 鑄造被廣泛采用，具有如下優(yōu)點鑄造被廣泛采用，具有如下優(yōu)點： 1. 材料成形基礎(chǔ)鑄13 它適用于各種合金它適用于各種合金( (如鑄鐵、鑄鋼和有色金如鑄鐵、鑄鋼和有色金屬等屬等), ),能制出外形和內(nèi)腔很復(fù)雜的零件能制出外形和內(nèi)腔

2、很復(fù)雜的零件, ,鑄件的尺鑄件的尺寸、重量和生產(chǎn)批量都不受限制。寸、重量和生產(chǎn)批量都不受限制。 謂：謂：材料能熔便可鑄，尺寸形狀復(fù)雜件材料能熔便可鑄，尺寸形狀復(fù)雜件 2. 2. 。 所用原材料來源廣，設(shè)備投資少，節(jié)省工時，所用原材料來源廣，設(shè)備投資少，節(jié)省工時，材料利用率高。鑄件材質(zhì)內(nèi)在質(zhì)量得到提高，一材料利用率高。鑄件材質(zhì)內(nèi)在質(zhì)量得到提高，一些現(xiàn)代鑄造方法生產(chǎn)出來的鑄件質(zhì)量已接近鍛件。些現(xiàn)代鑄造方法生產(chǎn)出來的鑄件質(zhì)量已接近鍛件。 材料成形基礎(chǔ)鑄14 謂：謂：性能改善形狀精，加工量少成本低性能改善形狀精，加工量少成本低。 但是，鑄造生產(chǎn)過程中的工藝控制較困難，但是，鑄造生產(chǎn)過程中的工藝控制較困

3、難，因而鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率較高因而鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率較高; ; 鑄造勞動強度大，條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重。鑄造勞動強度大，條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重。 鑄造按生產(chǎn)方式不同，可分為：鑄造按生產(chǎn)方式不同，可分為： 砂型鑄造的鑄件占總產(chǎn)量的砂型鑄造的鑄件占總產(chǎn)量的80%80%以上，其生以上，其生產(chǎn)過程如圖。產(chǎn)過程如圖。材料成形基礎(chǔ)鑄15材料成形基礎(chǔ)鑄161 一、一、 與以下因素有關(guān)：與以下因素有關(guān)： 1. 1. 純金屬、共晶成分合金流動性好。純金屬、共晶成分合金流動性好。 2. 2. 如導(dǎo)熱性、粘滯性、侵潤性等。如導(dǎo)熱性、粘滯性、侵潤性等。材料成形基礎(chǔ)鑄17 二、二、 1. 1.溫度高，流動性好；但吸

4、氣多，收縮大。溫度高，流動性好；但吸氣多，收縮大。 2. 2.壓力大，易流動，好充形，如直澆口高低。壓力大，易流動，好充形，如直澆口高低。 三、鑄型條件鑄型條件 1. 1.鑄型材料；如金屬型導(dǎo)熱好，散熱快，流鑄型材料；如金屬型導(dǎo)熱好，散熱快，流動性差。動性差。 2. 2.鑄型溫度；型溫高，液態(tài)保持久，利流動鑄型溫度；型溫高，液態(tài)保持久，利流動. . 3. 3.鑄型中氣體阻礙。鑄型中氣體阻礙。材料成形基礎(chǔ)鑄18 1. 1.逐層凝固逐層凝固 2. 2.體積凝固體積凝固 又稱又稱: :糊狀凝固糊狀凝固 3. 3.中間凝固中間凝固 1. 1.液態(tài)收縮液態(tài)收縮 2. 2.凝固收縮凝固收縮材料成形基礎(chǔ)鑄1

5、9 此兩項形成體收縮是造成縮孔（松）的主要此兩項形成體收縮是造成縮孔（松）的主要原因原因。 3. 3.固態(tài)收縮固態(tài)收縮 造成線收縮，形成應(yīng)力、變形的原因。造成線收縮，形成應(yīng)力、變形的原因。 1. 1.化學(xué)成分化學(xué)成分 見附表見附表 鋼收縮大，灰鑄鐵收縮小鋼收縮大，灰鑄鐵收縮小( (為什么？為什么？) ) 2. 2.澆注溫度澆注溫度 3. 3.鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件 材料成形基礎(chǔ)鑄110 1. 1.縮孔與縮松的縮孔與縮松的形成形成 1 1）產(chǎn)生于鑄產(chǎn)生于鑄件厚大熱節(jié)處。件厚大熱節(jié)處。 2 2）， 具體又分：具體又分： 宏觀縮松宏觀縮松肉眼可見分散小孔；肉眼可見分散小孔； 顯微縮松顯

6、微縮松顯微鏡下可見分散小孔。顯微鏡下可見分散小孔。材料成形基礎(chǔ)鑄111 1)“1)“定向凝固定向凝固”（順序凝固）（順序凝固） 定向凝固的主要措施：定向凝固的主要措施：”。 冒口冒口在鑄型內(nèi)儲存供補縮鑄件用熔融金屬在鑄型內(nèi)儲存供補縮鑄件用熔融金屬的空腔。的空腔。如圖如圖 冒口作用：冒口作用： 冒口分冒口分明明、暗暗冒口，用于鑄件內(nèi)部冒口，用于鑄件內(nèi)部“厚大熱厚大熱節(jié)節(jié)”處；處； 材料成形基礎(chǔ)鑄112 一、內(nèi)應(yīng)力的形成一、內(nèi)應(yīng)力的形成 按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生原因，分為：熱應(yīng)力和機械應(yīng)按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生原因，分為：熱應(yīng)力和機械應(yīng)力兩種。力兩種。 1. 1.熱應(yīng)力熱應(yīng)力 按凝固次序還有：按凝固次序還有：同時凝固同時

7、凝固，為求降低各部，為求降低各部溫差。溫差。材料成形基礎(chǔ)鑄113 一般固態(tài)金屬在再結(jié)晶溫度以上（鋼和鑄一般固態(tài)金屬在再結(jié)晶溫度以上（鋼和鑄鐵為鐵為620620650650）時，處于塑性狀態(tài)的變形應(yīng)力）時，處于塑性狀態(tài)的變形應(yīng)力可自行消除；可自行消除； 在此溫度以下金屬呈彈性狀態(tài)，而彈性狀態(tài)在此溫度以下金屬呈彈性狀態(tài)，而彈性狀態(tài)下的變形應(yīng)力將會繼續(xù)下的變形應(yīng)力將會繼續(xù)存在存在。 結(jié)論：結(jié)論： 鑄件鑄件厚壁或心部受拉伸厚壁或心部受拉伸； “”為拉應(yīng)力；為拉應(yīng)力；”為壓應(yīng)力為壓應(yīng)力。 薄壁或表層受壓縮薄壁或表層受壓縮。材料成形基礎(chǔ)鑄114 1. 1.鑄件變形規(guī)律：鑄件變形規(guī)律： 厚大受拉易厚大受拉易

8、內(nèi)凹內(nèi)凹； 薄外受壓易外凸薄外受壓易外凸。 2. 2.變形的防止與消除變形的防止與消除 壁厚設(shè)計均勻、形狀對稱壁厚設(shè)計均勻、形狀對稱； 2. 2.機械應(yīng)力機械應(yīng)力 指合金在固態(tài)收縮受鑄型或芯子阻礙形成的指合金在固態(tài)收縮受鑄型或芯子阻礙形成的內(nèi)應(yīng)力，多為暫時性的。內(nèi)應(yīng)力，多為暫時性的。材料成形基礎(chǔ)鑄115三、鑄件的裂紋與防止 鑄造工藝上用鑄造工藝上用“同時凝固同時凝固原則原則”； 細(xì)長易變形件運用細(xì)長易變形件運用“反變形反變形法法”； 裂紋分成熱裂和冷裂兩種。裂紋分成熱裂和冷裂兩種。 1. 1.熱裂熱裂 。 形成熱裂的主要因素有：形成熱裂的主要因素有： 合金性質(zhì)合金性質(zhì) 結(jié)晶區(qū)間越寬、含硫量高易

9、裂。結(jié)晶區(qū)間越寬、含硫量高易裂。 鑄型阻力鑄型阻力 注意型砂的退讓性注意型砂的退讓性。材料成形基礎(chǔ)鑄116 2. 2.冷裂冷裂 形狀細(xì)小，直線狀。形狀細(xì)小，直線狀。 冷裂常常出現(xiàn)在鑄件形狀復(fù)雜受拉伸處，與冷裂常常出現(xiàn)在鑄件形狀復(fù)雜受拉伸處，與鑄造缺陷有關(guān)；與合金性質(zhì)有關(guān)。鑄造缺陷有關(guān)；與合金性質(zhì)有關(guān)。 由于鑄造工序繁多由于鑄造工序繁多,影響質(zhì)量的因素復(fù)雜影響質(zhì)量的因素復(fù)雜,難以難以絕對防止，故而絕對防止，故而,造成鑄造生產(chǎn)廢品率高造成鑄造生產(chǎn)廢品率高,在生產(chǎn)中在生產(chǎn)中仍有許多防范措施仍有許多防范措施,而及時進行鑄件缺陷分析而及時進行鑄件缺陷分析,目的目的是找出產(chǎn)生原因是找出產(chǎn)生原因,以采取措施

10、加以防止。是質(zhì)量控以采取措施加以防止。是質(zhì)量控制重要環(huán)節(jié)。制重要環(huán)節(jié)。材料成形基礎(chǔ)鑄117 鄧本鄧本P42P42表表2-22-2列出了常見鑄造缺陷特征及列出了常見鑄造缺陷特征及其名稱。應(yīng)其名稱。應(yīng)重點理解并熟記重點理解并熟記的是：的是： 縮孔縮孔厚大熱節(jié)厚大熱節(jié), ,孔內(nèi)粗糙；孔內(nèi)粗糙； 氣孔氣孔上表皮下上表皮下, ,孔內(nèi)光滑；孔內(nèi)光滑； 砂眼砂眼轉(zhuǎn)角皮表轉(zhuǎn)角皮表, ,孔內(nèi)有砂；孔內(nèi)有砂； 渣眼渣眼上表轉(zhuǎn)角上表轉(zhuǎn)角, ,孔內(nèi)有渣?？變?nèi)有渣。 GB/T5611-19GB/T5611-19規(guī)定：規(guī)定： 鑄件缺陷分九大類，計鑄件缺陷分九大類，計137137種種。材料成形基礎(chǔ)鑄118 小結(jié)：小結(jié)： 本

11、章主要討論了合金的充型、鑄件的凝固與本章主要討論了合金的充型、鑄件的凝固與收縮、鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋及鑄件質(zhì)量控收縮、鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋及鑄件質(zhì)量控制。制。 本章內(nèi)容專業(yè)性強，苦澀！許多專業(yè)術(shù)語本章內(nèi)容專業(yè)性強，苦澀！許多專業(yè)術(shù)語還應(yīng)多讀、細(xì)看，課后還需反復(fù)咀嚼，求得還應(yīng)多讀、細(xì)看，課后還需反復(fù)咀嚼，求得 作業(yè)：作業(yè)：P43 5P43 5、6 6、8 8。材料成形基礎(chǔ)鑄119逐層凝固逐層凝固中間凝固中間凝固體積凝固體積凝固材料成形基礎(chǔ)鑄120材料成形基礎(chǔ)鑄121 合金種類合金種類鑄造碳鋼鑄造碳鋼白口鑄鐵白口鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵材料成形基礎(chǔ)鑄122材料成形基礎(chǔ)鑄123材料成形基礎(chǔ)鑄124材料成形基礎(chǔ)鑄125 GB5611-1998 GB5611-1998 ： 1. 1.澆不足澆不足：鑄件殘缺或輪廓不完整或可能完：鑄件殘缺或輪廓不完整或可能完整，但邊角圓且光亮。整，但邊角圓且光亮。 常出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口的部位及薄壁處。常出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口的部位及薄壁處。 簡單說：未澆滿。簡單說：未澆滿。 2. 2.冷隔冷隔：在鑄件上穿透或不穿透，邊緣呈圓：在鑄件上穿透或不穿透，邊緣呈圓角狀的縫隙。角狀的縫隙。 材料成形基礎(chǔ)鑄126 多出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口的寬大表面或薄壁處、金多出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口的寬大表面或薄壁處、金屬流匯合處，以及冷鐵、芯撐等激冷部位。屬流匯合