金屬工藝學(xué)(鑄造)

1、GM-KD5025數(shù)控龍門(mén)磨床床身（41T）鑄 件5/3/20221金屬熔化液態(tài)金屬澆入鑄型落砂清理后成為鑄件第一章鑄造的工藝基礎(chǔ)第一章鑄造的工藝基礎(chǔ)一、鑄造：將液態(tài)合金澆注一、鑄造：將液態(tài)合金澆注到與零件的形狀、尺寸相適到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，叫做鑄造。生產(chǎn)方法，叫做鑄造。5/3/20222二、二、鑄造的特點(diǎn)：鑄造的特點(diǎn)：、能制成形狀復(fù)雜，特別是具、能制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯；有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯；、鑄件重量及所用合金幾乎不、鑄件重量及所用合金幾乎不受限制；受限制；、鑄件的切削

2、加工余量較小、鑄件的切削加工余量較小、成本低。因此，得到了廣泛的成本低。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用。但是：但是：1、抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性不如鍛、抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性不如鍛、焊件。焊件。 2、工藝復(fù)雜，故廢品率高。、工藝復(fù)雜，故廢品率高。5/3/20223螺旋形試樣螺旋形試樣5/3/202241)、合金流動(dòng)性的測(cè)定：用、合金流動(dòng)性的測(cè)定：用“螺旋形螺旋形試樣試樣”的長(zhǎng)度來(lái)衡量。在相同澆注的長(zhǎng)度來(lái)衡量。在相同澆注條件下，試樣愈長(zhǎng)，流動(dòng)性愈好。條件下，試樣愈長(zhǎng)，流動(dòng)性愈好。2)、影響合金流動(dòng)性的因素：主要是、影響合金流動(dòng)性的因素：主要是合金的化學(xué)成分。合金的化學(xué)成分。液相線與固相線液相線與固相線間的距

3、離（間的距離（T液液T固固）稱(chēng)為結(jié)晶間隔）稱(chēng)為結(jié)晶間隔。結(jié)晶間隔越大流動(dòng)性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動(dòng)性結(jié)晶間隔越大流動(dòng)性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動(dòng)性最好最好.(圖圖2-3）。）。、澆注條件、澆注條件(澆注溫度和充型壓力澆注溫度和充型壓力）：澆注溫度越高，充型壓力）：澆注溫度越高，充型壓力越大則充型能力越好。越大則充型能力越好。、鑄型填充條件、鑄型填充條件（鑄型的蓄熱能力，鑄型溫度和鑄型中的氣鑄型的蓄熱能力，鑄型溫度和鑄型中的氣體體）：鑄型的蓄熱能力低，鑄型溫度較高，鑄型排氣能力較好時(shí)）：鑄型的蓄熱能力低，鑄型溫度較高，鑄型排氣能力較好時(shí)則充型能力較好。則充型能力較好。由于充

4、型能力低而引起的缺陷有：由于充型能力低而引起的缺陷有：冷隔、澆不足冷隔、澆不足。Fe-C合金流動(dòng)性與含碳量關(guān)系合金流動(dòng)性與含碳量關(guān)系5/3/20225鑄件的凝固方式鑄件的凝固方式第二節(jié)鑄件的凝固與收縮第二節(jié)鑄件的凝固與收縮一、鑄件的凝固鑄件的凝固逐層凝固（充型能力好，便于補(bǔ)縮）逐層凝固（充型能力好，便于補(bǔ)縮）、凝固方式糊狀凝固、凝固方式糊狀凝固(易形成縮孔、難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件）易形成縮孔、難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件）中間凝固（介于上兩者間）中間凝固（介于上兩者間）5/3/20226合金的結(jié)晶溫度范圍合金的結(jié)晶溫度范圍、影響凝固方式的主要因素合金性質(zhì)、影響凝固方式的主要因素合金性質(zhì)鑄件的溫度梯度

5、鑄型的蓄熱能力鑄件的溫度梯度鑄型的蓄熱能力澆注溫度澆注溫度二、鑄造合金的收縮二、鑄造合金的收縮鑄造合金在澆注、凝固、直至冷卻到室溫的過(guò)程中，其體積或尺寸鑄造合金在澆注、凝固、直至冷卻到室溫的過(guò)程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象稱(chēng)為收縮?？s減的現(xiàn)象稱(chēng)為收縮。1、收縮的實(shí)質(zhì)：按空穴理論，隨著溫度的下降合金中空穴的數(shù)量、收縮的實(shí)質(zhì)：按空穴理論，隨著溫度的下降合金中空穴的數(shù)量少，原子間距縮短，使其體積和尺寸縮小。少，原子間距縮短，使其體積和尺寸縮小。液態(tài)收縮液態(tài)收縮液液：T澆澆T液液的收縮，的收縮，T澆澆越大，越大， 液液則越大則越大、收縮的分類(lèi)、收縮的分類(lèi)凝固收縮凝固收縮凝凝：T液液T固固的收縮，結(jié)晶間隔

6、越大的收縮，結(jié)晶間隔越大,凝凝則越大則越大固態(tài)收縮固態(tài)收縮固固:T固固室溫的收縮室溫的收縮,與合金的線膨脹系數(shù)有關(guān)。與合金的線膨脹系數(shù)有關(guān)。5/3/20227三、鑄件中的縮孔與縮松：三、鑄件中的縮孔與縮松：、縮孔和縮松的形成：、縮孔和縮松的形成：液態(tài)合金在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得液態(tài)合金在冷凝過(guò)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)足，則在鑄件最后凝固部位形成一些孔洞，按孔洞的大小和不到補(bǔ)足，則在鑄件最后凝固部位形成一些孔洞，按孔洞的大小和分布，分為縮孔和縮松。分布，分為縮孔和縮松。1）、）、縮孔縮孔：集中在鑄件上部或最后凝固的部位容積較大的孔洞。：集中在鑄件

7、上部或最后凝固的部位容積較大的孔洞。特征：多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙，通常隱藏在鑄件內(nèi)層，有時(shí)暴特征：多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙，通常隱藏在鑄件內(nèi)層，有時(shí)暴露于表面。露于表面?？s孔的形成縮孔的形成影響因素：、液、凝的大?。?、澆注溫度的高低；、鑄件厚度。5/3/20228）、）、縮松縮松：分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱(chēng)為縮松。：分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱(chēng)為縮松。分宏觀縮松和顯微縮松。分宏觀縮松和顯微縮松。形成原因：由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足，形成原因：由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足，或者因合金呈糊狀凝固，被樹(shù)枝狀晶體分隔的小液體區(qū)難或者因合金呈糊狀凝固，被樹(shù)枝狀晶體分隔的

8、小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。以得到補(bǔ)縮所致。逐層凝固合金易產(chǎn)生縮孔（如純金屬、共晶合金），糊狀逐層凝固合金易產(chǎn)生縮孔（如純金屬、共晶合金），糊狀凝固合金易產(chǎn)生縮松，（如錫青銅）。凝固合金易產(chǎn)生縮松，（如錫青銅）。明集中縮孔明集中縮孔 暗集中縮孔暗集中縮孔 分散縮孔分散縮孔 縮松縮松5/3/20229、縮孔和縮松的防止：、縮孔和縮松的防止：）、適當(dāng)?shù)亟档蜐沧囟群蜐沧⑺俣?。）、適當(dāng)?shù)亟档蜐沧囟群蜐沧⑺俣?。）、采用順序凝固、冒口補(bǔ)縮）、采用順序凝固、冒口補(bǔ)縮(順序凝固原則順序凝固原則)。）、按冷鐵、采用金屬型。）、按冷鐵、采用金屬型。縮孔部位的確定：常用縮孔部位的確定：常用“凝固等溫線法凝固等溫線

9、法”、“內(nèi)切圓法內(nèi)切圓法”。5/3/202210縮孔縮孔縮松縮松5/3/202211l偏析：偏析：合金中各部分化合金中各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱(chēng)為學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱(chēng)為偏析偏析。鑄錠。鑄錠(件件)在結(jié)晶時(shí)在結(jié)晶時(shí),由于各部位結(jié)晶先后順序由于各部位結(jié)晶先后順序不同，合金中的低熔點(diǎn)元不同，合金中的低熔點(diǎn)元素偏聚于最終結(jié)晶區(qū)，造素偏聚于最終結(jié)晶區(qū)，造成成宏觀上的成分不均勻，宏觀上的成分不均勻，稱(chēng)稱(chēng)宏觀偏析宏觀偏析。適當(dāng)控制澆。適當(dāng)控制澆注溫度和結(jié)晶速度可減輕注溫度和結(jié)晶速度可減輕宏觀偏析。宏觀偏析。硫在鋼錠中偏析的模擬結(jié)果硫在鋼錠中偏析的模擬結(jié)果5/3/202212l氣孔氣孔: 是指液態(tài)金屬中溶解

10、的氣體或反應(yīng)生成的是指液態(tài)金屬中溶解的氣體或反應(yīng)生成的氣體在結(jié)晶時(shí)未逸出而存留于鑄錠氣體在結(jié)晶時(shí)未逸出而存留于鑄錠(件件)中的氣泡中的氣泡.鑄鑄錠中的封閉的氣孔可在熱加工時(shí)焊合，張開(kāi)的氣錠中的封閉的氣孔可在熱加工時(shí)焊合，張開(kāi)的氣鑄件中的氣孔鑄件中的氣孔孔需要切除。鑄件中出現(xiàn)氣孔需要切除。鑄件中出現(xiàn)氣孔則只能報(bào)廢?？讋t只能報(bào)廢。5/3/202213內(nèi)力內(nèi)力：構(gòu)件內(nèi)部相互作用并達(dá)平衡的力。：構(gòu)件內(nèi)部相互作用并達(dá)平衡的力。與內(nèi)應(yīng)力、變形、裂紋相關(guān)的是與內(nèi)應(yīng)力、變形、裂紋相關(guān)的是固態(tài)收縮固態(tài)收縮。一、內(nèi)應(yīng)力的形成：因固態(tài)收縮受阻。一、內(nèi)應(yīng)力的形成：因固態(tài)收縮受阻。按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因分為：機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)

11、力。按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因分為：機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力。、機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力（受機(jī)械阻礙而形成的）（受機(jī)械阻礙而形成的）原因：鑄件固態(tài)收縮時(shí)，受到鑄型或型芯等的機(jī)械阻礙原因：鑄件固態(tài)收縮時(shí)，受到鑄型或型芯等的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力使鑄件產(chǎn)生拉伸或剪切應(yīng)力，使鑄件產(chǎn)生拉伸或剪切應(yīng)力，并且是暫時(shí)的，在鑄件落砂并且是暫時(shí)的，在鑄件落砂之后，這種應(yīng)力便可自行消之后，這種應(yīng)力便可自行消失。失。5/3/2022145/3/202215T0-T1均處于塑均處于塑性狀態(tài)性狀態(tài)T1-T2處于彈性狀態(tài)，處于彈性狀態(tài)， 處于處于塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)T2-T3、均處均處于彈性狀態(tài)于彈性狀態(tài)ABCD5

12、/3/202216冷至室溫（冷至室溫（ T3）時(shí)，桿時(shí)，桿受拉，桿受拉，桿受壓。受壓。判斷應(yīng)力方向的規(guī)律判斷應(yīng)力方向的規(guī)律：最后冷卻收縮的部分受拉伸應(yīng)力，先冷卻收縮的部位受壓應(yīng)力。最后冷卻收縮的部分受拉伸應(yīng)力，先冷卻收縮的部位受壓應(yīng)力。因此鑄件的厚壁或心部受拉，薄壁或表層受壓因此鑄件的厚壁或心部受拉，薄壁或表層受壓。由上可知：由于內(nèi)應(yīng)力的存在，就等于鑄件在未承受載荷之前，由上可知：由于內(nèi)應(yīng)力的存在，就等于鑄件在未承受載荷之前，自身就已承受了應(yīng)力載荷，因而使鑄件的實(shí)際承載能力降低，同時(shí)自身就已承受了應(yīng)力載荷，因而使鑄件的實(shí)際承載能力降低，同時(shí)應(yīng)力過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致變形、開(kāi)裂而報(bào)廢。應(yīng)力過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致

13、變形、開(kāi)裂而報(bào)廢。 壁厚差壁厚差）、）、熱應(yīng)力的影響因素?zé)釕?yīng)力的影響因素線收縮率線收縮率彈性模量彈性模量5/3/2022175/3/202218二、鑄件的變形與防止二、鑄件的變形與防止：、變形產(chǎn)生的原因：當(dāng)鑄件中的內(nèi)應(yīng)力大于鑄件所用合、變形產(chǎn)生的原因：當(dāng)鑄件中的內(nèi)應(yīng)力大于鑄件所用合金的屈服強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起鑄件變形。通過(guò)應(yīng)變來(lái)減小應(yīng)金的屈服強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起鑄件變形。通過(guò)應(yīng)變來(lái)減小應(yīng)力，因此其變形方向是：受拉應(yīng)力的部分向內(nèi)凹，而受壓力，因此其變形方向是：受拉應(yīng)力的部分向內(nèi)凹，而受壓應(yīng)力部分向外凸，即應(yīng)力部分向外凸，即受拉部分產(chǎn)生壓縮變形，受壓部分產(chǎn)受拉部分產(chǎn)生壓縮變形，受壓部分產(chǎn)生拉伸變形生拉伸變

14、形。變形過(guò)大時(shí)將引起報(bào)廢。變形過(guò)大時(shí)將引起報(bào)廢。減小內(nèi)應(yīng)力的所有方法減小內(nèi)應(yīng)力的所有方法、防止措施：反變形法、防止措施：反變形法時(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）5/3/202219三、鑄件的裂紋與防止三、鑄件的裂紋與防止：、產(chǎn)生的原因和分類(lèi)：、產(chǎn)生的原因和分類(lèi)：當(dāng)鑄件內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件便產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)當(dāng)鑄件內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件便產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。致鑄件報(bào)廢。根據(jù)裂紋產(chǎn)生時(shí)溫度的不同分為熱裂和冷裂。根據(jù)裂紋產(chǎn)生時(shí)溫度的不同分為熱裂和冷裂。、熱裂熱裂：鑄件在高溫下產(chǎn)生的裂紋。合金在凝固末期的高溫下：鑄件在高溫下產(chǎn)生的裂紋。合金在凝固末期的高

15、溫下形成的機(jī)械應(yīng)力超過(guò)該溫度下的強(qiáng)度極限。形成的機(jī)械應(yīng)力超過(guò)該溫度下的強(qiáng)度極限。合金性質(zhì)：結(jié)晶特點(diǎn)、化學(xué)成分等合金性質(zhì)：結(jié)晶特點(diǎn)、化學(xué)成分等(鑄鋼鑄鋼 、主要影響因素：、主要影響因素： 鑄鋁鑄鋁可鍛鑄鐵熱裂傾向大可鍛鑄鐵熱裂傾向大)。 鑄型阻力鑄型阻力、特征：裂紋小、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。、特征：裂紋小、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色?？刂?、含量控制、含量、防止措施：提高鑄型退讓性、防止措施：提高鑄型退讓性5/3/202220、冷裂冷裂：是在低溫下形成的（主要由于熱應(yīng)力）：是在低溫下形成的（主要由于熱應(yīng)力）合金性質(zhì)（塑性差的材料易產(chǎn)生）合金性質(zhì)（塑性差的材料易產(chǎn)生）、影響因素：含量、

16、影響因素：含量鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)、特征：裂紋細(xì)小、呈連續(xù)直線狀，有時(shí)縫內(nèi)呈輕微氧化色。、特征：裂紋細(xì)小、呈連續(xù)直線狀，有時(shí)縫內(nèi)呈輕微氧化色。：防止措施：與影響因素相對(duì)應(yīng)，另外澆注后勿過(guò)早開(kāi)箱。：防止措施：與影響因素相對(duì)應(yīng)，另外澆注后勿過(guò)早開(kāi)箱。變形和裂紋都是因內(nèi)應(yīng)力而引起，因此所有降低內(nèi)應(yīng)力的變形和裂紋都是因內(nèi)應(yīng)力而引起，因此所有降低內(nèi)應(yīng)力的方法對(duì)減少變形和裂紋傾向都是有效的。方法對(duì)減少變形和裂紋傾向都是有效的。5/3/2022215/3/2022225/3/2022235/3/202224*第四節(jié)鑄件中的氣孔第四節(jié)鑄件中的氣孔氣孔氣孔：氣體在鑄件中形成的孔洞。它是鑄件中最常見(jiàn)的缺陷。破壞金屬的

17、連續(xù)性機(jī)性一、氣孔的危害減少承載的有效面積降低引起應(yīng)力集中氣密性二、氣孔的分類(lèi)：氣孔種類(lèi)形成原因特征預(yù)防途徑侵入氣孔 砂型表面層聚集的氣體侵入金屬液中而形成。多位于上表面附近、尺寸較大、橢圓形或梨形、內(nèi)表面有氧化色砂的發(fā)氣排氣能力析出氣孔 溶于金屬中的氣體因溫度下降而析出分布面廣、氣孔尺寸小。有色金屬（如鋁）中多見(jiàn)清潔；隔離；去氣反應(yīng)氣孔 金屬液與鑄型材料、冷鐵等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形狀多種多樣，分布于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料周?chē)鍧崳簧暗耐笟庑?/3/202225第五節(jié)鑄件的質(zhì)量控制第五節(jié)鑄件的質(zhì)量控制、合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)；、合理制訂鑄件的技術(shù)要求；、模型質(zhì)量檢驗(yàn)；、鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)；、鑄件熱處理。5

18、/3/2022265/3/202227一、鑄鐵簡(jiǎn)介：（一、鑄鐵簡(jiǎn)介：（C%2.11%的的Fe-C合金，常為合金，常為2.83.5%C），），是價(jià)廉、應(yīng)用廣泛的鑄造合金（占機(jī)是價(jià)廉、應(yīng)用廣泛的鑄造合金（占機(jī)器總重量器總重量50%以上）。以上）。白口鑄鐵白口鑄鐵 （C以以Fe3C存在）存在）普通灰口鑄鐵（普通灰口鑄鐵（HT）二、鑄鐵的分類(lèi)灰口鑄鐵二、鑄鐵的分類(lèi)灰口鑄鐵可鍛鑄鐵（可鍛鑄鐵（KT） （C以以G存在存在)球墨鑄鐵球墨鑄鐵 (QT） 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 (RuT)麻口鑄鐵麻口鑄鐵 (C以以G +Fe3C)5/3/202228三、灰口鑄鐵三、灰口鑄鐵（占各類(lèi)鑄鐵總產(chǎn)量的（占各類(lèi)鑄鐵總產(chǎn)量的80

19、%）、HT的組織的組織 金屬基體片狀石墨金屬基體片狀石墨 （?？醋魇怯写罅课⑿×鸭y或孔（?？醋魇怯写罅课⑿×鸭y或孔洞的碳鋼洞的碳鋼, 強(qiáng)度利用率為強(qiáng)度利用率為3050%）5/3/202229按按HT中金屬基體顯微組織分類(lèi)中金屬基體顯微組織分類(lèi)：）、）、珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵：在：在P的基體上分布著細(xì)小而均勻的基體上分布著細(xì)小而均勻的石墨片。它與其它基體的鑄鐵相比強(qiáng)度、硬度高，用來(lái)的石墨片。它與其它基體的鑄鐵相比強(qiáng)度、硬度高，用來(lái)制造較為重要的機(jī)件。制造較為重要的機(jī)件。）、）、珠光體鐵素體珠光體鐵素體HT：在（：在（P+F）的基體上分布著）的基體上分布著較為粗大的石墨片（較為粗大的石墨片（

20、G）。是用途最廣的一種）。是用途最廣的一種HT。）、）、鐵素體鐵素體HT：在鐵素體上分布著粗大的石墨。強(qiáng)度、：在鐵素體上分布著粗大的石墨。強(qiáng)度、硬度低，機(jī)性差，很少應(yīng)用。硬度低，機(jī)性差，很少應(yīng)用。提高提高HT性能有兩條途徑性能有兩條途徑：、改變石墨的數(shù)量、大小、形狀及分布情況，以減輕石、改變石墨的數(shù)量、大小、形狀及分布情況，以減輕石墨對(duì)金屬基體的割裂作用。墨對(duì)金屬基體的割裂作用。、在改變石墨特性的基礎(chǔ)上控制基體組織，以期充分發(fā)、在改變石墨特性的基礎(chǔ)上控制基體組織，以期充分發(fā)揮基體的作用。揮基體的作用。5/3/202230、影響鑄鐵組織和性能的因素、影響鑄鐵組織和性能的因素）、）、化學(xué)成分化學(xué)成

21、分（鑄鐵中主要的（鑄鐵中主要的化學(xué)成分是化學(xué)成分是:C、Si、Mn、S、P。、Si：是形成石墨和促進(jìn)是形成石墨和促進(jìn)石墨化元素；石墨化元素；Si：強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化和改善鑄造性強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化和改善鑄造性能的元素。能的元素。HT中、中、Si含量一般是：含量一般是：2.73.9%C，1.12.6%Si。即接。即接近共晶成分?？筛鶕?jù)碳當(dāng)量法計(jì)算：當(dāng)近共晶成分。可根據(jù)碳當(dāng)量法計(jì)算：當(dāng)=C%+0.3Si%、Mn、S、P：S阻礙石墨化、阻礙石墨化、熱脆、熱脆、鑄造性能，須鑄造性能，須嚴(yán)格控制（嚴(yán)格控制（0.10.15%以下）。以下）。n：抵消的有害作用，提高基體強(qiáng)、硬度，但阻礙石：抵消的有害作用，提高基體強(qiáng)、

22、硬度，但阻礙石墨化（常為墨化（常為0.61.2%）。）。P：使鑄造性能有所改善：使鑄造性能有所改善,但冷脆但冷脆,屬有害雜，屬有害雜，(0.5%以下以下)白白口口麻麻口口P+GP+F+GF+G5/3/2022315/3/202232灰鑄鐵的灰鑄鐵的孕育鑄鐵孕育鑄鐵：采用碳、硅含量稍低的鐵水，：采用碳、硅含量稍低的鐵水，并通過(guò)孕育處理（孕育劑為并通過(guò)孕育處理（孕育劑為75%Si的硅鐵），的硅鐵），得細(xì)小均勻的石墨，且得珠光體基體。得細(xì)小均勻的石墨，且得珠光體基體。孕育鑄鐵特點(diǎn)孕育鑄鐵特點(diǎn)：1)、強(qiáng)、硬度比普通、強(qiáng)、硬度比普通HT顯著提高；顯著提高；2)、塑、韌性仍很低；、塑、韌性仍很低；3)、冷

23、速對(duì)組織性能影響小。、冷速對(duì)組織性能影響小。適用于靜載荷下要求適用于靜載荷下要求b高、耐磨、高氣密性鑄件高、耐磨、高氣密性鑄件,厚大鑄件。厚大鑄件。5/3/2022336、牌號(hào)與應(yīng)用：、牌號(hào)與應(yīng)用：牌號(hào)：牌號(hào)：“HT”+數(shù)字（表示最低抗拉強(qiáng)度值）數(shù)字（表示最低抗拉強(qiáng)度值）5/3/2022345/3/202235灰口鑄鐵件5/3/202236可鍛鑄鐵是用碳（可鍛鑄鐵是用碳（2.42.8%)、硅、硅(0.41.4%)含量較低的含量較低的鐵水先澆注出白口件，然后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的可鍛化退火鐵水先澆注出白口件，然后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的可鍛化退火（920980C ，保溫幾十小時(shí)）而使，保溫幾十小時(shí)）而使Fe3C轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)絮

24、狀轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)絮狀的石墨。機(jī)械性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間，但生的石墨。機(jī)械性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間，但生產(chǎn)率低、成本高。一般用于制造形狀復(fù)雜，承受沖擊，產(chǎn)率低、成本高。一般用于制造形狀復(fù)雜，承受沖擊，并且壁厚并且壁厚 25mm的鑄件的鑄件5/3/202237可鍛鑄鐵應(yīng)用應(yīng)用5/3/202238QT性能：性能：、機(jī)性遠(yuǎn)超過(guò)、機(jī)性遠(yuǎn)超過(guò)HT、優(yōu)于、優(yōu)于KT，可與鋼媲美；，可與鋼媲美；、具有、具有HT的優(yōu)良性能，如鑄造性能好、減振、切削性的優(yōu)良性能，如鑄造性能好、減振、切削性好、低的缺口敏感性、疲勞強(qiáng)度與中鋼近、耐磨性優(yōu)于好、低的缺口敏感性、疲勞強(qiáng)度與中鋼近、耐磨性優(yōu)于表面淬火鋼；表面淬火鋼；

25、、可通過(guò)熱處理提高性能；、可通過(guò)熱處理提高性能；應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，成功地取代了許多應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，成功地取代了許多KT、鑄鋼件及部分、鑄鋼件及部分負(fù)載較重，但沖擊不大的鍛件。負(fù)載較重，但沖擊不大的鍛件。5/3/2022395/3/202240球墨鑄鐵件球墨鑄鐵件剎車(chē)片5/3/2022412.6X8m五、鑄鐵牌號(hào)的含義：五、鑄鐵牌號(hào)的含義：HT（為普通灰口鑄鐵），其后的三位數(shù)表示最低抗拉強(qiáng)（為普通灰口鑄鐵），其后的三位數(shù)表示最低抗拉強(qiáng)度。如度。如HT150、HT200。KT、QT后有兩組數(shù)：第一組數(shù)表示最低抗拉強(qiáng)度值，后有兩組數(shù)：第一組數(shù)表示最低抗拉強(qiáng)度值，第二組數(shù)表示延伸率大小。如：第二組數(shù)表示

26、延伸率大小。如：KTZ550-4、QT700-2離心鑄造方法離心鑄造方法生產(chǎn)污水管生產(chǎn)污水管5/3/2022425/3/202243蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵閘瓦烤箱鑄件應(yīng)用應(yīng)用5/3/202244第二節(jié)鑄鋼件生產(chǎn)第二節(jié)鑄鋼件生產(chǎn)一、鑄鋼的類(lèi)別、性能和應(yīng)用一、鑄鋼的類(lèi)別、性能和應(yīng)用鑄造碳鋼：鑄造碳鋼：0.250.45 ZG25、ZG45、類(lèi)別鑄造合金鋼如：類(lèi)別鑄造合金鋼如：ZGMn13、ZG1Cr18Ni9編號(hào)方法是在以前所介紹過(guò)的鋼號(hào)前加編號(hào)方法是在以前所介紹過(guò)的鋼號(hào)前加“ZG”、性能：性能：1)、b、s與與QT相近，但相近，但、ak高于高于QT。2)、鑄造性能比球鐵差，沒(méi)有鑄鐵的一些特殊鑄造性能比球

27、鐵差，沒(méi)有鑄鐵的一些特殊性能。性能。、應(yīng)用：、應(yīng)用：A、適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求都高的零件，如適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求都高的零件，如火車(chē)輪、鍛錘機(jī)架、軋輥等?；疖?chē)輪、鍛錘機(jī)架、軋輥等。B、鑄鋼的焊接性能好，便于采用鑄焊結(jié)合，生產(chǎn)復(fù)雜鑄鋼的焊接性能好，便于采用鑄焊結(jié)合，生產(chǎn)復(fù)雜巨大鑄件。巨大鑄件。、質(zhì)量較、質(zhì)量較QT穩(wěn)定，生產(chǎn)大斷面和薄壁鑄件。穩(wěn)定，生產(chǎn)大斷面和薄壁鑄件。5/3/202245二、鑄鋼件的生產(chǎn)特點(diǎn)：二、鑄鋼件的生產(chǎn)特點(diǎn)：、多用電爐熔煉；、多用電爐熔煉；、應(yīng)采用高耐火度的型砂和涂料；、應(yīng)采用高耐火度的型砂和涂料；、大量地應(yīng)用冒口和冷鐵，常占鑄件重量的、大量地應(yīng)用冒口和

28、冷鐵，常占鑄件重量的2550%；、采用流動(dòng)平穩(wěn)的底注式澆注系統(tǒng)；、采用流動(dòng)平穩(wěn)的底注式澆注系統(tǒng)；、對(duì)鑄鋼件進(jìn)行熱處理。、對(duì)鑄鋼件進(jìn)行熱處理。5/3/2022465/3/202247、性能及應(yīng)用：）、ZH：含Cu比ZQ低，成本比ZQ低，有相當(dāng)高的機(jī)性，結(jié)晶間隔很小，鑄造性能良好，用于耐磨、耐蝕件，應(yīng)用比ZQ廣泛。）、ZQ：有好的機(jī)性、耐磨、耐蝕優(yōu)于ZH，但結(jié)晶間隔寬，易產(chǎn)生縮松，用于重要的耐磨、耐蝕件。、鑄件生產(chǎn)特點(diǎn)：）、熔煉時(shí)采用間接加熱，對(duì)ZQ應(yīng)用磷銅脫氧。）、造型時(shí)應(yīng)開(kāi)設(shè)使銅液流動(dòng)平穩(wěn)的澆注系統(tǒng)。）、ZH需用冒口，使其順序凝固，以便補(bǔ)縮。三、鑄造鋁合金三、鑄造鋁合金：、鋁合金分類(lèi)：分為形變

29、鋁合金和鑄造鋁合金。鑄造鋁合金主要有：Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn系。5/3/202248、性能及應(yīng)用：比重輕、比強(qiáng)很高、耐蝕性能好、鑄造性能好，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。）、常用的Al-Si合金，又稱(chēng)硅鋁明；其流動(dòng)性好，液較低，熱裂傾向小、氣密性好，又有足夠強(qiáng)度，常用作形狀復(fù)雜的薄壁件或氣密性要求較高的零件。2）、Al-Cu合金：鑄造性較差，熱裂傾向大、氣密性、耐蝕性較差，但耐熱性較好，常作活塞、氣缸頭等。鋁合金的牌號(hào)不反應(yīng)機(jī)性、也不反應(yīng)化學(xué)成分。（表2-8）、鑄鋁件生產(chǎn)特點(diǎn)：）、熔煉時(shí)間接加熱。）、出爐前應(yīng)去氣處理；）、加入鈉鹽等變質(zhì)劑進(jìn)行細(xì)化晶粒的變質(zhì)處理。5/3/2022

30、49一、砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，適用于各種形狀、大小及各種一、砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，適用于各種形狀、大小及各種合金鑄件的生產(chǎn)。合金鑄件的生產(chǎn)。二、鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出鑄造工藝二、鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出鑄造工藝方案的圖形。最主要的幾個(gè)組成因素是：方案的圖形。最主要的幾個(gè)組成因素是：澆注位置、分型面、澆注位置、分型面、型芯、鑄造圓角、加工余量、拔模斜度，另外還有收縮率、澆型芯、鑄造圓角、加工余量、拔模斜度，另外還有收縮率、澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵等。注系統(tǒng)、冒口、冷鐵等。繪好工藝圖，選擇造型方法、澆注位置和分型面是關(guān)鍵。繪好工藝圖，選擇造型方法、澆注

31、位置和分型面是關(guān)鍵。5/3/2022505/3/202251整模造型整模造型:模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)。型內(nèi)。 其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。成品木模先造下箱再造上箱合箱澆注5/3/202252放木模、造下箱翻轉(zhuǎn)、挖砂造上箱起模、合箱5/3/2022535/3/2022545/3/2022555/3/2022565/3/202257鑄鑄造造軋軋制制5/3/202258、機(jī)器造型（緊砂、起模由機(jī)械完成）：、機(jī)器造型（緊砂、起模由機(jī)械完成）：、零件只準(zhǔn)有一個(gè)分型面；、零件只準(zhǔn)有一個(gè)分型

32、面；、要求盡量少用或不用活塊；、要求盡量少用或不用活塊；、生產(chǎn)的鑄件精度高；、生產(chǎn)的鑄件精度高；、生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件得以改善；、生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件得以改善；、設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。、設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。適于大批量生產(chǎn)。適于大批量生產(chǎn)。5/3/2022595/3/202260第二節(jié)澆注位置與分型面的選擇第二節(jié)澆注位置與分型面的選擇一、澆注位置的選擇一、澆注位置的選擇、澆注位置與澆口位置：、澆注位置與澆口位置：澆注位置澆注位置：指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置，具體是指鑄件：指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置，具體是指鑄件上的某個(gè)表面是位于鑄型的上表面、側(cè)面、還是下面而言。上的某個(gè)

33、表面是位于鑄型的上表面、側(cè)面、還是下面而言。澆口位置澆口位置：是指內(nèi)澆口與鑄型型腔連接處的位置，也就是液態(tài)合金：是指內(nèi)澆口與鑄型型腔連接處的位置，也就是液態(tài)合金流入鑄型型腔的位置。流入鑄型型腔的位置。、澆注位置選擇原則：、澆注位置選擇原則：、重要加工表面朝下側(cè)面重要加工表面朝下側(cè)面；、；、大平面朝下大平面朝下；、；、薄壁位于下薄壁位于下部或垂直、傾斜部或垂直、傾斜；、；、易產(chǎn)生縮孔件，厚壁處于分型面附近的上部易產(chǎn)生縮孔件，厚壁處于分型面附近的上部或側(cè)面或側(cè)面。車(chē)床床身車(chē)床床身卷?yè)P(yáng)筒卷?yè)P(yáng)筒薄壁件薄壁件上上下下5/3/202261*5/3/202262*5/3/2022632、應(yīng)盡量使鑄件全部或大

34、部分置于同一砂箱，以保證鑄件精度、應(yīng)盡量使鑄件全部或大部分置于同一砂箱，以保證鑄件精度；3、盡量使型腔及主要型芯位于下箱、盡量使型腔及主要型芯位于下箱。車(chē)床床身車(chē)床床身*5/3/202264第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇繪制工藝圖，在鑄造工藝方案初步確定之后，還須選定機(jī)械加工余繪制工藝圖，在鑄造工藝方案初步確定之后，還須選定機(jī)械加工余量、拔模斜度、收縮率、型芯頭尺寸、鑄造圓角等。量、拔模斜度、收縮率、型芯頭尺寸、鑄造圓角等。一、機(jī)械加工余量和鑄孔一、機(jī)械加工余量和鑄孔：、機(jī)加工余量：鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱(chēng)為機(jī)加工余量、機(jī)加工余量：鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱(chēng)為機(jī)加工余量.決

35、定因素：生產(chǎn)批量、合金種類(lèi)、鑄件大小、加工面與基準(zhǔn)面的距決定因素：生產(chǎn)批量、合金種類(lèi)、鑄件大小、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在澆注時(shí)的位置。（表離及加工面在澆注時(shí)的位置。（表2-9）、鑄孔：較大的孔槽應(yīng)鑄出，較小不必鑄出：、鑄孔：較大的孔槽應(yīng)鑄出，較小不必鑄出：HT鑄出時(shí)的最小鑄出時(shí)的最小尺寸：尺寸：3050mm，成批：成批：1530mm，大量：大量：1215mm，不必加工不必加工的孔無(wú)論大小都鑄出。的孔無(wú)論大小都鑄出。5/3/202265、影響因素：立壁高度、造型方法、模型材料等；一般、影響因素：立壁高度、造型方法、模型材料等；一般外壁：外壁：153 ，內(nèi)壁：，內(nèi)壁：310 。5/3/202

36、266三、收縮率三、收縮率：由于合金的線：由于合金的線收縮，模型尺寸必須比鑄件收縮，模型尺寸必須比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮量。放大一個(gè)該合金的收縮量。四、型芯頭：分為水平芯頭、四、型芯頭：分為水平芯頭、垂直芯頭、特殊式（如懸臂垂直芯頭、特殊式（如懸臂頭、吊芯等）。頭、吊芯等）。5/3/202267支座支座支座的鑄造工藝支座的鑄造工藝圖圖第四節(jié)綜合分析舉例第四節(jié)綜合分析舉例 5/3/2022685/3/202269圖2-41分型面的選擇5/3/202270一、熔模精密鑄造一、熔模精密鑄造（失蠟鑄造）、工藝過(guò)程：A、蠟?zāi)Ｖ圃?；B、蠟?zāi)＝M裝；、結(jié)殼；、脫蠟和造型；、焙燒和澆注；、落砂和清理。、特點(diǎn)及

37、應(yīng)用范圍：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1)、鑄件的精度及表面質(zhì)量均優(yōu)；可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁件；2)、適合各種合金的鑄造，這對(duì)于高熔點(diǎn)及難切削加工合金（如高錳鋼、耐熱合金）的鑄造尤為可貴；3)、生產(chǎn)批量不受限制。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1)、材料昂貴、工藝繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)；2)、難以全盤(pán)機(jī)械化；3)、不能生產(chǎn)大型鑄件。應(yīng)用：常用于高熔點(diǎn)、難切削合金，形狀復(fù)雜的薄壁中小件高熔點(diǎn)、難切削合金，形狀復(fù)雜的薄壁中小件。5/3/202271二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造（永久型鑄造）、金屬型構(gòu)造：按分型面方位：整體式、垂直分型式、水平分型式、復(fù)合分型式。、工藝過(guò)程：、特點(diǎn)和適用范圍：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：一型多鑄；鑄件表面光潔，尺寸準(zhǔn)確，可減少機(jī)加工

38、余量；鑄件組織致密，機(jī)性較好；生產(chǎn)率高，適于大量、大批生產(chǎn)。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：金屬型成本高，加工費(fèi)用大；冷速快，鑄件易產(chǎn)生裂紋。應(yīng)用：常用于生產(chǎn)有色金屬鑄件，也可澆注鑄鐵件常用于生產(chǎn)有色金屬鑄件，也可澆注鑄鐵件。5/3/202272三、壓力鑄造三、壓力鑄造壓鑄：是在高壓下快速地將液態(tài)或半液態(tài)合金壓入金屬鑄型中，并在壓力下結(jié)晶，以獲得鑄件的鑄造方法。、工藝過(guò)程：、壓鑄特點(diǎn)及適用范圍：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：鑄件的精度及表面質(zhì)量較其它方法均高；可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件或鑲嵌件；鑄件的強(qiáng)度和硬度都較高；生產(chǎn)率比其它鑄造方法高，易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費(fèi)用高、周期長(zhǎng)；壓鑄合金的種類(lèi)受限制（低

39、熔點(diǎn)合金）；鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松，不宜較大余量的切削加工；不能用熱處理提高鑄件性能。應(yīng)用應(yīng)用：適于有色合金的薄壁小件大量生產(chǎn)適于有色合金的薄壁小件大量生產(chǎn)，在航空、汽車(chē)、電器、儀表工業(yè)廣泛應(yīng)用。5/3/202273四、離心鑄造四、離心鑄造離心鑄造：將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶的鑄造方法。、工藝過(guò)程：、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：利用自由表面生產(chǎn)圓筒形鑄件時(shí)，可省型芯和澆注系統(tǒng)；鑄件在離心力的作用下結(jié)晶凝固，組織致密，極少存在縮孔、氣孔、夾渣等缺陷；合金的充型能力強(qiáng)，便于流動(dòng)性差及薄件的生產(chǎn)；便于制造雙金屬鑄件。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：依靠自由表面所形成的內(nèi)孔尺寸偏差大而內(nèi)表面粗糙；不適于比重偏析大的合金及輕合金；不宜單件小批生產(chǎn)。應(yīng)用：常用于鑄鐵管、氣缸套、銅套、雙金屬軸承常用于鑄鐵管、氣缸套、銅套、