工程材料及制造基礎第六講合金鑄造性能及鑄造缺陷的產生與防止課件

上講主要內容：一、機器造型二、鑄造工藝

在零件圖上表示出以下內容：1）澆注位置2）分型面3）工藝參數(shù)：機加工余量、拔模斜度、鑄造圓角和鑄造收縮率等；

4）型芯的設計及其他技術要求。第六講合金鑄造性能及鑄造缺陷的產生與防止

一.流動性(Fluidity)

二.合金的收縮(Alloy’sContraction)三.縮孔和縮松(PorosityCausedbyContraction)四.鑄造應力、變形和裂紋(Stress,Distortion,andCrack)材料鑄造性能：金屬材料接受鑄造、獲得優(yōu)質鑄件的難易程度。包括流動性和收縮一.流動性(Fluidity)1.概念：金屬液體充滿鑄型、獲得形狀正確、輪廓清晰鑄件的能力。2.質量影響：流動性不好，易產生澆不足和冷隔、氣孔、和夾渣、縮孔和熱裂。3.衡量：螺旋形試樣長度4.影響因素

FactorsAffectingtheAlloy’sFluidity

（1）合金性質1)合金種類：灰鑄鐵的流動性比鑄鋼好，鋁硅合金和硅黃銅其它合金好。2）化學成分：純金屬和共晶成分合金流動性最好。鑄鐵的碳越接近共晶點，其流動性越好。3）結晶特征：逐層凝固的流動性好；糊狀凝固的流動性差。4）其它物理特征：粘度大的流動性差。（2）鑄型：鑄型導熱、蓄熱能力越強，流動性越差。造不同凝固方式鑄合金的流動性流動性與相圖的關系（3）澆注條件ConditionsofPouringProcess

1）澆注溫度：太低，粘度大、流動性差；太高，由于吸氣多、氧化嚴重，會降低流動性。鑄鋼澆溫：1520~1620℃鑄鐵澆溫：1230~1450℃有色合金：680~780℃。總之，薄件取高值，厚件取低值。2）澆注壓力：金屬液壓力越大，流動性越好。3）澆注系統(tǒng)：結構越復雜，流動性越低。（4）鑄件結構(StructureofCasting)

鑄件壁越薄、壁厚變化急劇和大面積水平面等均降低流動性。5.改善流動性措施

（1）選用共晶點成分或窄結晶溫度范圍合金鑄造；（2）盡可能提高金屬液純度；（3）適當提高澆注溫度和壓力；（4）合理設計澆注系統(tǒng)；（5）改善鑄件結構（以后還會講到）二.合金的收縮(Alloy’sContraction)

1.收縮概念：金屬液在冷卻過程中引起的體積縮減。用體收縮率或線收縮率表示。2.收縮的三個階段：（1）液態(tài)收縮（2）凝固收縮（3）固態(tài)收縮注：液態(tài)收縮和凝固收縮是產生縮孔和縮松的基本原因，固態(tài)收縮是產生鑄造應力、變形和裂紋的基本原因?？s孔的位置縮孔的形成過程縮松的形成過程4.防止縮孔和縮松工藝（1）采用順序凝固原則。（2）具體措施：A.在鑄件厚大部位或經冒口開內澆口；B.使用冒口、冷鐵和補貼等工藝措施；

C.提高澆溫和減緩澆速；鐵---碳合金體收縮的關系順序凝固原則輪緣處增加補貼缸體增加補貼冒口與冷鐵（3）順序凝固原則適用范圍：A.收縮大合金，如：鑄鋼、可鍛鑄鐵和高強度灰鑄鐵；B.壁厚相差大鑄件。（4）順序凝固不足：鑄件內應力大，易開裂或變形。四.鑄造應力、變形和裂紋1.鑄造應力概念：固態(tài)收縮受阻而產生的應力。2.分類：熱應力和機械應力。熱應力：由于冷卻速度不一致造成，屬于殘留應力，厚壁處受拉，薄壁處受壓。機械應力：由于受機械阻力造成，屬于臨時應力。機械應力同時凝固原則框形架變形T形梁鋼件變形4.變形和裂紋（1）變形A.產生原因——鑄造應力大于鑄件屈服強度所產生的變形。B.危害——因機加工余量不足而報廢。C.防止措施：防止產生鑄造應力；采用反變形工藝；加大機加工余量；采用早落砂和及時燜火工藝。（2）裂紋A.產生原因——鑄造應力大于鑄件抗拉強度就會產生裂紋。B.裂紋分類——熱裂和冷裂。圓柱體平板鑄件變形床身翹曲C.熱裂：在凝固末期產生的。

1）特征——裂紋有氧化色，屬于沿晶開裂，呈曲折狀。2）部位——應力集中處、熱節(jié)處等部位。3）防止——合理設計鑄件結構；改善鑄型和砂芯退讓性；減小澆口、冒口對鑄件收縮的阻礙，符合同時凝固原則；提高金屬液熔煉質量，以提高高溫抗拉強度。D.冷裂：在完全凝固的彈性階段產生的。1）特征——裂紋有金屬光澤、微氧化色，穿晶開裂，直而光滑；2）部位——受拉應力處。脆性大、塑性低合金

如：白口鐵、高碳鋼、合金鋼及

一些大型結構復雜鑄件。3）防止——合理設計鑄件結構；澆口、冒口設置應符合同時凝固原則；提早落砂，消除機械應力。詞匯合金鑄造性能:PropertiesofAlloy’sCastingProcess鑄件缺陷：DefectofCasting流動性：Fluidity