材料與加工技術(shù)鑄造1課件

鑄造材料與加工技術(shù)（研2011）尤芳怡副教授鑄造前言鑄造是人類(lèi)掌握較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。公元前3200年，美索不達(dá)米亞出現(xiàn)銅青蛙鑄件。公元前13～前10世紀(jì)之間，中國(guó)已進(jìn)入青銅鑄件的全盛時(shí)期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的水平，如商代的重875Kg的司母戊方鼎、戰(zhàn)國(guó)的曾侯乙尊盤(pán)和西漢的透光鏡等都是古代鑄造的代表產(chǎn)品。

司母戊方鼎西漢透光鏡2華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）前言18世紀(jì)的工業(yè)革命后，鑄件進(jìn)入為大工業(yè)服務(wù)的新時(shí)期。進(jìn)入20世紀(jì)，鑄造的發(fā)展速度很快，先后開(kāi)發(fā)出球墨鑄鐵，可鍛鑄鐵，超低碳不銹鋼以及鋁銅、鋁硅、鋁鎂合金，鈦基、鎳基合金等鑄造金屬材料，并發(fā)明了對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理的新工藝。50年代以后，出現(xiàn)了濕砂高壓造型，化學(xué)硬化砂造型和造芯、負(fù)壓造型以及其他特種鑄造、拋丸清理等新工藝。3華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）2.鑄造的優(yōu)點(diǎn)1)鑄件不受零件大小，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的限制；幾乎所有的合金都能澆鑄成鑄件；既適用于單件、小批量生產(chǎn)，又適用于成批、大量生產(chǎn)。2)鑄件形狀和尺寸與零件相近(某些精密鑄造產(chǎn)品甚至無(wú)需加工)，節(jié)省金屬材料和切削加工工時(shí)，且廢件和廢料可以回爐重熔，生產(chǎn)周期短。因此，與機(jī)械加工等工藝相比，鑄造以其特有的優(yōu)點(diǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。5華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.鑄造的分類(lèi)按照造型方法和成型方式，鑄造可以分為砂型鑄造和特種鑄造兩類(lèi)。7華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1砂型鑄造9華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.1粘土砂鑄造粘土砂鑄造是以原砂為造型材料，以粘土和水為粘接劑生產(chǎn)鑄型，液態(tài)金屬在重力下充填鑄型來(lái)生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。按照鑄型澆注時(shí)的不同狀態(tài)可以分為粘土砂濕型(潮模)、粘土砂干型和粘土砂表干型鑄造。10華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）11華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.2消失模鑄造消失模鑄造有下列特點(diǎn)：1)鑄件質(zhì)量好，成本低。材質(zhì)不限，大小皆宜；尺寸精度高，表面光潔，減少清理，節(jié)省機(jī)加；內(nèi)部缺陷大大減少，組織致密。

2)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)。自動(dòng)化流水線生環(huán)保?？梢源蟠蟾纳谱鳂I(yè)環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少能源消耗。13華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.2消失模鑄造14華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.2消失模鑄造15華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.2消失模鑄造17華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.3V法造型真空密封造型鑄造方法，又稱(chēng)負(fù)壓造型國(guó)外取英文Vacuum（真空）一詞的字頭，而簡(jiǎn)稱(chēng)之為V法。

V法造型有下列特點(diǎn)：1)V法造型不采用粘接劑，因而可使造型和鑄件落砂清理勞動(dòng)量大大減輕，舊砂回用率可達(dá)95%。2)V法造型的材料利用率高，鑄件廢品率低，內(nèi)外質(zhì)量好，從而降低鑄件成本。18華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.3V法造型a.將預(yù)先加熱好的塑料薄膜在負(fù)壓作用下，吸貼到模樣，模板的整個(gè)表面上，然后在薄膜上均勻地噴上快干涂料。b.將帶有抽氣室的沙箱放上。c.充填不加粘結(jié)劑，水分及附加物的干沙，邊加砂邊微微振動(dòng)，以保證干沙填滿(mǎn)砂箱。刮平，并在砂箱頂部再覆蓋料膜，通過(guò)砂箱箱壁抽真空。d.翻箱、起模，由于大氣壓力的作用，塑料薄膜均勻地貼在砂型上，而使型砂處于緊實(shí)狀態(tài)，取出模樣，達(dá)到硬度為90度左右的砂型。e.合型，鑄型的負(fù)壓狀態(tài)一直維持到澆注，鑄件凝固完成后。f.負(fù)壓解除后，鑄型自行潰散，可方便地從鑄型干砂中取出鑄件。19華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.3V法造型21華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.4水玻璃砂造型以水玻璃（硅酸鈉）為粘接劑制造鑄型的鑄造方法稱(chēng)為水玻璃砂鑄造。水玻璃砂潰散性差，舊砂再生困難，但也有許多優(yōu)點(diǎn)：1)水玻璃砂成本低；2)生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有刺激性或有毒氣體溢出、污染小、有利于環(huán)保等等;3)水玻璃砂高溫退讓性好，鑄件尺寸精度及表面質(zhì)量好。22華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.4水玻璃砂造型目前常用的硬化方法主要有以下兩種：1.普通CO2氣硬法；優(yōu)點(diǎn)：①設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，使用靈活，成本低廉②硬化速度快，強(qiáng)度高，鑄件精度高；缺點(diǎn)：①水玻璃加入量大(7-8％)；含水量大，易吸潮；冬季硬透性差；②潰散性差，舊砂再生困難，大量舊砂被廢棄，造成環(huán)境的堿性污染。23華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）水玻璃主要參數(shù)：1)模數(shù)模數(shù)是指水玻璃中SiO2和Na2O的摩爾數(shù)比：M=MSiO2/MNa2O=1.033ω(SiO2)/ω(Na2O)式中，ω(SiO2)、ω(Na2O)分別為硅酸鈉中SiO2和Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)鑄造生產(chǎn)中吹CO2硬化時(shí)小型芯采用較高模數(shù)(M=2.7-3.2),中等型芯采用中等模數(shù)(M=2.3-2.6)；生產(chǎn)周期長(zhǎng)的大型(芯)采用低模數(shù)(M=2.0-2.2)。采用有機(jī)脂作為固化劑的水玻璃模數(shù)一般為(M=2.2-2.5),冬季取上限。25華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）水玻璃主要參數(shù)：2)波美度鑄造上習(xí)慣于用波美度(°Be′)來(lái)表示水玻璃的密度，波美度(°Be′)與密度ρ的換算關(guān)系如下：ρ=144.3/(144.3-波美度)常用水玻璃的波美度為41-49°Be′波美度越小水玻璃密度越低，含固量越少，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高；反之亦然。26華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）CO2-有機(jī)酯復(fù)合硬化水玻璃工藝用CO2吹使型硬化到脫模強(qiáng)度，脫模后有機(jī)酯繼續(xù)硬化，吹完CO2再放置3-6小時(shí)即可進(jìn)行合箱澆注。單獨(dú)使用有機(jī)酯，酯加入量為水玻璃的8-15%，此方法有機(jī)酯加入量只需4-6%，但水玻璃加入量相應(yīng)提高0.5-1%29華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.5樹(shù)脂砂鑄造樹(shù)脂砂鑄造是以樹(shù)脂為粘接劑制備型(芯)砂的鑄造方法。樹(shù)脂砂造型可分為：熱法覆膜樹(shù)脂砂、熱芯盒樹(shù)脂砂、冷芯盒樹(shù)脂砂、呋喃樹(shù)脂自硬砂等。樹(shù)脂砂鑄造具有如下特點(diǎn)：1.樹(shù)脂砂硬化后強(qiáng)度高，特別適合于機(jī)器造型，能造出復(fù)雜、薄壁的鑄件；2.鑄件組織致密，力學(xué)性能好。3.粘接劑價(jià)格昂貴，對(duì)空氣有污染，工作環(huán)境差。30華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.1.5樹(shù)脂砂鑄造31華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2特種鑄造特種鑄造，按造型材料又可分為以天然礦產(chǎn)砂石為主要造型材料的特種鑄造(如熔模鑄造、水泥砂鑄造、陶瓷型鑄造等)和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造(如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續(xù)鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等)兩類(lèi)。32華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.1金屬型鑄造

金屬型鑄造又稱(chēng)硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。(1)金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機(jī)械性能比砂型鑄件高。同樣的合金，其抗拉強(qiáng)度平均可提高約25％，屈服強(qiáng)度平均提高約20％，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高；(2)鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定;(3)鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約15～30％；33華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.1金屬型鑄造金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高，工序簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。但金屬型也具有如下缺點(diǎn)：1)金屬型制造成本高；2)金屬型不透氣，而且無(wú)退讓性，易造成鑄件澆不足、開(kāi)裂或鑄鐵件白口等缺陷；3)金屬型鑄造時(shí)，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間，以及所用的涂料等，對(duì)鑄件質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。

34華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.2熔模精密鑄造熔模精密鑄造又稱(chēng)失蠟法鑄造，是鑄造行業(yè)中的一項(xiàng)優(yōu)異的工藝技術(shù)，其應(yīng)用非常廣泛。它不僅適用于各種類(lèi)型、各種合金的鑄造，而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其它鑄造方法要高，甚至其它鑄造方法難于鑄得的復(fù)雜、耐高溫、不易于加工的鑄件，均可采用熔模精密鑄造鑄得。35華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.2熔模精密鑄造—應(yīng)用如航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜，尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件，采用傳統(tǒng)方法很難加工制得。36華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.2熔模精密鑄造—應(yīng)用37華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.2熔模精密鑄造—過(guò)程38華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.3陶瓷型鑄造

陶瓷型鑄造是在砂型熔模鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新工藝。陶瓷型是利用質(zhì)地較純、熱穩(wěn)定性較高的耐火材料作造型材料；用硅酸乙酯水解液作粘結(jié)劑，在催化劑的作用下，經(jīng)灌漿、結(jié)膠、起模、焙燒等工序而制成的。采用這種鑄造方法澆出的鑄件，具有較高的尺寸精度和表面光潔度，所以這種方法又叫陶瓷型精密鑄造。39華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.3陶瓷型鑄造

40華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.3陶瓷型鑄造

41華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.3陶瓷型鑄造

42華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.4壓力鑄造

將熔融合金在高壓、高速條件下充型并在高壓下冷卻凝固成型的一種精密鑄造方法，簡(jiǎn)稱(chēng)壓鑄，其最終產(chǎn)品是壓鑄件。高壓、高速充填壓型是壓鑄的兩大特點(diǎn)。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬(wàn)KPa，甚至高達(dá)2×105kPa。充填速度約在10～50m/s，有些時(shí)候甚至可達(dá)100m/s以上。充填時(shí)間很短，一般在0.01～0.2s范圍內(nèi)。43華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.4壓力鑄造

44華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.4壓力鑄造——模具45華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.4壓力鑄造——產(chǎn)品46華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.5低壓鑄造

低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。47華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.6連續(xù)鑄造

利用貫通的結(jié)晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬，從另一端連續(xù)地拔出成型材料的鑄造方法稱(chēng)為連續(xù)鑄造。結(jié)晶器一般用導(dǎo)熱性較好，具有一定強(qiáng)度的材料，如銅、鑄鐵、石墨等制成，壁中空，空隙中間通冷卻水以增強(qiáng)其冷卻作用。鑄出的成型材料有方形、長(zhǎng)方形、圓形、平板型、管形或各種異形截面。48華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.6連續(xù)鑄造——示意圖49華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.6連續(xù)鑄造——生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)50華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.7離心鑄造

離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力的作用下充填鑄型和凝固成型的一種鑄造方法。目前離心鑄造主要用于生產(chǎn)離心鑄管、缸蓋、軋輥、軸套瓦蓋及其他各種輪類(lèi)鑄件。51華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.7離心鑄造

離心鑄造的特點(diǎn)如下：1)金屬液能在鑄型中形成中空的圓柱形自由表面，這樣便可不用型芯就能鑄出中空的鑄件，大大簡(jiǎn)化了套筒，管類(lèi)鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；2)離心鑄造工藝可提高金屬充填鑄型的能力，一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產(chǎn)；3)由于離心力的作用，改善了補(bǔ)縮條件，離心鑄件的組織較致密，縮孔（縮松）、氣孔、夾雜等缺陷也較少；4)消除或大大節(jié)省澆注系統(tǒng)和冒口方面的金屬消耗；5)鑄件易產(chǎn)生偏析，鑄件內(nèi)表面較粗糙,內(nèi)表面尺寸不易控制。52華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.7離心鑄造

53華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）3.2.7離心鑄造

54華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵

鑄鐵是含碳大于2.1%的鐵碳合金，它是將鑄造生鐵(部分煉鋼生鐵)在爐中重新熔化，并加進(jìn)鐵合金、廢鋼、回爐鐵調(diào)整成分而得到。與生鐵區(qū)別是鑄鐵是二次加工，大都加工成鑄鐵件。鑄鐵件具有優(yōu)良的鑄造性可制成復(fù)雜零件，一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好，價(jià)格低等特點(diǎn)。

55華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵鑄鐵名稱(chēng)代號(hào)牌號(hào)表示方法示例灰鑄鐵HTHT100蠕墨鑄鐵RuTRuT420球墨鑄鐵QTQT400-18黑心可鍛鑄鐵白心可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵KTHKTBKTZKTH300-6KTB350-04KTZ450-06耐磨鑄鐵MTMTCu1PTi-200抗磨白口鑄鐵抗磨球墨鑄鐵KmTBKmTQKmTBMn5Mo2CuKmTQMn6冷硬鑄鐵LTLTCrMoR耐蝕鑄鐵耐蝕球墨鑄鐵STSTQSTSi15RSTQA15Si5耐熱鑄鐵耐熱球墨鑄鐵RTRTQRTCr2RTQA16奧氏體鑄鐵AT56華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵

白口鑄鐵：白口鑄鐵中的碳全部以滲碳體（Fe3C）形式存在，因斷口呈亮白色。故稱(chēng)白口鑄鐵，由于有大量硬而脆的Fe3C，白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此，在工業(yè)應(yīng)用方面很少直接使用，只用于少數(shù)要求耐磨而不受沖擊的制件，如拔絲模、球磨機(jī)鐵球等。大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯料。57華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵

灰口鑄鐵；鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡(jiǎn)單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件。58華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵是用碳、硅含量較低的鐵碳合金鑄成白口鑄鐵坯件，再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高溫退火處理，使?jié)B碳體分解出團(tuán)絮狀石墨而成，即可鍛鐵是一種經(jīng)過(guò)石墨化處理的白口鑄鐵。59華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵球墨鑄鐵：在鐵水澆注前加一定量的球化劑，使鑄鐵中石墨球化。由于碳(石墨)以球狀存在于鑄鐵基體中，改善其對(duì)基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性大大提高。并具有耐磨、減震、工藝性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛替代可鍛鑄鐵及部分鑄鋼、鍛鋼件、如曲軸、連桿、軋輥、汽車(chē)后橋等。60華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵——沖天爐熔煉61華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵

62華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵——電爐

63華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.1鑄鐵——產(chǎn)品

64華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼鑄鋼可以分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼3類(lèi)。1)鑄造碳鋼。以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。含碳<0.25％鑄造低碳鋼含碳0.25%～0.6%鑄造中碳鋼含碳>0.6％鑄造高碳鋼2)鑄造低合金鋼，含有錳、鉻、銅等合金元素的鑄鋼。合金元素總量一般小于5％，具有較大的沖擊韌性，并能通過(guò)熱處理獲得更好的機(jī)械性能。鑄造低合金鋼比碳鋼具有較優(yōu)的使用性能，能減小零件質(zhì)量，提高使用壽命。3)鑄造特種鋼為適應(yīng)特殊需要而煉制的合金鑄鋼稱(chēng)為鑄造特種鋼。它的品種繁多，通常含有一種或多種的高量合金元素，用以獲得某種特殊性能。如含錳11％～14％的高錳鋼能耐沖擊磨損；以鉻或鉻鎳為主要合金元素的各種不銹鋼，具有耐蝕或耐高溫性能。65華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——表示方法1)按力學(xué)性能驗(yàn)收：如ZG200-400；其中200為屈服強(qiáng)度，400為抗拉強(qiáng)度2)按化學(xué)成分驗(yàn)收：碳鋼：如ZG25其中25為碳的名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)(萬(wàn)分比)；合金鋼：如ZG15Cr1Mo1V15為碳以萬(wàn)分表示的名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)，1為Cr和Mo的名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)，V的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9%故只標(biāo)元素符號(hào)。1)Mn含量為0.9-1.4%只標(biāo)符號(hào)不標(biāo)含量，<0.9%不標(biāo)符號(hào)；2)Mo含量為0.15-0.9%只標(biāo)符號(hào)不標(biāo)含量，<0.15%不標(biāo)符號(hào)；3)其他元素含量為0.5-0.9%時(shí)只標(biāo)符號(hào)不標(biāo)含量，<0.5%不標(biāo)符號(hào)；66華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——牌號(hào)鑄鋼牌號(hào)屈服強(qiáng)度σ或σ0.2/MPa抗拉強(qiáng)度σb/MPa斷后伸長(zhǎng)率δ(%)斷面收縮率Ψ(%)ZG200-4002004002540ZG230-4502304502232ZG270-5002705001825ZG310-5703105701521ZG340-640340640101867華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——鑄造低合金鋼的分類(lèi)鋼種牌號(hào)澆注溫度鑄造低合金鋼ZG30Mn、ZG40Mn1540-1550ZG20MSi1540-1550ZG35Mn1530-1540ZG45MnSi1530-1540ZG35SMnMo1530-1540ZG20MnMo1550-1570ZG40Cr11540-1550ZGCr5Mo1550-157068華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——鑄造特種鋼的分類(lèi)高錳鋼ZGM13-1、ZGM13-2、…1420-1470鑄造不銹鋼ZG1Cr131540-1560ZG2Cr13ZG1Cr18Ni9Ti1570-1580耐熱鑄鋼ZG35Cr24Ni4SiN1500-1510ZG40Cr25Ni201500-1510ZG35Cr26NNi121500-1510ZG30Cr18MnMn12Ni4Si2N1500-151069華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——熔煉70華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——熔煉設(shè)備

71華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——熔煉設(shè)備

72華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.2鑄鋼——產(chǎn)品73華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.3鑄造鋁合金可以用金屬鑄造成形工藝直接獲得零件的鋁合金稱(chēng)為鑄造鋁合金。鑄造鋁合金主要可以分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅系合金。目前國(guó)標(biāo)中列有15種鋁硅合金、6種鋁銅合金、3種鋁鎂合金和兩種鋁鋅合金。74華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.3鑄造鋁合金1)鋁硅系合金良好的鑄造性能和耐磨性能，熱膨脹系數(shù)小，在鑄造鋁合金中品種最多，用量最大，含硅量在10％～25％。添加0.2％～0.6％鎂的鋁硅合金，廣泛用于結(jié)構(gòu)件，如殼體、缸體、箱體和框架等。添加適量的銅和鎂，能提高合金的力學(xué)性能和耐熱性。2)鋁銅系合金鋁銅合金，含銅4.5％～5.3％合金強(qiáng)化效果最佳，適當(dāng)加入猛和鈦能顯著提高室溫、高溫強(qiáng)度和鑄造性能。主要用于制作承受大的動(dòng)、靜載荷和形狀不復(fù)雜的砂型鑄件。75華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.3鑄造鋁合金3)鋁鎂系合金鋁鎂合金是密度最小(2.55g/cm3)，強(qiáng)度很高的鑄造鋁合金；含鎂12％的鎂鋁合金強(qiáng)化效果最佳。合金在大氣和海水中的抗腐蝕性能好，室溫下有良好的綜合力學(xué)性能和可切削性，可用于作雷達(dá)底座、飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、螺旋槳、起落架等零件，也可作裝飾。4)鋁鋅系合金鋁鋅系合金為改善性能常加入硅、鎂等元素，被常稱(chēng)為“鋅硅鋁明”。在鑄造條件下，該合金有淬火作用，即“自行淬火”。不經(jīng)熱處理就可使用，經(jīng)變質(zhì)熱處理后，鑄件有較高的強(qiáng)度。經(jīng)穩(wěn)定化處理后，尺寸穩(wěn)定，常用于制作模型、型板及設(shè)備支架等。76華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.3鑄造鋁合金合金牌號(hào)ZAlSi7MgZAlSi7MgAZAlSi12ZAlSi9MgZAlSi5Cu1Mg……合金代號(hào)ZL101ZL101AZL102ZL104ZL105……合金牌號(hào)ZAlCu5MnZAlCu5MnAZAlCu4ZAlCu5MnCdAZAlCu5MnCdVA……合金代號(hào)ZL201ZL201AZL203ZL204AZL205A合金牌號(hào)ZAlMg10ZlMg5Si1ZlMg8Zn1合金代號(hào)ZL301ZL303ZL305合金牌號(hào)ZAlZn111Si7ZAlZn6Mg合金代號(hào)ZL401ZL40277華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.3鑄造鋁合金——產(chǎn)品78華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.4鑄造銅合金鑄造銅合金是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的一種鑄造合金材料。鑄造銅合金具有良好的機(jī)械性能、鑄造性能、導(dǎo)熱性能、耐蝕性，而且鑄件組織細(xì)密，因而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、輪船、石油化工等產(chǎn)品中。鑄造銅合金可以分為兩大類(lèi)，即黃銅與青銅。1)黃銅是以鋅為主加合金元素的銅合金。在鑄造黃銅中又因加入其它合金元素而形成錳黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅等。2)在銅合金中不以鋅為主加元素的統(tǒng)稱(chēng)為青銅，如錫青銅、鋁青銅、鉛青銅等。

79華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.4鑄造銅合金分類(lèi)合金牌號(hào)舉例合金名稱(chēng)黃銅錳黃銅ZCuZn38Mn2Pb238-2-2錳黃銅鋁黃銅ZCuZn31Al231-2Al鋁黃銅硅黃銅ZCuZn16Si416-4硅黃銅鉛黃銅ZCuZn40Pb240-2鉛黃銅青銅錫青銅ZCuSn10Pb510-5錫青銅鋁青銅ZCuAl9Mn29-2鋁青銅鉛青銅ZCuPb20Sn520-5鉛青銅80華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.4鑄造銅合金——產(chǎn)品81華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）4.4鑄造銅合金——產(chǎn)品82華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.造型材料

制造鑄型的材料統(tǒng)稱(chēng)為造型材料。主要包括：原砂、粘接劑、附加物和涂料等。5.1原砂砂子是最主要的造型原材料，原砂按其使用范圍可以分為硅砂和特種砂兩大類(lèi)。

83華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.1硅砂

硅砂是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是SiO2，除此之外還含有長(zhǎng)石、云母、鐵的氧化物、碳酸鹽以及粘土等礦物。純凈的石英砂顏色為乳白色、或無(wú)色半透明狀，被鐵的氧化物污染時(shí)常呈淡黃色或淺紅色。

84華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.1硅砂

85華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.1硅砂

硅砂的主要性能指標(biāo)有SiO2含量和硅砂顆粒度：

分級(jí)代號(hào)最小SiO2含量應(yīng)用9898鑄鋼件型砂、芯砂9696小型鑄鋼件或大中型鑄鐵件的型砂、芯砂93939090中小型鑄鐵件型砂、芯砂858586華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.1硅砂鑄造用硅砂的粒度采用鑄造用實(shí)驗(yàn)篩進(jìn)行分析，其篩號(hào)和篩孔尺寸符合下表：篩號(hào)6122030405070100140200篩孔尺寸/mm3.351.700.850.600.430.300.210.150.1060.0587華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.2特種砂

除硅砂外的各種鑄造用砂均稱(chēng)為特種砂。常用的特種砂有：石灰石砂、鎂砂、橄欖石砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂、高鋁礬土等。與硅砂比特種砂具有耐火度高、導(dǎo)熱性好、熱膨脹小，抗熔渣侵蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

88華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.2特種砂

常用特種砂種類(lèi)如下：

原砂類(lèi)別主要組成密度(g/cm3)莫氏硬度耐火度/℃熱導(dǎo)率線膨脹系數(shù)溫度/℃熱導(dǎo)率/[W/m·k]溫度/℃線膨脹系數(shù)/×10-5/K石灰石砂CaCO3約2.83約2300(700-900分解)12007.11720-12001.36鋯砂ZrSiO44.0-4.77-82430（1500分解）10002.09-3.3020-12000.55鎂砂MgO3.35-3.586-7200012002.554-5.8620-14001.4剛玉砂Al2O33.8-3.992000-205012002.38-5.27520-15800.889華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.2特種砂

原砂類(lèi)別主要組成密度(g/cm3)莫氏硬度耐火度/℃熱導(dǎo)率線膨脹系數(shù)溫度/℃熱導(dǎo)率/[W/m·k]溫度/℃線膨脹系數(shù)/×10-5/K耐火熟料3Al2O3·2SiO22.4-2.455-6175012002.68-3.43320-13200.45石墨(電極)C2.01-2.5812100-3000100043.96(117.23)0-10000.14(0.26)鉻鐵礦砂FeO·Cr2O34-4.85.5-61900--100-11000.82橄欖石砂(MgFe)2SiO43.2-3.66-71700-180010001.67--鈦鐵礦砂FeTiO3約4.64-61450----90華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.2特種砂

鉻鐵礦砂：鑄造用鉻鐵礦砂主要化學(xué)成分為Cr2O3，鉻鐵礦砂受熱體積膨脹穩(wěn)定、熱傳導(dǎo)率高、激冷效果好。與熔融金屬接觸時(shí)不僅具用很好的抗堿性渣的作用，不與氧化鐵等起化學(xué)反應(yīng)，而且本身具有固相燒結(jié)的特點(diǎn)，因而能很好地防止熔融金屬的滲透，避免產(chǎn)生粘砂缺陷。

91華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.1.2特種砂

橄欖石砂：1.導(dǎo)熱性能好，熱澎脹緩慢均勻、不易產(chǎn)生夾砂；

2.無(wú)游離SiO2存在，無(wú)硅砂危害，生產(chǎn)環(huán)境好；

3.耐火度高(1750℃)抗金屬氧化物浸蝕能力強(qiáng)，能有效防止鑄件化學(xué)、機(jī)械粘砂，鑄件表面質(zhì)量好，尺寸準(zhǔn)確，合格率高；

4.鎂橄欖石砂熔點(diǎn)高，化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)鐵的氧化物和堿性爐渣有很高的抗浸蝕能力，易回收。92華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2涂料

覆蓋在型腔和型芯表面，以改善其表面耐火性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗金屬液沖刷性、抗粘砂性、抗粘型性等性能的鑄造輔助材料，統(tǒng)稱(chēng)為鑄型涂料。涂料按載體可以分為水基涂料和醇基涂料；按用途可以分為防粘砂涂料、合金化涂料和隔熱涂料；按涂料的使用狀態(tài)可以分為液態(tài)、稠狀、膏狀和粉狀。93華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2涂料

5.2.1涂料的作用1)填平型(芯)表面小空隙，提高型腔(芯)表面平整度，從而降低鑄件表面粗糙度值，提高鑄件表面質(zhì)量和使用性能;2)增加砂型(芯)表面強(qiáng)度和抗粘砂的能力，防止或減少鑄件粘砂、砂眼、夾砂缺陷;3)便于鑄件落砂和清理，減少落砂和清理勞動(dòng)量，提高鑄件落砂和清理效率;94華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.1涂料的作用

4)含有金屬粉末的涂料，能使鑄件表面合金化和晶粒細(xì)化，改善鑄件材料質(zhì)量;5)通過(guò)不同涂料來(lái)減緩或加速鑄件表面的冷卻速度，或制造氧化氛圍，防止不銹鋼鑄件的增碳;6)涂料用于樹(shù)脂砂可以防止或減緩某些樹(shù)脂砂熱解產(chǎn)物對(duì)鑄件的不良影響;

7)涂料用于金屬型鑄造，能夠提高金屬型的使用壽命，控制鑄件的不同激冷速度，使鑄件獲得所需金相組織。95華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2涂料

5.2.2涂料的主要性能涂料本身應(yīng)具有一定的物理性能，涂掛時(shí)還應(yīng)有良好的工藝性能，使用時(shí)應(yīng)具有好的工作性能。性能指標(biāo)物理性能密度(g/cm3)水基：1.28-1.35至1.80-2.40(根據(jù)牌號(hào)不同)有機(jī)溶劑:1.18-1.25至1.60-2.20(根據(jù)牌號(hào)不同)固體含量滿(mǎn)足其他性能時(shí)，盡可能高懸浮性(%)一級(jí):水基(6h)>95，有機(jī)(2h)>90二級(jí):水基(6h)≥90-95，有機(jī)(2h)≥85-90條件黏度(Φ6流杯)/s水基:10-30(根據(jù)牌號(hào)不同，要求不同)有機(jī)溶劑:6-1296華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.2涂料的性能

性能指標(biāo)工藝性能涂刷性滑爽，不把砂型(表面)砂粒帶起不流淌性垂直表面涂刷，涂料不往下流淌，不形成滴痕，不堆積滲透性滲入砂層深度2-3倍砂粒直徑流平性涂覆后砂型(芯)涂層表面能自動(dòng)清除刷痕工作性能涂層耐磨性一級(jí):<0.50g(64r/min)二級(jí):≥0.50-1.00g(64r/min)抗裂紋性涂層在烘干和澆注時(shí)都不產(chǎn)生裂紋發(fā)氣性一般<20mL/g，個(gè)別<30mL/g抗粘砂性能防止鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂97華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成涂料由五類(lèi)原輔材料配制而成，包括：耐火材料、載體、懸浮劑、粘接劑、添加劑等。1.耐火材料耐火材料又稱(chēng)耐火填料其主要作用是防止鑄件粘砂，使鑄件表面得到較低的表面粗糙度。耐火材料需具有高的耐火度，適度的燒結(jié)點(diǎn)和細(xì)度，不被金屬液及金屬氧化物所潤(rùn)濕，不與型砂起化學(xué)反應(yīng)，熱膨脹系數(shù)小，資源豐富，價(jià)格便宜等特點(diǎn)。98華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成耐火材料的種類(lèi)及主要物化性能：種類(lèi)礦物組成耐火度/℃高溫化學(xué)性質(zhì)燒結(jié)型石英粉SiO21710酸性較好鎂砂粉MgO2800堿性差橄欖石粉(Mg,Fe)2SO41750-1800堿性較差鉻鐵礦粉FeO·Cr2O32180中性好鋯英粉ZrSO42190弱酸性好電熔剛玉粉Al2O32000-2500中性差鋁礬土粉3Al2O3·2SiO2≥1770中性較差石墨粉C2100-3000中性差99華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成針對(duì)不同的合金種類(lèi)耐火粉料的選擇：鑄造合金推薦用涂料耐火粉料的種類(lèi)厚大型鑄鋼件鋯英粉中型鑄鋼件鋯英粉、剛玉粉、鉻鐵礦粉、高鋁礬土粉薄小型鑄鋼件高鋁礬土粉、石英粉堿性合金鋼鑄件鎂砂粉、橄欖石粉厚大型鑄鐵件鋯英粉、土狀石墨粉、鱗片石墨粉中型鑄鐵件土狀石墨粉、鱗片石墨粉、高鋁礬土粉、石英粉薄小型鑄鐵件、有色金屬鑄件土狀石墨粉、滑石粉100華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成2.載體載體又稱(chēng)載液、溶劑或分散介質(zhì)。1)載體的作用：使耐火粉料分散在其中，形成便于涂覆膏狀或漿狀涂料。2)常用載體種類(lèi)：有水和有機(jī)溶劑兩種。以水為載體的稱(chēng)為水基涂料，以有機(jī)溶劑為載體的稱(chēng)為有機(jī)溶劑涂料。其中以醇類(lèi)做載體的涂料稱(chēng)為醇基涂料。101華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成3.懸浮劑1)懸浮劑的作用:促進(jìn)涂料中的固體耐火材料在水中呈懸浮狀態(tài)，使涂料成為均勻的懸濁液，防止沉淀，并易于涂刷。2)懸浮劑的選擇:水基涂料常用的懸浮劑有：鈉膨潤(rùn)土、活化膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素鈉(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)等。醇基涂料常用的懸浮劑有：有機(jī)膨潤(rùn)土、鋰膨潤(rùn)土、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)等。102華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成4.粘接劑粘接劑的作用是將涂料中的耐火粉料等組分粘接起來(lái)，使涂料層具有一定的強(qiáng)度和耐磨性，并將涂層和基體粘接在一起。粘接劑的分類(lèi)如下：分類(lèi)粘接劑無(wú)機(jī)粘接劑(高溫粘接劑)親水型水玻璃、硅溶膠、磷酸鹽、硫酸鹽、聚合氯化鋁憎水型有機(jī)膨潤(rùn)土有機(jī)粘接劑(低溫粘接劑)親水型糖漿、紙漿廢液、糊精、淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯乳液(白乳膠)、水溶性酚醛樹(shù)脂、天然樹(shù)脂憎水型瀝青、煤焦油、松香、酚醛樹(shù)脂、干性植物油、合脂、硅酸乙酯、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)103華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）5.2.3涂料的組成5.添加劑為了改善涂料的某些性能添加的少量附加物稱(chēng)為添加劑。如：1)防腐劑防止水基涂料發(fā)酵、腐敗、變質(zhì)的添加劑。2)消泡劑消除涂料中氣泡的添加劑。3)活化劑提高涂料對(duì)型芯滲透能力的添加劑。104華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

鑄件缺陷是鑄造生產(chǎn)過(guò)程中，由于種種原因，在鑄件表面和內(nèi)部產(chǎn)生的各種缺陷的總稱(chēng)。鑄件缺陷是導(dǎo)致鑄件性能低下，使用壽命短，失效和報(bào)廢的主要原因。分析鑄件缺陷的形貌特點(diǎn)、產(chǎn)生原因及其形成過(guò)程，目的是防止、減少和消除鑄件缺陷。

105華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

鑄件缺陷可以分為如下8類(lèi)：

缺陷類(lèi)型名稱(chēng)特征多肉類(lèi)缺陷飛翅(飛邊)垂直于鑄件表面上厚薄不均勻的薄片狀金屬突起物。常出現(xiàn)在鑄件分型面和芯頭部位毛刺鑄件表面上刺狀金屬凸起薄片。常出現(xiàn)在分型面、鑄型和型芯的裂縫處，形狀不規(guī)則抬型(抬箱)由于金屬液的浮力使上型或砂芯局部或全部抬起、使鑄件高度增加脹砂鑄件內(nèi)外表面局部脹大，重量增加沖砂砂型或砂芯表面局部砂子被金屬液沖刷掉，在鑄件表面的相應(yīng)部位上形成粗糙、不規(guī)則的金屬瘤狀物。常位于澆口附近，被沖刷掉的砂子，往往在鑄件的其他部位形成砂眼106華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

缺陷類(lèi)型名稱(chēng)特征多肉類(lèi)缺陷掉砂砂型或砂芯的局部砂塊在機(jī)械力的作用下掉落，使鑄件表面相應(yīng)部位形成的塊狀金屬物外滲物鑄件表面滲出來(lái)的金屬物。多成顆粒狀，一般出現(xiàn)在鑄件的自由表面上。

107華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

孔洞類(lèi)缺陷針孔出現(xiàn)在鑄件表層或內(nèi)部的成群小孔，一般為針對(duì)形狀。鑄件表面在機(jī)械加工1~2mm后可以去掉的圓孔稱(chēng)表面針孔。在機(jī)械加工或熱處理以后才能發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)孔稱(chēng)皮下氣孔氣孔孔的表面一般較光滑，主要為梨形、橢圓形和圓形大孔。一般大孔常孤立存在，小孔成群或分散分布縮孔鑄件在凝固的過(guò)程中，由于補(bǔ)縮不良而產(chǎn)生的孔洞。常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的部位或壁厚急劇變化處?？椎男螤顦O極不規(guī)則、孔壁粗糙并帶有枝狀晶縮松鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細(xì)小的縮孔，常出現(xiàn)在厚壁處。有時(shí)借助放大鏡才能發(fā)現(xiàn)。鑄件有縮松缺陷的部位，在氣密性試驗(yàn)時(shí)可能滲漏疏松(顯微縮松)鑄件緩慢凝固區(qū)出現(xiàn)的很細(xì)小的孔洞108華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

裂紋、冷隔類(lèi)缺陷冷裂鑄件表面出現(xiàn)的寬度均勻的裂紋。斷面有金屬光澤或有輕微氧化色，斷口常穿過(guò)晶粒延伸到整個(gè)斷面熱裂裂紋有氧化色，無(wú)金屬光澤，裂口沿晶粒邊界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則白點(diǎn)(發(fā)裂)鋼中主要因氫的析出而引起的缺陷。在縱向斷面上，它呈現(xiàn)近似圓形或橢圓形的銀白色斑點(diǎn)；在橫斷面宏觀磨片上，腐蝕后則呈現(xiàn)為毛細(xì)裂紋，故又稱(chēng)發(fā)裂冷隔在鑄件上穿透或不穿透，邊緣成圓角狀的縫隙。多出現(xiàn)在鑄件薄壁處、金屬流匯合處、激冷部位等澆注斷流鑄件表面某一高度可見(jiàn)的接縫。接縫的某些部分粘接在一起熱處理裂紋鑄件在熱處理過(guò)程中，出現(xiàn)的穿透或不穿透的裂紋。其斷面有氧化現(xiàn)象109華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

表面類(lèi)缺陷溝槽鑄件表面產(chǎn)生較深(大于5mm)V型凹痕。多發(fā)生在鑄件的上、下表面鼠尾鑄件表面出現(xiàn)較淺(小于5mm)的帶有銳角的凹坑夾沙結(jié)疤(夾沙)鑄件表面產(chǎn)生的疤片狀金屬突起物。其表面粗糙，疤片狀凸起物與鑄件之間夾有一層砂機(jī)械粘沙滲透粘沙鑄件的部分或整個(gè)表面上，粘附著一層砂粒和金屬的機(jī)械混合物。去除粘砂層時(shí)可以看到金屬光澤化學(xué)粘沙(燒結(jié)粘沙)鑄件的部分或整個(gè)表面上，牢固地粘附一層由金屬氧化物、砂子和粘土相互作用而生產(chǎn)的低熔點(diǎn)化合物，硬度高。只能用砂輪磨去表面粗糙鑄件表面粗糙、凹凸不平。但未與砂結(jié)合或化合縮陷鑄件的厚斷面或斷面交接處上平面的塌陷現(xiàn)象，縮陷的下面，有時(shí)有縮孔?？s陷有時(shí)也出現(xiàn)在鑄件孔的內(nèi)表面上皺皮鑄件上不規(guī)則的皺褶狀的表皮。一般帶有較深的網(wǎng)狀溝槽110華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

殘缺類(lèi)缺陷澆不到鑄件上部產(chǎn)生缺肉，其邊角略呈圓形，澆注口未澆滿(mǎn)，頂面與鑄件平齊未澆滿(mǎn)鑄件殘缺或輪廓不完整。常出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口的部位及薄壁處。其澆注系統(tǒng)是充滿(mǎn)的跑火鑄件分裂面以上的部分產(chǎn)生的嚴(yán)重凹陷。有時(shí)會(huì)沿未充滿(mǎn)的型腔表面產(chǎn)生飛翅的殘片型漏(漏箱)鑄件內(nèi)有嚴(yán)重的空殼狀殘缺。鑄件完全呈殼狀，鑄內(nèi)部已無(wú)金屬，鑄型底部有殘留的多余金屬損傷(機(jī)械損傷)鑄件受機(jī)械磕碰或擠壓而破損、殘缺111華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）6.鑄件缺陷

形狀及重量差錯(cuò)類(lèi)缺陷超重鑄件的重量超出重量誤差的上限拉長(zhǎng)由于凝固時(shí)鑄件收縮阻力大而造成鑄件的部分尺寸比圖樣尺寸大變形鑄件由于鑄造或熱處理冷卻速度不一，收縮不均，發(fā)生翹曲造成鑄件幾何尺寸與圖樣不符錯(cuò)芯由于砂芯在分芯面處錯(cuò)開(kāi)，鑄件孔腔出現(xiàn)與圖樣不符的形狀錯(cuò)型(錯(cuò)箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面處相互錯(cuò)開(kāi)偏芯(漂芯)由于型芯在金屬液作用下飄浮移動(dòng)，鑄件內(nèi)孔位置偏離圖樣要求的位置，使形狀、尺寸不符合112華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）7.粘砂缺陷粘砂模式：(1)機(jī)械粘砂：金屬液由表層向砂型的砂粒間滲透，形成砂粒與浸入金屬成為一體的滲透粘砂；(2)化學(xué)粘砂：砂型與金屬液化學(xué)反應(yīng)較強(qiáng)時(shí)，形成低熔點(diǎn)化合物；(3)熱粘砂：砂型耐火度低時(shí)，鑄型表面層的砂粒彼此嚴(yán)重熔接在一起，形成熱粘砂。113華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）液態(tài)金屬成型件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、砂型鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求三、不同成形工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求114華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）一、砂型鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1.鑄件的外形設(shè)計(jì)原則：外形設(shè)計(jì)應(yīng)便于起模，簡(jiǎn)化造型工藝實(shí)例分析：115華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）實(shí)例分析116華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）實(shí)例分析117華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）2.鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)原則：減少形芯數(shù)量，利于型芯的固定、排氣和清理。作用：防止偏芯、氣孔等缺陷的產(chǎn)生；簡(jiǎn)化造型工藝，降低成本。鑄件內(nèi)腔設(shè)計(jì)減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯；便于型芯的穩(wěn)定、排氣和鑄件的清理。118華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯實(shí)例分析：119華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）實(shí)例分析120華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）便于型芯的穩(wěn)定、排氣和鑄件的清理實(shí)例分析：121華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）實(shí)例分析122華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院材料與加工技術(shù)（研2011）二、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1.鑄件壁厚的設(shè)計(jì)

缺陷分析：結(jié)論：鑄件壁厚介于臨界壁厚和最小壁厚之間概念：原則1：合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚最小壁厚：在各種工藝條下，鑄造合金能充滿(mǎn)型腔的最小厚度。主要取決于合金的種類(lèi)、鑄件的大小及形狀等因素。臨界壁厚：各種鑄造合金都存在一個(gè)臨