鑄造理論的資料

鑄造理論的資料第1頁(yè)/共28頁(yè)（3）以自學(xué)為主，通過(guò)課堂教學(xué)、討論與答疑、課后練習(xí)與實(shí)驗(yàn)等方式輔助學(xué)習(xí)。

以教材為主，根據(jù)需要參看有關(guān)書(shū)籍。主要參考資料：1.?材料成形工藝基礎(chǔ)?

沈其文主編

華中科技大學(xué)出版社2.?機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)?熊良山主編華中科技大學(xué)出版社三.學(xué)習(xí)安排本課程共計(jì)40學(xué)時(shí)。金工實(shí)習(xí)金工實(shí)驗(yàn)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)及制造大賽（2）理論聯(lián)系實(shí)際第2頁(yè)/共28頁(yè)

第5章形面加工方法(6學(xué)時(shí))第4章材料切削加工基礎(chǔ)(4學(xué)時(shí))第3章焊接工藝(6學(xué)時(shí))

第2章鍛壓工藝(6學(xué)時(shí))

第1章鑄造工藝(6學(xué)時(shí))第6章材料成形新工藝與特種加工(2學(xué)時(shí))第7章機(jī)械加工工藝規(guī)程(6學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定辦法：考試成績(jī)占70作業(yè)及表現(xiàn)占20實(shí)驗(yàn)報(bào)告占10考試方式：開(kāi)卷。第3頁(yè)/共28頁(yè)第1章鑄造工藝

鑄造是將液態(tài)金屬澆入鑄型型腔，使其冷卻凝固而獲得毛坯或零件的成形工藝。第4頁(yè)/共28頁(yè)鑄造成形的特點(diǎn):1.可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜(特別是內(nèi)腔復(fù)雜)的毛坯或零件。2.鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)范圍廣。使用的材料廣泛；

凡能熔化成液態(tài)的材料(包括金屬、塑料和陶瓷等)幾乎均可用于鑄造。而應(yīng)用廣泛的鑄鐵件只能通過(guò)鑄造方法成形。第5頁(yè)/共28頁(yè)第6頁(yè)/共28頁(yè)(2)鑄件的大小幾乎不受限制；

出土于曾侯乙墓的編鐘，是我國(guó)戰(zhàn)國(guó)早期的打擊樂(lè)器，共有64件，總重量2567公斤，全部為青銅鑄件。其中最小的一件重2.4公斤，高20.2厘米；最大的一件重203.6公斤，高153.4厘米。第7頁(yè)/共28頁(yè)(3)適用于各種批量的生產(chǎn)；3.鑄造生產(chǎn)成本較低由于鑄造過(guò)程中使用的造型材料、模樣(或模板)、砂箱等各種裝備都可以反復(fù)使用，所以大批量生產(chǎn)時(shí)，鑄件的成本較低。4.鑄件的力學(xué)性能較低由于液態(tài)成形件晶粒粗大，內(nèi)部組織的均勻性及致密度都較低，所以鑄件的綜合力學(xué)性能(特別是塑性)較差。第8頁(yè)/共28頁(yè)§1-1合金的鑄造性能1.合金的充型能力液態(tài)合金充滿(mǎn)型腔、獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力。

結(jié)論:

共晶合金的流動(dòng)性好，結(jié)晶間隔大的合金流動(dòng)性差。（1）合金的流動(dòng)性液態(tài)金屬自身的流動(dòng)能力。其大小主要受合金化學(xué)成分的影響。第9頁(yè)/共28頁(yè)(2)澆注條件a)

澆注溫度

b)充型壓力

(3)鑄型條件a)鑄型導(dǎo)熱能力

b)鑄型溫度

c)鑄型中的氣體(1)180轉(zhuǎn)/分(2)720轉(zhuǎn)/分

(1)金屬型(2)硅橡膠型

第10頁(yè)/共28頁(yè)(1)Sn-10％Pb

(2)Sn-37％Pb討論:

(1)在離心鑄造實(shí)習(xí)中，為什么不使用純錫而選用錫鉛合金?(2)當(dāng)加熱溫度過(guò)高時(shí)，金屬液會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?這種狀況對(duì)鑄件質(zhì)量有何影響?(3)當(dāng)模具轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，鑄件易產(chǎn)生什么缺陷?怎樣防治?(4)試比較金屬型、砂型、橡膠型的導(dǎo)熱性，根據(jù)鑄件的尺寸變化如何選用鑄型?第11頁(yè)/共28頁(yè)2.合金的收縮性從澆鑄到室溫鑄件的體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。

合金收縮的三個(gè)階段：

(1)液態(tài)收縮液討論:

在常用鑄造合金中，為什么鋼的收縮率大(約為12%)，鐵的收縮率小(約7.8%)?總=液+凝+固(3)固態(tài)收縮固用線(xiàn)收縮率表示。(2)凝固收縮凝

用體收縮率表示。第12頁(yè)/共28頁(yè)第13頁(yè)/共28頁(yè)

鑄件中的縮孔和縮松

（1）形成原因（3）防止措施（2）縮孔和縮松對(duì)鑄件質(zhì)量的影響選用收縮性小的合金鑄造;設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，應(yīng)盡量地使其壁厚均勻;第14頁(yè)/共28頁(yè)順序凝固采用順序凝固的原則制定鑄造工藝。第15頁(yè)/共28頁(yè)例一第16頁(yè)/共28頁(yè)1(1)內(nèi)應(yīng)力的形成

原因：固受阻。結(jié)果：導(dǎo)致鑄件變形、開(kāi)裂。

鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋熱應(yīng)力鑄件各部分冷卻速度不同，以致在同一時(shí)間內(nèi)，各部分收縮不一致、相互約束而引起。第17頁(yè)/共28頁(yè)熱應(yīng)力第18頁(yè)/共28頁(yè)

結(jié)果：鑄件緩冷處（厚壁或心部）受拉伸；快冷處（薄壁或表層）受壓縮。應(yīng)力防治:

設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使鑄件的壁厚均勻；鑄造時(shí)，應(yīng)采用同時(shí)凝固的原則制定工藝。第19頁(yè)/共28頁(yè)大牙圈鑄造工藝特點(diǎn)：（1）采用底注式澆注系統(tǒng)，鐵水從20個(gè)內(nèi)澆口均勻地切入型腔，充型平穩(wěn)。（2）滾齒部分放置外冷鐵圈，保證鑄件同時(shí)凝固。（3）上表面均勻地放置8個(gè)冒口，起補(bǔ)縮和出氣的作用。第20頁(yè)/共28頁(yè)2）機(jī)械應(yīng)力是鑄件的固態(tài)收縮受到鑄型或型芯等機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。防治:提高鑄型和型芯的退讓性；通過(guò)退火處理消除內(nèi)應(yīng)力。第21頁(yè)/共28頁(yè)(2)鑄件的變形與防止1）變形條件：內(nèi)>S，鑄件將自發(fā)地通過(guò)變形來(lái)緩解其內(nèi)應(yīng)力，以趨穩(wěn)定。

2）變形方向：受拉部位尺寸減小

，受壓部位尺寸伸長(zhǎng)。3)減少變形的措施

設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，使其截面形狀對(duì)稱(chēng)；第22頁(yè)/共28頁(yè)

采用“反變形”工藝;

車(chē)床床身?yè)锨冃问疽鈭D提問(wèn):該梁壁厚均勻，為什么還會(huì)產(chǎn)生變形?

怎樣改進(jìn)槽型梁的結(jié)構(gòu)?第23頁(yè)/共28頁(yè)

（3）鑄件的裂紋與防止裂紋產(chǎn)生的條件：內(nèi)>b

1)熱裂紋鑄件凝固末期、在接近固相線(xiàn)的高溫下形成的。第24頁(yè)/共28頁(yè)3)防止裂紋的措施a、增加型砂和芯砂的退讓性。b、設(shè)計(jì)鑄造園角或防裂筋。冷裂紋在較低溫度下，鑄件的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)了合金的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生的。第25頁(yè)/共28頁(yè)3.合金的吸氣性析出氣孔在冷卻及凝固過(guò)程中，因氣體溶解度下降，析出氣體，來(lái)不及從液面排出而形成氣孔。Al-Si合金中的典型析出性氣孔第26頁(yè)/