金屬工藝學(xué)鑄造

金屬工藝學(xué)鑄造5/8/20231第1頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四金屬熔化液態(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)一、鑄造：將液態(tài)合金澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，叫做鑄造。5/8/20232第2頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四二、鑄造的特點(diǎn)：１、能制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯；２、鑄件重量及所用合金幾乎不受限制；３、鑄件的切削加工余量較小、成本低。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。但是：1、抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性不如鍛、焊件。

2、工藝復(fù)雜，故廢品率高。5/8/20233第3頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)液態(tài)合金的充型

一、充型概念：液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。

二、充型能力的影響因素：

１、合金的流動性（常用螺旋形試樣長度來衡量）：流動性愈好，充型能力愈好，愈便于澆鑄出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件。螺旋形試樣5/8/20234第4頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四1)、合金流動性的測定：用“螺旋形試樣”的長度來衡量。在相同澆注條件下，試樣愈長，流動性愈好。2)、影響合金流動性的因素：主要是合金的化學(xué)成分。液相線與固相線間的距離（T液－T固）稱為結(jié)晶間隔。結(jié)晶間隔越大流動性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動性最好.(圖2-3）。２、澆注條件(澆注溫度和充型壓力）：澆注溫度越高，充型壓力越大則充型能力越好。３、鑄型填充條件（鑄型的蓄熱能力，鑄型溫度和鑄型中的氣體）：鑄型的蓄熱能力低，鑄型溫度較高，鑄型排氣能力較好時則充型能力較好。由于充型能力低而引起的缺陷有：冷隔、澆不足。Fe-C合金流動性與含碳量關(guān)系5/8/20235第5頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四鑄件的凝固方式第二節(jié)鑄件的凝固與收縮一、鑄件的凝固

逐層凝固（充型能力好，便于補(bǔ)縮）１、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）中間凝固（介于上兩者間）5/8/20236第6頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四

合金的結(jié)晶溫度范圍２、影響凝固方式的主要因素合金性質(zhì)鑄件的溫度梯度鑄型的蓄熱能力澆注溫度二、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程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。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)量少，原子間距縮短，使其體積和尺寸縮小。

液態(tài)收縮ε液：T澆~T液的收縮，T澆越大，ε液則越大２、收縮的分類凝固收縮ε凝：T液~T固的收縮，結(jié)晶間隔越大,ε凝則越大

固態(tài)收縮ε固:T固~室溫的收縮,與合金的線膨脹系數(shù)有關(guān)。5/8/20237第7頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四三、鑄件中的縮孔與縮松：１、縮孔和縮松的形成：液態(tài)合金在冷凝過程中，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，按孔洞的大小和分布，分為縮孔和縮松。1）、縮孔：集中在鑄件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，有時暴露于表面?？s孔的形成影響因素：Ａ、ε液、ε凝的大??；Ｂ、澆注溫度的高低；Ｃ、鑄件厚度。5/8/20238第8頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２）、縮松：分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松。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，或者因合金呈糊狀凝固，被樹枝狀晶體分隔的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。逐層凝固合金易產(chǎn)生縮孔（如純金屬、共晶合金），糊狀凝固合金易產(chǎn)生縮松，（如錫青銅）。明集中縮孔暗集中縮孔分散縮孔縮松5/8/20239第9頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２、縮孔和縮松的防止：１）、適當(dāng)?shù)亟档蜐沧囟群蜐沧⑺俣?。２）、采用順序凝固、冒口補(bǔ)縮(順序凝固原則)。３）、按冷鐵、采用金屬型?？s孔部位的確定：常用“凝固等溫線法”、“內(nèi)切圓法”。5/8/202310第10頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四縮孔縮松5/8/202311第11頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四⑵偏析：合金中各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。鑄錠(件)在結(jié)晶時,由于各部位結(jié)晶先后順序不同，合金中的低熔點(diǎn)元素偏聚于最終結(jié)晶區(qū)，造成宏觀上的成分不均勻，稱宏觀偏析。適當(dāng)控制澆注溫度和結(jié)晶速度可減輕宏觀偏析。硫在鋼錠中偏析的模擬結(jié)果5/8/202312第12頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四⑶氣孔: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)晶時未逸出而存留于鑄錠(件)中的氣泡.鑄錠中的封閉的氣孔可在熱加工時焊合，張開的氣鑄件中的氣孔孔需要切除。鑄件中出現(xiàn)氣孔則只能報廢。5/8/202313第13頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)鑄造內(nèi)應(yīng)力變形和裂紋內(nèi)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)的是固態(tài)收縮。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)力。１、機(jī)械應(yīng)力（受機(jī)械阻礙而形成的）原因：鑄件固態(tài)收縮時，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)力使鑄件產(chǎn)生拉伸或剪切應(yīng)力，并且是暫時的，在鑄件落砂之后，這種應(yīng)力便可自行消失。5/8/202314第14頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２、熱應(yīng)力：由于同一構(gòu)件各部分冷卻速度不同，以致在同一時期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的。

１）、熱應(yīng)力的形成

再結(jié)晶溫度（t臨）：產(chǎn)生了加工硬化的工件，在加熱至某一溫度后能發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，此溫度叫再結(jié)晶溫度。高于再結(jié)晶溫度時，材料處于塑性狀態(tài)，低于再結(jié)晶溫度時材料處于彈性狀態(tài)。

5/8/202315第15頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四T0-T1均處于塑性狀態(tài)T1-T2Ⅱ處于彈性狀態(tài)，Ⅰ處于塑性狀態(tài)T2-T3Ⅰ、Ⅱ均處于彈性狀態(tài)ABCD5/8/202316第16頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四冷至室溫（T3）時，桿Ⅰ受拉，桿Ⅱ受壓。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。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，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，同時應(yīng)力過大時，會導(dǎo)致變形、開裂而報廢。壁厚差２）、熱應(yīng)力的影響因素線收縮率彈性模量5/8/202317第17頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四３）、預(yù)防措施：

Ａ、設(shè)計壁厚均勻的鑄件；

Ｂ、選用線收縮率小的合金；

Ｃ、在工藝上采取措施，控制鑄件厚處和薄處同時冷卻（同時凝固原則）；

Ｄ、對已存在應(yīng)力鑄件進(jìn)行低溫去應(yīng)力退火。

5/8/202318第18頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四二、鑄件的變形與防止：１、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，就會引起鑄件變形。通過應(yīng)變來減小應(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)生拉伸變形。變形過大時將引起報廢。減小內(nèi)應(yīng)力的所有方法２、防止措施：反變形法時效處理（人工時效、自然時效）5/8/202319第19頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四三、鑄件的裂紋與防止：１、產(chǎn)生的原因和分類：當(dāng)鑄件內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時，鑄件便產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致鑄件報廢。根據(jù)裂紋產(chǎn)生時溫度的不同分為熱裂和冷裂。２、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形成的機(jī)械應(yīng)力超過該溫度下的強(qiáng)度極限。合金性質(zhì)：結(jié)晶特點(diǎn)、化學(xué)成分等(鑄鋼\Ａ、主要影響因素：鑄鋁\可鍛鑄鐵熱裂傾向大)。

鑄型阻力Ｂ、特征：裂紋小、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色?？刂疲小ⅲ雍浚?、防止措施：提高鑄型退讓性5/8/202320第20頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四３、冷裂：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）Ａ、影響因素：含Ｐ量鑄件結(jié)構(gòu)Ｂ、特征：裂紋細(xì)小、呈連續(xù)直線狀，有時縫內(nèi)呈輕微氧化色。Ｃ：防止措施：與影響因素相對應(yīng)，另外澆注后勿過早開箱。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)力的方法對減少變形和裂紋傾向都是有效的。5/8/202321第21頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202322第22頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202323第23頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202324第24頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四*第四節(jié)鑄件中的氣孔氣孔：氣體在鑄件中形成的孔洞。它是鑄件中最常見的缺陷。破壞金屬的連續(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：氣孔種類形成原因特征預(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)的材料周圍清潔；砂的透氣性5/8/202325第25頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)鑄件的質(zhì)量控制１、合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)；２、合理制訂鑄件的技術(shù)要求；３、模型質(zhì)量檢驗(yàn)；４、鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)；５、鑄件熱處理。5/8/202326第26頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四

第二章常用合金鑄件的生產(chǎn)第一節(jié)鑄鐵件生產(chǎn)5/8/202327第27頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四一、鑄鐵簡介：（C%>2.11%的Fe-C合金，常為2.8~3.5%C），是價廉、應(yīng)用廣泛的鑄造合金（占機(jī)器總重量50%以上）。

白口鑄鐵

（C以Fe3C存在）

普通灰口鑄鐵（HT）二、鑄鐵的分類灰口鑄鐵可鍛鑄鐵（KT）

（C以G存在)

球墨鑄鐵(QT）蠕墨鑄鐵(RuT)麻口鑄鐵

(C以G+Fe3C)5/8/202328第28頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２、HT的性能：

１）、機(jī)械性能：σb和彈性模量比鋼低得多（通常σb

僅為120~250Mpa），塑、韌性近于0，屬脆性材料；但抗壓強(qiáng)度與鋼相近（一般達(dá)600~800Mpa）；

２）、工藝性能：不能鍛、沖；焊接性能性差；但鑄造性能優(yōu)良；切削加工性能好。

３）、減振性好（為鋼的5~10倍）；

４）、耐磨性較鋼好；

５）、缺口敏感性低；三、灰口鑄鐵（占各類鑄鐵總產(chǎn)量的80%）

１、HT的組織

金屬基體＋片狀石墨

（?？醋魇怯写罅课⑿×鸭y或孔洞的碳鋼,強(qiáng)度利用率為30~50%）5/8/202329第29頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四按HT中金屬基體顯微組織分類：

１）、珠光體灰口鑄鐵：在P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，用來制造較為重要的機(jī)件。

２）、珠光體＋鐵素體HT：在（P+F）的基體上分布著較為粗大的石墨片（G）。是用途最廣的一種HT。

３）、鐵素體HT：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。提高HT性能有兩條途徑：Ａ、改變石墨的數(shù)量、大小、形狀及分布情況，以減輕石墨對金屬基體的割裂作用。Ｂ、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。5/8/202330第30頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四４、影響鑄鐵組織和性能的因素１）、化學(xué)成分（鑄鐵中主要的化學(xué)成分是:C、Si、Mn、S、P。①、Ｃ、Si：Ｃ是形成石墨和促進(jìn)石墨化元素；Si：強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化和改善鑄造性能的元素。HT中Ｃ、Si含量一般是：2.7~3.9%C，1.1~2.6%Si。即接近共晶成分?？筛鶕?jù)碳當(dāng)量法計算：Ｃ當(dāng)=C%+0.3Si%②、Mn、S、P：S阻礙石墨化、↑熱脆、↓鑄造性能，須嚴(yán)格控制（0.1~0.15%以下）。Ｍn：抵消Ｓ的有害作用，提高基體強(qiáng)、硬度，但阻礙石墨化（常為0.6~1.2%）。P：使鑄造性能有所改善,但冷脆↑,屬有害雜，(0.5%以下)白口麻口P+GP+F+GF+G5/8/202331第31頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２）、冷卻速度（受鑄型材料、鑄件壁厚影響）：冷速的不同將導(dǎo)致組織的不同和晶粒粗細(xì)的不同。冷速越大出現(xiàn)白口的可能性越大，組織越細(xì)。

5/8/202332第32頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四灰鑄鐵的孕育鑄鐵：采用碳、硅含量稍低的鐵水，并通過孕育處理（孕育劑為75%Si的硅鐵），得細(xì)小均勻的石墨，且得珠光體基體。孕育鑄鐵特點(diǎn)：1)、強(qiáng)、硬度比普通HT顯著提高；2)、塑、韌性仍很低；3)、冷速對組織性能影響小。適用于靜載荷下要求σb高、耐磨、高氣密性鑄件,厚大鑄件。5/8/202333第33頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5、生產(chǎn)特點(diǎn)：沖天爐熔煉，大多數(shù)不需爐前處理，；流動性好、收縮率小，常不需冒口與冷鐵等工藝措施，易生產(chǎn)薄壁復(fù)雜件。6、牌號與應(yīng)用：牌號：“HT”+數(shù)字（表示最低抗拉強(qiáng)度值）5/8/202334第34頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202335第35頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四灰口鑄鐵件5/8/202336第36頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２、可鍛鑄鐵（KT）：（又稱瑪鋼或瑪鐵）：是將白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火而成的。石墨成團(tuán)絮狀，使σb↑

、塑性和韌性↑。分為黑心可鍛鑄鐵（KTH）和珠光體可鍛鑄鐵（KTZ）。可鍛鑄鐵是用碳（2.4~2.8%)、硅(0.4~1.4%)含量較低的鐵水先澆注出白口件，然后經(jīng)長時間的可鍛化退火（920~980?C，保溫幾十小時）而使Fe3C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<25mm的鑄件5/8/202337第37頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四可鍛鑄鐵應(yīng)用5/8/202338第38頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四３、球墨鑄鐵（QT）：向出爐的鐵水中加入球化劑和孕育劑。而得到的球狀石墨鑄鐵。分為鐵素體球鐵（塑性、韌性好）和珠光體球鐵（強(qiáng)度、硬度高）。QT性能：Ａ、機(jī)性遠(yuǎn)超過HT、優(yōu)于KT，可與鋼媲美；Ｂ、具有HT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Ｃ鋼近、耐磨性優(yōu)于表面淬火鋼；Ｃ、可通過熱處理提高性能；應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，成功地取代了許多KT、鑄鋼件及部分負(fù)載較重，但沖擊不大的鍛件。5/8/202339第39頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202340第40頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四球墨鑄鐵件剎車片5/8/202341第41頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四2.6X8m五、鑄鐵牌號的含義：HT（為普通灰口鑄鐵），其后的三位數(shù)表示最低抗拉強(qiáng)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，第二組數(shù)表示延伸率大小。如：KTZ550-4、QT700-2離心鑄造方法生產(chǎn)污水管5/8/202342第42頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四蠕墨鑄鐵：是石墨成蠕蟲狀（石墨片短而厚、頭部較圓）的鑄鐵。

蠕墨鑄鐵的組織介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間，機(jī)械性能也介于兩者之間。蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱性、減振性、鑄造性能均優(yōu)于球鐵，與灰鐵接近，但高溫強(qiáng)度、熱疲勞性能大大優(yōu)于灰鐵。5/8/202343第43頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四蠕墨鑄鐵閘瓦烤箱鑄件應(yīng)用5/8/202344第44頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)鑄鋼件生產(chǎn)一、鑄鋼的類別、性能和應(yīng)用鑄造碳鋼Ｃ：0.25~0.45ZG25、ZG45１、類別鑄造合金鋼如：ZGMn13、ZG1Cr18Ni9編號方法是在以前所介紹過的鋼號前加“ZG”２、性能：1)、σb、σs與QT相近，但δ、ak高于QT。2)、鑄造性能比球鐵差，沒有鑄鐵的一些特殊性能。３、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，如火車輪、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)雜巨大鑄件。Ｃ、質(zhì)量較QT穩(wěn)定，生產(chǎn)大斷面和薄壁鑄件。5/8/202345第45頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四二、鑄鋼件的生產(chǎn)特點(diǎn)：１、多用電爐熔煉；２、應(yīng)采用高耐火度的型砂和涂料；３、大量地應(yīng)用冒口和冷鐵，常占鑄件重量的25~50%；４、采用流動平穩(wěn)的底注式澆注系統(tǒng)；５、對鑄鋼件進(jìn)行熱處理。5/8/202346第46頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)銅、鋁合金鑄件生產(chǎn)

一、鑄造銅合金

純銅也稱紫銅。有良好的塑性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐蝕性。但因強(qiáng)度低，不宜制作結(jié)構(gòu)零件，多用于電器工業(yè)；機(jī)制工業(yè)常用的是銅合金。

１、分類：分為黃銅和青銅

２、牌號及其含義（表2-7）

5/8/202347第47頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四３、性能及應(yīng)用：１）、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。２）、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。４、鑄件生產(chǎn)特點(diǎn)：１）、熔煉時采用間接加熱，對ZQ應(yīng)用磷銅脫氧。２）、造型時應(yīng)開設(shè)使銅液流動平穩(wěn)的澆注系統(tǒng)。３）、ZH需用冒口，使其順序凝固，以便補(bǔ)縮。三、鑄造鋁合金：１、鋁合金分類：分為形變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。5/8/202348第48頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２、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。１）、常用的Al-Si合金，又稱硅鋁明；其流動性好，ε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。鋁合金的牌號不反應(yīng)機(jī)性、也不反應(yīng)化學(xué)成分。（表2-8）３、鑄鋁件生產(chǎn)特點(diǎn)：１）、熔煉時間接加熱。２）、出爐前應(yīng)去氣處理；３）、加入鈉鹽等變質(zhì)劑進(jìn)行細(xì)化晶粒的變質(zhì)處理。5/8/202349第49頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第三章砂型鑄造一、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)。二、鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種工藝符號表示出鑄造工藝方案的圖形。最主要的幾個組成因素是：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。5/8/202350第50頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)造型方法的選擇

一、分類：（手工造型、機(jī)器造型）

二、各造型方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：

１、手工造型

Ａ、操作靈活，大小鑄件均可適應(yīng)?？煞譃椋赫Ｔ煨?、分模造型、活塊造型、挖砂造型、三箱造型等方法；

Ｂ、模型和砂箱費(fèi)用低、生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短；

Ｃ、對工人技術(shù)水平要求較高；

Ｄ、尺寸精度及表面質(zhì)量較差；

Ｅ、生產(chǎn)率低。

多用于單件、小批生產(chǎn)，有時也用于較大批量生產(chǎn)。5/8/202351第51頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四整模造型:模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個鑄型內(nèi)。其造型簡單，鑄件不會產(chǎn)生錯型缺陷。成品木模先造下箱再造上箱合箱澆注5/8/202352第52頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四挖砂造型:模樣雖然是整體的，但鑄件分型面是曲面，為了能起出模樣，造型使用手工挖去阻礙起模的型砂。放木模、造下箱翻轉(zhuǎn)、挖砂造上箱起模、合箱5/8/202353第53頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四為了克服上述挖砂造型的挖砂缺點(diǎn)，在造型前預(yù)先制造底胎，再在底胎上造下箱。由于底胎并不參加澆鑄，故稱假箱

5/8/202354第54頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四活塊造型：制模時將鑄件上有妨礙起模的小凸臺制成活動部分。起模時，先起出主體模樣，然后再從側(cè)面取出活塊。其造型費(fèi)時，要求工人技術(shù)水平高

5/8/202355第55頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四刮板造型：用刮板代替木模造型?？纱蟠蠼档湍Ｐ统杀?，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但要求工人技術(shù)水平高。5/8/202356第56頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四三箱造型5/8/202357第57頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四鑄造軋制5/8/202358第58頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四２、機(jī)器造型（緊砂、起模由機(jī)械完成）：Ａ、零件只準(zhǔn)有一個分型面；Ｂ、要求盡量少用或不用活塊；Ｃ、生產(chǎn)的鑄件精度高；Ｄ、生產(chǎn)率高、勞動條件得以改善；Ｅ、設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長。適于大批量生產(chǎn)。5/8/202359第59頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202360第60頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)澆注位置與分型面的選擇一、澆注位置的選擇１、澆注位置與澆口位置：澆注位置：指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置，具體是指鑄件上的某個表面是位于鑄型的上表面、側(cè)面、還是下面而言。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)合金流入鑄型型腔的位置。２、澆注位置選擇原則：Ａ、重要加工表面朝下／側(cè)面；Ｂ、大平面朝下；Ｃ、薄壁位于下部或垂直、傾斜；Ｄ、易產(chǎn)生縮孔件，厚壁處于分型面附近的上部或側(cè)面。車床床身卷揚(yáng)筒薄壁件上下5/8/202361第61頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四二、鑄型分型面的選擇原則：

1、應(yīng)便于起模、使造型工藝簡化（盡量使分型面平直、數(shù)量少，避免不必要的活塊和型芯）*5/8/202362第62頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四*5/8/202363第63頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四2、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。車床床身**5/8/202364第64頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四第三節(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：１、機(jī)加工余量：鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱為機(jī)加工余量.決定因素：生產(chǎn)批量、合金種類、鑄件大小、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在澆注時的位置。（表2-9）２、鑄孔：較大的孔槽應(yīng)鑄出，較小不必鑄出：HT鑄出時的最小尺寸：30~50mm，成批：15~30mm，大量：12~15mm，不必加工的孔無論大小都鑄出。5/8/202365第65頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四二、拔模斜度（圖示2-36）

１、為使模型（型芯）易于從砂型（芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造模型時必須留出一定傾斜度，此斜度叫拔模斜度或鑄造斜度。２、影響因素：立壁高度、造型方法、模型材料等；一般外壁：15`~3°，內(nèi)壁：3~10°。5/8/202366第66頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四三、收縮率：由于合金的線收縮，模型尺寸必須比鑄件放大一個該合金的收縮量。四、型芯頭：分為水平芯頭、垂直芯頭、特殊式（如懸臂頭、吊芯等）。5/8/202367第67頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四支座支座的鑄造工藝圖第四節(jié)綜合分析舉例

5/8/202368第68頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/8/202369第69頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四圖2-41分型面的選擇5/8/202370第70頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四*第四章特種鑄造一、熔模精密鑄造（失蠟鑄造）１、工藝過程：A、蠟?zāi)Ｖ圃?；B、蠟?zāi)＝M裝；Ｃ、結(jié)殼；Ｄ、脫蠟和造型；Ｆ、焙燒和澆注；Ｇ、落砂和清理。２、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：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)：1)、材料昂貴、工藝繁雜，生產(chǎn)周期長；2)、難以全盤機(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。5/8/202371第71頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四二、金屬型鑄造（永久型鑄造）１、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。２、工藝過程：３、特點(diǎn)和適用范圍：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)：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。5/8/202372第72頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四三、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。１、工藝過程：２、壓鑄特點(diǎn)及適用范圍：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)過程自動化。缺點(diǎn)：壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費(fèi)用高、周期長；壓鑄合金的種類受限制（低熔點(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：適于有色合金的薄壁小件大量生產(chǎn)，在航空、汽車、電器、儀表工業(yè)廣泛應(yīng)用。5/8/202373第73頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四四、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