東北大學(xué)材料成型工藝學(xué)第一篇1-4章

材料成形工藝學(xué)（上）章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章金屬液態(tài)成形工藝概述4第二章金屬液態(tài)成形工藝原理4第三章金屬液態(tài)砂型成形工藝22第四章金屬液態(tài)成形特種工藝（連鑄工藝、電磁連鑄、金屬型等）1040主講辛啟斌材料成型研究所聯(lián)系方qbxin@163.com

課程內(nèi)容：

金屬液態(tài)成形工藝金屬固態(tài)成形工藝金屬重熔成形工藝金屬半固態(tài)成形工藝內(nèi)容繁多，技術(shù)復(fù)雜鑄造方法、連鑄軋制、壓加、鍛造焊接方法教材：《材料成形工藝學(xué)》

齊克敏等主編冶金工業(yè)出版社2006.1

教材：主要教學(xué)參考書：《材料成形原理》

陳平昌等主編機(jī)械工業(yè)出版社2003.3《材料成形基本原理》

劉全坤主編機(jī)械工業(yè)出版社2005.3《材料成形工藝學(xué)》

齊克敏等主編冶金工業(yè)出版社2006.1

第一章金屬液態(tài)成形工藝概述

軋制、壓力加工鑄造材料成形工藝形成的產(chǎn)品：半成品或成品毛坯或成品截面形狀一致（板、帶、型、線、管）

截面形狀不一致（鑄件）截面形狀一致（連鑄坯）

引言

金屬液態(tài)成形工藝通常稱為——鑄造。鋳造：是將液態(tài)金屬澆注到具有和機(jī)械零件形狀相適應(yīng)的鋳型型腔中，經(jīng)過凝固、冷卻之后，獲得毛坯或零件的金屬材料加工成形方法。

引言

鑄造產(chǎn)品稱為：鑄件、鑄錠、鑄坯、鑄帶等輕型貨車四缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體軋鋼機(jī)軋輥不銹鋼沖擊葉輪，4.3噸分體鑄造的鋼圈分體鑄造的齒輪整體鑄造的三峽電站

水輪發(fā)電機(jī)組下環(huán)高中壓外缸，40噸73D-9氣缸，70噸裝飾件鑄銅工藝品后母辛方鼎商代后期高80.1厘米，口橫長(zhǎng)64厘米1976年河南安陽(yáng)小屯出土中國(guó)國(guó)家博物館藏鼎：禮器、炊器地位象征：天子9鼎諸侯7鼎大夫5鼎最大的鼎：司母戊鼎875kg東周時(shí)期高118厘米，重64.28公斤1923年河南新鄭南門出土北京故宮博物院藏壺：酒器商朝晚期的禮器高58.3厘米，重34公斤1938年湖南寧鄉(xiāng)縣黃村出土中國(guó)國(guó)家博物館藏商代青銅方尊中最大的一件，是國(guó)家特級(jí)文物.四羊方尊周厲王時(shí)期的鑄器高20.6厘米，口徑54.6厘米臺(tái)北故宮博物院藏西周晚期高65.6厘米銘文123字，記錄周厲王親征南國(guó)事件臺(tái)北故宮博物院藏宗周鐘毛公鼎、散氏盤、宗周鐘（青銅器三大鎮(zhèn)館之寶）中國(guó)最具有藝術(shù)成就的是曾侯乙編鐘

一套65件，最大的高1.534米，重203.6公斤。

1978年湖北隨州市曾都區(qū)城西出土青銅鑄造，樂器總音域達(dá)到五個(gè)八度，略次于現(xiàn)代的鋼琴?？梢宰喑鑫迓?、六聲或七聲音階的音樂作品。中國(guó)最大的是“永樂大鐘”，高6.75米，鐘口外徑3.3米，重達(dá)46.5噸。明朝永樂年間制造，鐘體遍布佛經(jīng)咒語(yǔ)100多種，達(dá)23萬余字，仍是世界銘文最多的大鐘。

永樂大鐘沿襲了我國(guó)三大傳統(tǒng)鑄造工藝之一的泥范法，具體說是地坑造型表面陶范的泥范法。先按設(shè)計(jì)好的大鐘模型分7截制出供鑄造使用的外范，低溫陰干，焙燒成陶。接著在地上挖出10米見方的深坑巨穴，再根據(jù)鐘體不同斷面的半徑和厚度設(shè)計(jì)車刮板模，做出大鐘的內(nèi)范。然后將7個(gè)陶質(zhì)外圈依次對(duì)接套在內(nèi)范上拼裝成型，將熔化的金屬通過頂部的澆口澆進(jìn)鑄型。

永樂大鐘的鑄造方法：永樂大鐘的鑄造方法：直徑23.4點(diǎn)

厘米。唐代銅鏡，現(xiàn)藏于中國(guó)歷史博物館?；B人物螺鈿鏡（唐）銀背菱花鏡（唐）南山大佛（山東龍口）：高38.66米，重380噸，這座錫青銅釋迦牟尼大坐佛，為目前世界第一大銅鑄坐佛。大佛采用分體鑄造總體焊接的方法建造。峨眉山金頂四面十方普賢金像高48米，重660噸，為世界上最高的金佛。

金佛采用銅鑄鎦金工藝。我國(guó)的鑄造地位：1981年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量約500萬噸2000年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到1395萬噸（居世界第一位）2002年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到1626萬噸2004年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到1978萬噸（全球7500萬噸）2005年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到2442萬噸（全球8570萬噸）2006年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到2809萬噸（全球9137萬噸）2007年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到3127萬噸（全球9492萬噸）2008年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量達(dá)到3000萬噸（全球9500萬噸）2010年我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量3000萬噸（全球9000萬噸）我國(guó)的鑄造地位：鑄件種類分布：一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)1.適應(yīng)性強(qiáng)

鑄件重量：幾克~幾百噸鑄件壁厚：0.5毫米~1米鑄件長(zhǎng)度：幾毫米~十幾米鑄件材質(zhì)：鐵碳合金（鋳鐵、鋳鋼）、鋁合金、銅合金、鎂合金、鋅合金、鈦合金、復(fù)合材料等變速箱體（灰口鑄鐵）精密鑄造件（不銹鋼）水輪機(jī)鑄件（銅合金）箱體（鋁合金）葉輪（鈦合金）一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)1.適應(yīng)性強(qiáng)

鑄件重量：幾克~幾百噸鑄件壁厚：0.5毫米~1米鑄件長(zhǎng)度：幾毫米~十幾米鑄件材質(zhì)：鐵碳合金（鋳鐵、鋳鋼）、鋁合金、銅合金、鎂合金、鋅合金、鈦合金、復(fù)合材料等鑄造方法幾乎不受零件大小、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制。軋輥異型件裝飾件工藝品一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)2.尺寸精度高鑄件比鍛件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺寸，可節(jié)約大量的金屬材料和機(jī)械加工工時(shí)。

一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)2.尺寸精度高鑄件比鍛件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺寸，可節(jié)約大量的金屬材料和機(jī)械加工工時(shí)。

例如，精確成形技術(shù)可以節(jié)約金屬材料50—90%

減少機(jī)械加工工時(shí)30—70%

常見鑄造方法的尺寸精度和表面粗糙度

鑄造方法尺寸精度等級(jí)CT表面粗糙度Ra/μm普通砂型11~1550~400高壓造型8~1012.5~40壓力鑄造（有色）5~70.4~50熔模鑄造（鋼）5~70.8~12.5低壓鑄造5~9殼型鑄造1.6~25金屬型鑄造5~8（黑色7~9）0.8~100一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)2.尺寸精度高一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)3.成本低鑄件重量：在一般機(jī)械裝備總重量中占40～80%

在金屬切削機(jī)床中占70～80%

在汽車及農(nóng)業(yè)機(jī)械中占40～70%

但它的成本僅占總成本的25～30%

鋼的連鑄工藝：普通連鑄坯、異型坯、薄板坯、薄帶等，使鋼水的成形收得率提高6~12%，成材的成本降低5~10%以上；連鑄管坯軋管成本降低15%以上。

一、金屬液態(tài)成形工藝特點(diǎn)4.不足之處

存在結(jié)構(gòu)缺陷液態(tài)金屬成形件一般組織疏松，晶粒粗大，鑄件內(nèi)部有時(shí)