第二篇第1章 铸造工艺基础

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1、第一篇第一篇 铸造铸造一、铸造一、铸造(金属液态成型技术金属液态成型技术) 将液体金属浇铸到与零件形状、尺寸相适应的铸将液体金属浇铸到与零件形状、尺寸相适应的铸型空腔中型空腔中, ,待其冷却凝固后待其冷却凝固后, ,以获得零件或毛坯的生产以获得零件或毛坯的生产方法方法. . 称为称为铸造铸造。 用铸造方法制成的毛坯或零件称为用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件铸件。 铸造铸造工艺过程工艺过程主要包括：金属熔炼、铸型制造、主要包括：金属熔炼、铸型制造、浇注凝固和落砂清理等。浇注凝固和落砂清理等。 铸件的铸件的材质材质有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合金等。金等。

2、绪论绪论 铸造成形的原理铸造成形的原理4 二二. .铸造方法铸造方法 手工造型 机器造型 金属型铸造熔模铸造压力铸造低压铸造陶瓷型铸造离心铸造液态成型工艺液态成型工艺砂型铸造特种铸造5 （一）砂型铸造（一）砂型铸造1、手工造型手工造型 整模造型:整体模,分型面是平面时,整模两型造型 分模造型:分开模 三箱造型三箱造型: :铸型由上中下三型构成,分型面是平面 活块造型 挖砂造型挖砂造型 刮板造型等手工造型手工造型6 （一）砂型铸造（一）砂型铸造 2 2、机器造型、机器造型( (只用于两箱造型只用于两箱造型) ) 优点优点: :生产效率高生产效率高, ,铸件尺寸精度好铸件尺寸精度好, ,手工余量少

3、手工余量少, ,成本低成本低, , 劳动强度低劳动强度低, ,铸件质量稳定铸件质量稳定. . 震压造型机震压造型机三三.铸造特点铸造特点 优点优点:1 、适应范围广适应范围广。可以生产形状复杂的零件。可以生产形状复杂的零件,尤其复杂内腔的零件尤其复杂内腔的零件(如如汽车用多缸水冷整铸汽缸体汽车用多缸水冷整铸汽缸体)铸件大小几乎不限（铸件外形尺寸可铸件大小几乎不限（铸件外形尺寸可从几毫米到十几米，壁厚可从从几毫米到十几米，壁厚可从1mm到到1m ） ；生产的批量不限。；生产的批量不限。2 、可以制造各种合金铸件可以制造各种合金铸件（如铸铁、铝合金、铜合金、合金钢、（如铸铁、铝合金、铜合金、合金钢

4、、碳素钢等）。碳素钢等）。3、铸件尺寸精度高铸件尺寸精度高。4、铸件形状、尺寸与零件相近，减少了切削加工余量铸件形状、尺寸与零件相近，减少了切削加工余量，所以成本，所以成本低廉。低廉。可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；在可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；在金属切削机床中，铸件占机床总重量金属切削机床中，铸件占机床总重量75%以上，而生产成本仅占以上，而生产成本仅占1530%。 应用广泛应用广泛: 农业机械农业机械4070% 机床机床:7080% 在汽车中占在汽车中占40-60%(重量重量) 典型铸件示例典型铸件示例缸体缸体缸盖缸盖 缺点缺点: 1、机械性能不如锻件机

5、械性能不如锻件(组织粗大组织粗大,缺陷多等缺陷多等) 2、铸造工序多，生产周期长。工人劳动强度大、铸造工序多，生产周期长。工人劳动强度大. 3、铸件凝固过程不能精确控制，铸件质量不稳、铸件凝固过程不能精确控制，铸件质量不稳定定,工序多工序多,影响因素复杂影响因素复杂,易产生缺陷。易产生缺陷。 4、劳动条件较差。、劳动条件较差。 四四. .我国铸造技术的发展我国铸造技术的发展n铸造历史悠久，约有铸造历史悠久，约有6000年历史。是人类掌年历史。是人类掌握较早的一种金属热加工工艺。握较早的一种金属热加工工艺。n我国是世界上最早掌握铸造技术的文明古国之我国是世界上最早掌握铸造技术的文明古国之一，是最

6、早应用铸铁的国家。公元前一，是最早应用铸铁的国家。公元前1700-前前1000年已进入青铜铸件的全盛时期。工艺上年已进入青铜铸件的全盛时期。工艺上已达到相当高的水平。已达到相当高的水平。中国古代铸造文物中国古代铸造文物n 商朝的司母戊方鼎商朝的司母戊方鼎重重875公斤公斤战国时期的曾候乙尊盘战国时期的曾候乙尊盘通高通高416mm,尊高尊高301mm口径口径250mm盘高盘高235mm口径口径580mmn1978年湖北随州出土的曾候乙墓青铜编钟年湖北随州出土的曾候乙墓青铜编钟65个个青铜套青铜套佩剑铜人佩剑铜人北京明朝永乐青铜大钟，北京明朝永乐青铜大钟，重达重达46.5t，钟高，钟高6.75m，

7、钟唇厚钟唇厚22cm，外径，外径3.3m，钟体内遍铸经文，钟体内遍铸经文22.7万字，万字，击钟时尾音长达击钟时尾音长达2分钟以上，传距分钟以上，传距20km河北沧州大铁狮河北沧州大铁狮铸于后周广顺三年铸于后周广顺三年(953年年)距今已有一千多年距今已有一千多年 唐代黄河大铁牛唐代黄河大铁牛（永济市（永济市蒲州城西黄河古道两岸）黄河古道两岸） 第一章第一章 铸造工艺基础铸造工艺基础 1液态合金的充型能力液态合金的充型能力n液态金属液态金属充满铸型型腔充满铸型型腔，获得尺寸精确获得尺寸精确、轮廓轮廓清晰清晰的成型件的能力的成型件的能力。充型能力不足充型能力不足浇不足浇不足冷冷 隔隔夹夹 砂砂气

8、气 孔孔夹夹 渣渣没完整融合缝隙或凹坑不能得到完整的零件浇不足浇不足冷隔冷隔 充型能力的影响因素充型能力的影响因素合金流动性、浇注条件、铸型填充条件、铸件结构条件一一.合金流动性合金流动性:液态金属本身的流动能力1 流动性对铸件质量影响：流动性对铸件质量影响：1)流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2)流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮、排除.3)流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.n在常用铸造合金中,灰口铸铁铝硅合金黄铜灰口铸铁铝硅合金黄铜流动性最好，钢较差。流动性最好，钢较差。 2 测定流动性的方法测定流动性的方法: 通常用浇注的螺通常用浇注的螺旋形

9、试样的长度旋形试样的长度来衡量合金的流来衡量合金的流动性。如图所示动性。如图所示的螺旋形试样，的螺旋形试样，其截面为等截面其截面为等截面的梯形，试样上的梯形，试样上隔隔50mm长度有长度有一个凸点，以便一个凸点，以便于计量其长度。于计量其长度。合金的流动性愈合金的流动性愈好，其长度就愈好，其长度就愈长。长。 在常用铸造合金中在常用铸造合金中,灰口铸铁铝硅合金黄铜流灰口铸铁铝硅合金黄铜流动性最好，铸钢较差。动性最好，铸钢较差。3 影响流动性的因素影响流动性的因素n主要是化学成分主要是化学成分:n1)纯金属流动性好纯金属流动性好:一定温度下结晶一定温度下结晶,凝固层表凝固层表面平滑面平滑,对液流阻

10、力小对液流阻力小.n2)共晶成分合金流动性好共晶成分合金流动性好:恒温凝固恒温凝固,由于已凝由于已凝固层的内表面光滑，对液态合金的流动阻力小。固层的内表面光滑，对液态合金的流动阻力小。且熔点低且熔点低,过热度大过热度大,推迟了合金凝固推迟了合金凝固.n3)非共晶成分流动性差非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围结晶在一定温度范围内进行内进行,初生数枝状晶阻碍液体流动初生数枝状晶阻碍液体流动合金成分合金成分加入不同的合金元素对流动性也有影响：加入不同的合金元素对流动性也有影响：如：加入硅，改善流动性；加入锰、硫，流动性降低如：加入硅，改善流动性；加入锰、硫，流动性降低 充型能力的影响因素 二二

11、 .浇注条件浇注条件1、 浇注温度浇注温度: t 合金粘度下降合金粘度下降,过热度高过热度高. 合金在铸件中保持流动合金在铸件中保持流动的时间长的时间长,充型能力就好充型能力就好. t 提高充型能力提高充型能力. 但过高但过高,易产生缩孔易产生缩孔,粘砂粘砂,气孔、气孔、 粗晶等缺陷粗晶等缺陷,故不宜过高故不宜过高高温出炉，低温浇注高温出炉，低温浇注n普通灰口铸铁浇注温度普通灰口铸铁浇注温度:12501380 碳素钢浇注温度碳素钢浇注温度: 15001550 铝合金的浇注温度铝合金的浇注温度: 6807802 、充型压力、充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力液态合金在流动方向上所受的压力