認(rèn)知實(shí)習(xí)介紹鑄造工藝學(xué)學(xué)生復(fù)習(xí)用-PPT課件

1、鑄造工藝簡(jiǎn)介,材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料系 馬旭梁 M2011.9.18,哈爾濱理工大學(xué),2,一、鑄造概念,二、鑄造工藝內(nèi)容,鑄造工藝簡(jiǎn)介,3,也稱為液態(tài)成形，通常是指將液態(tài)金屬（合金）注入鑄型中使之冷卻、凝固，從而獲得金屬制品的方法。,一、鑄造的概念,4,注入: 澆注方法 (熔化車間、工段) 壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等等 課程：特種鑄造方法；鑄造工藝學(xué),鑄型: 典型鑄型結(jié)構(gòu);( 配砂、造型、制芯工段) 型（芯）砂性能；型(芯)砂用原材料; 砂型（芯）的制備：手工和機(jī)器造型 課程：造型材料；鑄造機(jī)電一體化；鑄造工藝學(xué),液態(tài)金屬: 固態(tài)液態(tài) (熔化車間、工段) 合金

2、材料:成分配比-組織-性能 合金熔煉:設(shè)備及精煉工藝 課程:鑄造合金及熔煉; 冶金原理; 金屬學(xué);,5,鑄造產(chǎn)品,鑄件，有毛坯和零件之分,冷卻凝固: 液態(tài)固態(tài) 界面熱交換；充填能力； 冷卻凝固速度組織性能；掌握液態(tài)金屬結(jié)晶的基本規(guī)律、鑄件結(jié)晶組織的形成及控制途徑，分析在此過程中產(chǎn)生的缺陷的形成機(jī)理、影響因素和防止途徑 界面物理化學(xué)反應(yīng)：氣體和化合物的生成，缺陷形成機(jī)理和防止途徑 課程:鑄件形成理論; 金屬學(xué); 鑄造工藝學(xué),質(zhì)量等級(jí):合格品,一等品,優(yōu)等品,落砂、清理、檢驗(yàn)車間、工段,6,鑄造生產(chǎn)特點(diǎn),適用范圍廣,不受零件大小、厚薄和復(fù)雜程度的限制,可制造各種合金鑄件,與鍛件、焊接件相比，鑄件的

3、尺寸精度較高,成本低廉,鑄件占設(shè)備質(zhì)量的40%-80%，成本占總成本的25%-30%,7,8,如何獲得合格的鑄件？,液態(tài)合金質(zhì)量 基礎(chǔ),澆注方法 手段,型(芯)制造工藝保障,9,（一）鑄型金屬界面的相互作用,二、鑄造工藝主要內(nèi)容,（二）砂型和砂芯的制造,（三）鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì),10,（一）鑄型金屬界面的相互作用,界面發(fā)生物理、化學(xué)作用，發(fā)生傳熱、傳質(zhì)現(xiàn)象，并伴隨氣體的生成或有機(jī)物的燃燒和分解， 同時(shí)，型砂受熱膨脹。如果控制不當(dāng)，容易造成膨脹類缺陷、氣孔類、粘砂缺陷等,11,（二）砂型和砂芯的制造,1、研究型（芯）用原材料的基本性能及其對(duì)型（芯）砂性能的影響,2、型（芯）砂性能及其對(duì)鑄件質(zhì)量影

4、響的基本規(guī)律,3、型（芯）砂的配制及其性能控制和檢測(cè)的基本原理,12,（三）鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì),1、鑄造工藝方案及工藝參數(shù)的確定,2、澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵及鑄肋的設(shè)計(jì),3、工藝裝備設(shè)計(jì),13,1、鑄造工藝方案及工藝參數(shù)的確定,型砂鑄造工藝方案通常包括：造型、造芯方法和鑄型種類的選擇；澆注位置的確定；分型面的確定,鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)簡(jiǎn)稱工藝參數(shù)，通常是指鑄型工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的某些數(shù)據(jù)，包括：鑄造收縮率、機(jī)械加工余量、起模斜度、最小鑄出孔尺寸、工藝補(bǔ)正量、分型負(fù)數(shù)、反變形量、砂芯負(fù)數(shù)及分芯負(fù)數(shù)等。,14,繪制鑄造工藝圖，除了要正確掌握一般機(jī)械制圖的規(guī)則以外，還必須了解鑄造工藝符號(hào)及表示方法。以前由

5、于沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各廠使用的符號(hào)及表示方法有許多不一致的 地方。目前實(shí)行的是JB243578規(guī)定的“鑄造工藝符號(hào)及表示方法”，以便于符號(hào)的統(tǒng)一。,15,2、澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵及鑄肋的設(shè)計(jì),澆注系統(tǒng)是鑄型中液態(tài)金屬流入型腔的通道之總稱，一般由澆口杯、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內(nèi)澆道等部分組成。,(1) 澆注系統(tǒng)的概念、組成,) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),16,澆注系統(tǒng)按內(nèi)澆道在鑄件上的位置可分為頂注式澆注系統(tǒng)、底注式澆注系統(tǒng)、中間注入式澆注系統(tǒng)和階梯式澆注系統(tǒng)。,(2) 澆注系統(tǒng)的分類,17,優(yōu)點(diǎn)：易充滿，充型后上部溫度高于底部，有利于鑄件自下而上的順序凝固和冒口補(bǔ)縮，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于清除,缺點(diǎn)：易造成沖砂

6、缺陷，易出現(xiàn)飛濺、氧化、卷氣，使充型不平穩(wěn)，易產(chǎn)生砂孔、鐵豆、氣孔和氧化夾雜物缺陷。,18,優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)澆道基本在淹沒狀態(tài)下工作，充型平穩(wěn)，可避免金屬液飛濺、氧化及由此而形成的缺陷，有利于阻渣，氣體易排出。,缺點(diǎn)：溫度分布不利于順序凝固和冒口補(bǔ)縮，內(nèi)澆道附近易過熱，導(dǎo)致縮孔、縮松和結(jié)晶粗大等缺陷，金屬液面上升過程中易結(jié)皮，易形成澆不到、冷隔等缺陷。,19,20,21,A、選擇澆注系統(tǒng)類型 B、確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目和金屬引入方向 C、決定直澆道的位置和高度 D、計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬上升速度 E、計(jì)算阻流截面積 F、確定澆口比并計(jì)算各組無截面積,(3) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容,22,冒口是鑄型內(nèi)

7、用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用，習(xí)慣上把冒口所鑄成的金屬實(shí)體也稱為冒口。,(1) 冒口的概念、作用,2) 冒口的設(shè)計(jì),23,(2) 冒口的種類,24,25,通用冒口適用于所有合金鑄件，它應(yīng)遵守順序凝固的基本條件： A、冒口凝固時(shí)間大于或等于鑄件（被補(bǔ)縮部分）的凝固時(shí)間 B、有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮，補(bǔ)償澆注后型腔擴(kuò)大的體積 C、在凝固期間，要注意冒口位置的選擇，冒口有效補(bǔ)縮距離是否足夠，并充分利用補(bǔ)貼和冷鐵的作用。 設(shè)計(jì)方法有：模數(shù)法、三次方程法、補(bǔ)縮液量法和比例法,(3) 通用冒口的設(shè)計(jì),26,(1) 冷鐵的概念,3) 冷鐵,

8、為增加鑄件局部冷卻速度，在型腔內(nèi)部及工作表面安放的金屬塊稱為冷鐵。冷鐵分內(nèi)冷鐵和外冷鐵。 (2) 冷鐵的作用： A、在冒口難于補(bǔ)縮部位防止縮孔、縮松 B、防止壁厚交叉部位及急劇變化部位產(chǎn)生裂紋。 C、與冒口配合使用，能加強(qiáng)鑄件的順序凝固，擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮距離或范圍，減少冒口數(shù)目或體積。 D、用冷鐵加速個(gè)別熱節(jié)的冷卻，使整個(gè)鑄件接近于同時(shí)凝固。既可防止或減輕鑄件變形，又可提高工藝出品率 E、改善鑄件局部的金相組織和力學(xué)性能 F、減輕或防止厚壁鑄件中的偏析,27,3) 鑄肋,又稱工藝?yán)?，分兩類，一類是割肋（收縮肋），用于防止鑄件熱裂；另一類是拉肋（加強(qiáng)肋），用于防止鑄件變形。,28,割肋的形式和尺寸,29,3、鑄造工藝裝備設(shè)計(jì),1) 模樣及模板： 材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、固定及定位,鑄造工藝裝備是造型、造芯及合箱過程中所使用的模