金屬液態(tài)成形

1、金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 材料熱成形工藝基礎(chǔ)（材料熱成形工藝基礎(chǔ)（） 一、概述一、概述 二、液態(tài)成形理論基礎(chǔ)二、液態(tài)成形理論基礎(chǔ) 三、砂型鑄造工藝三、砂型鑄造工藝 四、常用合金鑄件的生產(chǎn)特點(diǎn)四、常用合金鑄件的生產(chǎn)特點(diǎn) 五、特種鑄造五、特種鑄造 六、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性與工藝設(shè)計(jì)六、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性與工藝設(shè)計(jì) 1、定義、定義 2、砂型鑄造的工藝過程、砂型鑄造的工藝過程 3、鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn) Pouring Melt in the MoldSolidification Casting 金屬的液態(tài)成形金屬的液態(tài)成形：將金屬材料加熱到：將金屬材料加熱到高溫熔高溫熔 化狀態(tài)化狀態(tài)，然后采取，然后采取

2、一定的成形方法一定的成形方法，待其冷，待其冷 卻、凝固后獲得所希望的金屬制品的過程。卻、凝固后獲得所希望的金屬制品的過程。 鑄造鑄造 Foundry ：將：將液態(tài)金屬液態(tài)金屬澆注到與零件形澆注到與零件形 狀相適應(yīng)的狀相適應(yīng)的鑄型型腔鑄型型腔中，中，液態(tài)金屬在重力場液態(tài)金屬在重力場 或外力場（壓力、離心力、電磁力等）的作或外力場（壓力、離心力、電磁力等）的作 用下充滿型腔，冷卻并凝固成具有型腔形狀用下充滿型腔，冷卻并凝固成具有型腔形狀 的鑄件，的鑄件，以獲得以獲得毛坯或零件毛坯或零件的生產(chǎn)方法。的生產(chǎn)方法。 司母戊大方鼎司母戊大方鼎 藏于國家博物館的商代晚期（公元前藏于國家博物館的商代晚期（公元

3、前1313前前 1111世紀(jì)）青銅器，通高世紀(jì)）青銅器，通高133cm133cm，口長，口長116cm116cm、 寬寬79cm79cm，重，重832.84kg832.84kg，是迄今發(fā)掘出土最大、，是迄今發(fā)掘出土最大、 最重的青銅禮器最重的青銅禮器 編鐘編鐘 19781978年出土于湖北省隨縣擂鼓墩年出土于湖北省隨縣擂鼓墩1 1號(hào)墓的曾侯乙號(hào)墓的曾侯乙 編鐘，全套編鐘，全套6565件編鐘按大小和音高編成件編鐘按大小和音高編成8 8組懸掛組懸掛 在在3 3層鐘架上，總重量達(dá)層鐘架上，總重量達(dá)25002500多千克，音律準(zhǔn)確，多千克，音律準(zhǔn)確， 音色優(yōu)美，合瓦形的鐘可以敲出兩個(gè)不同的音，音色優(yōu)美

4、，合瓦形的鐘可以敲出兩個(gè)不同的音， 是世界音樂史上的奇跡是世界音樂史上的奇跡 商代后期商代后期 19381938年湖南寧鄉(xiāng)月山鋪出土年湖南寧鄉(xiāng)月山鋪出土 中中 國歷史博物館藏國歷史博物館藏 方口方口, ,大沿大沿, ,長頂長頂, ,高圈足。高圈足。 口沿下飾蕉葉紋口沿下飾蕉葉紋, ,下為蘧紋帶。自肩至足四下為蘧紋帶。自肩至足四 隅為四羊隅為四羊, ,各露前半身各露前半身, ,形象逼真。肩上有形象逼真。肩上有 隆起龍紋隆起龍紋, ,龍首在羊首間龍首在羊首間, ,圈足在羊蹄間飾圈足在羊蹄間飾 倒蘧紋。倒蘧紋。 零 零 件件 圖圖 鑄造工藝圖 鑄造工藝圖 鑄鑄 型型 型型 芯芯 芯盒芯盒 芯砂芯砂

5、型砂型砂 模型模型 熔化熔化 合 合 箱箱 落砂、清理落砂、清理 檢檢 驗(yàn)驗(yàn) 鑄 鑄 件件 澆注澆注冷卻冷卻 凝固凝固 軸承座鑄件生產(chǎn)過程軸承座鑄件生產(chǎn)過程 適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)(adaptability in technology)：能熔化為液態(tài)便能：能熔化為液態(tài)便能 鑄造（鑄鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金、鋅合金等）鑄造（鑄鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金、鋅合金等） ，對(duì)于脆性金屬（灰鑄鐵）、難以鍛造和切削加工的合金材對(duì)于脆性金屬（灰鑄鐵）、難以鍛造和切削加工的合金材 料，鑄造是唯一可行的加工方法。料，鑄造是唯一可行的加工方法。 靈活性大靈活性大(complex in shape )：幾乎

6、不受零件大小、形狀：幾乎不受零件大小、形狀 和生產(chǎn)批量的限制（和生產(chǎn)批量的限制（具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件，鑄造往往是最佳具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件，鑄造往往是最佳 的成形方法的成形方法：箱體、床身、缸體、機(jī)架）。：箱體、床身、缸體、機(jī)架）。 成本較低成本較低(cheap in production)：（：（1）材料來源廣；（）材料來源廣；（2 ）鑄造成形方便；（）鑄造成形方便；（3）設(shè)備投資低。）設(shè)備投資低。 鑄件的力學(xué)性能較差鑄件的力學(xué)性能較差(lower mechanical properties)，質(zhì)量，質(zhì)量 不夠穩(wěn)定不夠穩(wěn)定(unstable quality) 鑄造生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)條件差鑄造生產(chǎn)

7、勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)條件差 (worse work condition) 鑄件在機(jī)械產(chǎn)品中所占比重：在機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)械中，鑄件約占鑄件在機(jī)械產(chǎn)品中所占比重：在機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)械中，鑄件約占 70%90%；在風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)中占；在風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)中占60%80%；在拖拉機(jī)中占；在拖拉機(jī)中占50%70%， 在汽車中占在汽車中占20%30%。 1、液態(tài)金屬的充型、液態(tài)金屬的充型 能力能力 2、鑄件的凝固方式、鑄件的凝固方式 3、鑄造合金的收縮、鑄造合金的收縮 4、鑄造應(yīng)力、鑄件、鑄造應(yīng)力、鑄件 的變形與裂紋的變形與裂紋 5、合金的偏析及鑄、合金的偏析及鑄 件中的氣孔件中的氣孔 液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，

8、獲得形狀完整、液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、 輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬充填鑄輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬充填鑄 型的能力，簡稱型的能力，簡稱液態(tài)金屬的充型能力液態(tài)金屬的充型能力(mold filling capacity )。 液態(tài)金屬的充型能力主要取決于液態(tài)金屬的充型能力主要取決于金屬自身金屬自身 的流動(dòng)能力的流動(dòng)能力，還受，還受外部條件外部條件，如，如鑄型性質(zhì)、澆鑄型性質(zhì)、澆 注條件、鑄件結(jié)構(gòu)注條件、鑄件結(jié)構(gòu)等因素的影響，是各種因素等因素的影響，是各種因素 的綜合反映。的綜合反映。 a、金屬的流動(dòng)性、金屬的流動(dòng)性 流動(dòng)性的概念：流動(dòng)性的概念： 澆注時(shí)液態(tài)金屬充填鑄型澆

9、注時(shí)液態(tài)金屬充填鑄型 的能力。的能力。 流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)，流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)， 可得到形狀復(fù)雜、輪廓清可得到形狀復(fù)雜、輪廓清 晰的鑄件，缺陷少，補(bǔ)縮晰的鑄件，缺陷少，補(bǔ)縮 好；流動(dòng)性差，易于產(chǎn)生好；流動(dòng)性差，易于產(chǎn)生 澆不足、冷隔。澆不足、冷隔。 以澆注以澆注螺旋試樣的長度螺旋試樣的長度來來 測定測定 影響流動(dòng)性的因素影響流動(dòng)性的因素 1 1、合金的種類：合金的流動(dòng)性與合金的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、合金的種類：合金的流動(dòng)性與合金的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、 合金液的粘度等物理性能有關(guān)。合金液的粘度等物理性能有關(guān)。合金的熔點(diǎn)越高，流動(dòng)性合金的熔點(diǎn)越高，流動(dòng)性 越差越差（鑄鋼）；（鑄鋼）；合金的導(dǎo)熱性好，流動(dòng)

10、性也較差合金的導(dǎo)熱性好，流動(dòng)性也較差（鋁合金（鋁合金 ）。）。 2 2、合金的成分：同種合金中，成分不同時(shí)，流動(dòng)性不同。、合金的成分：同種合金中，成分不同時(shí)，流動(dòng)性不同。 純金屬和共晶成分的合金純金屬和共晶成分的合金，由于是在恒溫下進(jìn)行結(jié)晶，液，由于是在恒溫下進(jìn)行結(jié)晶，液 態(tài)合金以態(tài)合金以逐層凝固逐層凝固的方式從表層逐漸向中心凝固，固液界的方式從表層逐漸向中心凝固，固液界 面比較光滑，對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力較小，同時(shí)，共晶成面比較光滑，對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力較小，同時(shí)，共晶成 分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合 金的凝固，故流動(dòng)性最

11、好。金的凝固，故流動(dòng)性最好。 其它成分的合金是在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶的，由于其它成分的合金是在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶的，由于初初 生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合，粗糙的固液界面使合 金的流動(dòng)阻力加大，合金的流動(dòng)性大大下降，合金的結(jié)晶金的流動(dòng)阻力加大，合金的流動(dòng)性大大下降，合金的結(jié)晶 溫度區(qū)間越寬，結(jié)晶按溫度區(qū)間越寬，結(jié)晶按糊狀凝固糊狀凝固方式進(jìn)行，合金的流動(dòng)性方式進(jìn)行，合金的流動(dòng)性 越差越差 。 合金合金鑄型鑄型澆注溫度澆注溫度 / 螺旋線長度螺旋線長度/mm 鑄鐵：鑄鐵：w(C+Si)=6.2% w(C+Si)=5.9% w(C+Si)=5.2%

12、w(C+Si)=4.2% 砂型砂型 1300 1300 1300 1300 1800 1300 1000 600 鑄鋼：鑄鋼：w(C)=0.4% 砂型砂型 1600 1640 100 200 鋁硅合金鋁硅合金 金屬型金屬型() 680 720 700800 鎂合金（鎂合金（Mg-Al-Zn）砂型砂型700400600 錫青銅：錫青銅：w(Sn)=9%11% w(Zn)=2%4% 硅黃銅：硅黃銅：w(Si)=1.5%4.5% 砂型砂型 1040 1100 420 1000 成分成分 固固 液液 表層表層 中心中心 溫度 溫度 t 鑄件 液液 固 表層表層 中心中心 t 鑄件 （a） （b） 溫度

13、 （a）純金屬及共晶合金（b）其他成分合金 不不 同同 成成 分分 合合 金金 的的 結(jié)結(jié) 晶晶 特特 點(diǎn)點(diǎn) a）在恒溫下凝固 b）在一定溫度范圍內(nèi)凝固 PbSb 20406080 20 40 60 80 0 流動(dòng)性 （cm） 100 200 300 溫度 （） 0 A B E C 12345 溫度 過熱150 過熱50 6 CFe 鑄鋼流動(dòng)性 （mm） 400 300 200 100 0 2000 1500 1000 500 0 鑄鐵流動(dòng)性 （mm） C% 鐵碳合金流動(dòng)性與含碳量的關(guān)系鐵碳合金流動(dòng)性與含碳量的關(guān)系 影響流動(dòng)性的因素影響流動(dòng)性的因素 3 3、雜質(zhì)和含氣量：液態(tài)金屬中出現(xiàn)的、雜質(zhì)

14、和含氣量：液態(tài)金屬中出現(xiàn)的固態(tài)夾雜物固態(tài)夾雜物，將使，將使 液體的粘度增加，合金的流動(dòng)性下降。所以合金成分中液體的粘度增加，合金的流動(dòng)性下降。所以合金成分中 凡能形成凡能形成高熔點(diǎn)夾雜物高熔點(diǎn)夾雜物的元素均能的元素均能降低合金的流動(dòng)性降低合金的流動(dòng)性， 如灰鑄鐵中錳和硫，生成的如灰鑄鐵中錳和硫，生成的MnS熔點(diǎn)高達(dá)熔點(diǎn)高達(dá)16201620，鋼中，鋼中 的的MnO（1785）、SiO2 （1710）、Al2O3 （2050 ）等以及鋁、鎂合金中的氧化物夾雜，都會(huì)使合金的流等以及鋁、鎂合金中的氧化物夾雜，都會(huì)使合金的流 動(dòng)性下降。動(dòng)性下降。 但是，在熔融合金中呈但是，在熔融合金中呈液態(tài)的夾雜物液態(tài)

15、的夾雜物由于熔點(diǎn)較低由于熔點(diǎn)較低 ，在熔融合金的溫度下有較大的過熱，使合金的粘度減，在熔融合金的溫度下有較大的過熱，使合金的粘度減 小，小，增加合金的流動(dòng)性增加合金的流動(dòng)性。如在酸性爐熔煉的鋼液，其夾。如在酸性爐熔煉的鋼液，其夾 雜物多為熔點(diǎn)較低的硅酸鹽，在同樣過熱條件下，熔融雜物多為熔點(diǎn)較低的硅酸鹽，在同樣過熱條件下，熔融 鋼液的流動(dòng)性比在堿性爐中熔煉的要好。鋼液的流動(dòng)性比在堿性爐中熔煉的要好。 熔融金屬中含氣量愈少，合金的流動(dòng)性愈好。熔融金屬中含氣量愈少，合金的流動(dòng)性愈好。 b、澆注溫度和壓力、澆注溫度和壓力 澆注溫度對(duì)熔融合金的充型能力有澆注溫度對(duì)熔融合金的充型能力有決定性決定性影響。影

16、響。 澆注溫度高，金屬液的粘度小，過熱度高，傳給鑄型的澆注溫度高，金屬液的粘度小，過熱度高，傳給鑄型的 熱量多，在鑄型中合金的冷卻速度下降，保持液態(tài)的時(shí)熱量多，在鑄型中合金的冷卻速度下降，保持液態(tài)的時(shí) 間延長，合金的充型能力增加。間延長，合金的充型能力增加。 增加合金過熱度或提高澆注溫度，可防止鑄件產(chǎn)生澆不增加合金過熱度或提高澆注溫度，可防止鑄件產(chǎn)生澆不 足、冷隔、氣孔及夾渣等缺陷。（足、冷隔、氣孔及夾渣等缺陷。（薄壁鑄件和形狀復(fù)雜薄壁鑄件和形狀復(fù)雜 的鑄件尤為重要的鑄件尤為重要） 但是溫度過高，會(huì)使合金收縮增加，吸氣增多，氧化嚴(yán)但是溫度過高，會(huì)使合金收縮增加，吸氣增多，氧化嚴(yán) 重，從而增加了

17、鑄件產(chǎn)生縮松、縮孔、粘砂、氣孔等缺重，從而增加了鑄件產(chǎn)生縮松、縮孔、粘砂、氣孔等缺 陷的可能性。（陷的可能性。（鑄鋼為鑄鋼為1520152016201620，鑄鐵為，鑄鐵為123012301450 1450 ，鋁合金為，鋁合金為680680780 780 ） 熔融合金在流動(dòng)方向上所受的壓力愈大，充型能力愈熔融合金在流動(dòng)方向上所受的壓力愈大，充型能力愈 好。砂型鑄造時(shí)，充型壓力是由直澆道的靜壓力產(chǎn)生好。砂型鑄造時(shí)，充型壓力是由直澆道的靜壓力產(chǎn)生 的，適當(dāng)提高直澆道的高度，可提高充型能力。但過的，適當(dāng)提高直澆道的高度，可提高充型能力。但過 高的砂型澆注壓力，鑄件易產(chǎn)生砂眼、氣孔等缺陷。高的砂型澆注

18、壓力，鑄件易產(chǎn)生砂眼、氣孔等缺陷。 在低壓鑄造、壓力鑄造和離心鑄造時(shí)，因人工加大了在低壓鑄造、壓力鑄造和離心鑄造時(shí)，因人工加大了 充型壓力，充型能力較強(qiáng)。充型壓力，充型能力較強(qiáng)。 C、鑄型性質(zhì)及結(jié)構(gòu)、鑄型性質(zhì)及結(jié)構(gòu) 熔融合金充型時(shí)，熔融合金充型時(shí)，鑄型的阻力及鑄型對(duì)合金的冷卻作鑄型的阻力及鑄型對(duì)合金的冷卻作 用用，都將影響合金的充型能力。，都將影響合金的充型能力。 （1）鑄型的蓄熱能力：表示鑄型從熔融合金中吸收并）鑄型的蓄熱能力：表示鑄型從熔融合金中吸收并 傳出熱量的能力。傳出熱量的能力。鑄型材料的比熱和導(dǎo)熱系數(shù)愈大，鑄型材料的比熱和導(dǎo)熱系數(shù)愈大， 合金的充型能力愈差合金的充型能力愈差。（砂型

19、比金屬型，干型比濕型。（砂型比金屬型，干型比濕型 ，熱型比冷型的流動(dòng)性要好），熱型比冷型的流動(dòng)性要好） （2）鑄型溫度：）鑄型溫度：鑄型預(yù)熱鑄型預(yù)熱 （3）鑄型中的氣體：一方面要盡量減少氣體產(chǎn)生，另）鑄型中的氣體：一方面要盡量減少氣體產(chǎn)生，另 一方面，要增加鑄型的透氣性或開設(shè)出氣冒口、明冒一方面，要增加鑄型的透氣性或開設(shè)出氣冒口、明冒 口等，使型腔及型砂中的氣體順利排出?？诘龋剐颓患靶蜕爸械臍怏w順利排出。 （4）鑄型結(jié)構(gòu)：當(dāng)鑄件壁厚過小，壁厚急劇變化、結(jié)）鑄型結(jié)構(gòu)：當(dāng)鑄件壁厚過小，壁厚急劇變化、結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，或有大的水平面時(shí)，均會(huì)使合金充型困難。構(gòu)復(fù)雜，或有大的水平面時(shí)，均會(huì)使合金充型困難。

20、（選擇合適壁厚選擇合適壁厚） a、鑄件的凝固方式、鑄件的凝固方式 鑄型中的合金從鑄型中的合金從液態(tài)液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)固態(tài)的過程，稱為的過程，稱為 鑄件的凝固，或稱為鑄件的凝固，或稱為結(jié)晶結(jié)晶。 金屬的凝固，一般均是在常溫、常壓金屬的凝固，一般均是在常溫、常壓(重力重力)情情 況下進(jìn)行的。壓鑄等技術(shù)除外。金屬凝固時(shí)應(yīng)況下進(jìn)行的。壓鑄等技術(shù)除外。金屬凝固時(shí)應(yīng) 滿足的滿足的熱力學(xué)條件熱力學(xué)條件是：只有當(dāng)體系所處的溫度是：只有當(dāng)體系所處的溫度 低于熔點(diǎn)溫度低于熔點(diǎn)溫度(液相線溫度液相線溫度)Tm時(shí)，才能發(fā)生凝時(shí)，才能發(fā)生凝 固現(xiàn)象。液固兩相自由能差固現(xiàn)象。液固兩相自由能差(GGl-Gs0 。)是凝固

21、過程能保持繼續(xù)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)力。是凝固過程能保持繼續(xù)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)力。 金屬的凝固包括金屬的凝固包括晶核的形成晶核的形成及及晶體的長大晶體的長大兩個(gè)兩個(gè) 過程。過程。 （1 1）逐層凝固）逐層凝固 純金屬或共晶成分合金凝固過程中不存在純金屬或共晶成分合金凝固過程中不存在 液、固并存現(xiàn)象，其斷面上固相和液相由一條界線清楚液、固并存現(xiàn)象，其斷面上固相和液相由一條界線清楚 地分開，液固界限清楚分開，稱為逐層凝固。常見合金地分開，液固界限清楚分開，稱為逐層凝固。常見合金 如如灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)純銅、工業(yè)純鋁、共晶鋁硅合灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)純銅、工業(yè)純鋁、共晶鋁硅合 金及某些黃銅金及某些黃銅都屬于逐層凝固的合

22、金。都屬于逐層凝固的合金。 （2 2）糊狀凝固）糊狀凝固 合金的結(jié)晶溫度范圍很寬，溫度分合金的結(jié)晶溫度范圍很寬，溫度分 布較平坦，整個(gè)斷面內(nèi)均為液固并存，先呈糊狀布較平坦，整個(gè)斷面內(nèi)均為液固并存，先呈糊狀 而后固化，稱為糊狀凝固。而后固化，稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、球墨鑄鐵、高碳鋼、 錫青銅和某些黃銅錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。等都是糊狀凝固的合金。 （3 3）中間凝固方式）中間凝固方式 大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝 固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、中碳鋼、 高錳鋼、白口鑄鐵高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方

23、式等具有中間凝固方式。 b、影響鑄件凝固方式的因素、影響鑄件凝固方式的因素 合金的結(jié)晶溫度：合金的結(jié)晶溫度范圍愈小，凝固區(qū)域愈合金的結(jié)晶溫度：合金的結(jié)晶溫度范圍愈小，凝固區(qū)域愈 窄，合金傾向于逐層凝固。（窄，合金傾向于逐層凝固。（Fe-C相圖，鋼的結(jié)晶溫度范相圖，鋼的結(jié)晶溫度范 圍隨碳含量的提高而增大。圍隨碳含量的提高而增大。） 鑄件的溫度梯度：較大的溫度梯度可以使凝固區(qū)域變窄，鑄件的溫度梯度：較大的溫度梯度可以使凝固區(qū)域變窄， 如加大鑄型的蓄熱能力及降低金屬液的澆注溫度，都可以如加大鑄型的蓄熱能力及降低金屬液的澆注溫度，都可以 增大鑄件斷面溫度梯度，使合金的凝固方式向逐層凝固轉(zhuǎn)增大鑄件斷面溫

24、度梯度，使合金的凝固方式向逐層凝固轉(zhuǎn) 化?；?。 在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū) 域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。 增大溫度梯度，可以使合金的凝固方式向逐增大溫度梯度，可以使合金的凝固方式向逐 層凝固轉(zhuǎn)化；反之，鑄件的凝固方式向糊狀層凝固轉(zhuǎn)化；反之，鑄件的凝固方式向糊狀 凝固轉(zhuǎn)化。凝固轉(zhuǎn)化。 逐層凝固的合金，逐層凝固的合金，鑄造時(shí)合金的流動(dòng)性鑄造時(shí)合金的流動(dòng)性 較好，充型能力強(qiáng)，縮孔、縮松比較集中，較好，充型能力強(qiáng)，縮孔、縮松比較集中， 便于防止便于鑄造，容易，其鑄造性能較便于防止便于鑄造，容易，其鑄造性能

25、較 好；好； 糊狀凝固的合金，糊狀凝固的合金，流動(dòng)性較差，易產(chǎn)生流動(dòng)性較差，易產(chǎn)生 澆不到，冷隔等缺陷，易于產(chǎn)生縮松，難澆不到，冷隔等缺陷，易于產(chǎn)生縮松，難 以獲得結(jié)晶緊實(shí)地鑄件，但必須采用時(shí)，以獲得結(jié)晶緊實(shí)地鑄件，但必須采用時(shí)， 則可考慮采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，則可考慮采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，提高鑄件提高鑄件 斷面的溫度梯度，以減少其凝固區(qū)域斷面的溫度梯度，以減少其凝固區(qū)域。 a、定義：熔融合金注入鑄型、凝固、直至冷卻、定義：熔融合金注入鑄型、凝固、直至冷卻 到室溫的過程中，其體積和尺寸縮小的現(xiàn)象到室溫的過程中，其體積和尺寸縮小的現(xiàn)象 金屬的收縮過程：金屬的收縮過程：（）液態(tài)收縮（）液態(tài)收縮（）凝）

26、凝 固收縮（固收縮（）固態(tài)收縮）固態(tài)收縮 液態(tài)收縮液態(tài)收縮從澆注溫度冷卻至凝固開始溫度之間的收從澆注溫度冷卻至凝固開始溫度之間的收 縮。縮。（僅表現(xiàn)為型腔內(nèi)金屬液面（僅表現(xiàn)為型腔內(nèi)金屬液面 的降低）的降低）T T澆澆 T T液液 凝固收縮凝固收縮從凝固開始溫度冷卻到凝固結(jié)束溫度之間從凝固開始溫度冷卻到凝固結(jié)束溫度之間 的收縮。（的收縮。（純金屬及恒溫結(jié)晶的合金，其凝固收縮單純由純金屬及恒溫結(jié)晶的合金，其凝固收縮單純由 液液- -固相變引起；具有一定結(jié)晶溫度范圍的合金，則除液固相變引起；具有一定結(jié)晶溫度范圍的合金，則除液- - 固相變引起的收縮之外，還有因凝固階段溫度下降產(chǎn)生的固相變引起的收縮之

27、外，還有因凝固階段溫度下降產(chǎn)生的 收縮收縮）T T液液 T T固固 固態(tài)收縮固態(tài)收縮從凝固完畢時(shí)的溫度冷卻到室溫之間的收從凝固完畢時(shí)的溫度冷卻到室溫之間的收 縮?？s。T T固固 T T室室 液態(tài)收縮液態(tài)收縮 凝固收縮凝固收縮 鑄件體積變化（體積鑄件體積變化（體積 收縮率）收縮率） 縮松、縮孔縮松、縮孔 固態(tài)收縮固態(tài)收縮 鑄件外形尺寸的變化鑄件外形尺寸的變化 （線收縮率）（線收縮率） 應(yīng)力、變形和裂紋應(yīng)力、變形和裂紋 b、影響合金收縮的因素、影響合金收縮的因素 （1）合金化學(xué)成分：）合金化學(xué)成分： 不同的化學(xué)成分的合金，其不同的化學(xué)成分的合金，其 收縮率不同。（表收縮率不同。（表1-3） （2）

28、澆注溫度：）澆注溫度： 合金的澆注溫度越高，過熱度越合金的澆注溫度越高，過熱度越 大，液態(tài)收縮量也越大，故總收縮量增加。大，液態(tài)收縮量也越大，故總收縮量增加。 （3）鑄件的實(shí)際收縮率還受鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸、）鑄件的實(shí)際收縮率還受鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸、 鑄型和鑄芯的性質(zhì)、澆注系統(tǒng)等因素的影響。（圖鑄型和鑄芯的性質(zhì)、澆注系統(tǒng)等因素的影響。（圖 1-4）鑄件的受阻收縮總是小于其自由收縮。鑄件的受阻收縮總是小于其自由收縮。 表表1.3 鐵碳合金的收縮率鐵碳合金的收縮率 合金種類體收縮率/%線收縮率/% 碳素鑄鋼1014.51.32.0 白口鑄鐵12141.52.0 灰鑄鐵580.71.0 在鑄造合金中，鑄鋼

29、的收縮最大，可達(dá)鑄鐵的三倍?；诣T在鑄造合金中，鑄鋼的收縮最大，可達(dá)鑄鐵的三倍?；诣T 鐵的收縮最小?；诣T鐵收縮很小是由于其中大部分碳以石鐵的收縮最小?；诣T鐵收縮很小是由于其中大部分碳以石 墨狀態(tài)存在，石墨的比體積大，在結(jié)晶過程中石墨析出所墨狀態(tài)存在，石墨的比體積大，在結(jié)晶過程中石墨析出所 產(chǎn)生的體積膨脹，抵消了合金的部分收縮。因此，灰鑄鐵產(chǎn)生的體積膨脹，抵消了合金的部分收縮。因此，灰鑄鐵 中增加碳、硅含量和減少含硫量均使收縮減小。中增加碳、硅含量和減少含硫量均使收縮減小。 c、鑄件縮孔、縮松的形成及防止、鑄件縮孔、縮松的形成及防止 （1）縮孔及縮松的形成）縮孔及縮松的形成 縮孔縮孔： 液體金屬澆

30、注到鑄型中后，經(jīng)過液態(tài)收縮和液體金屬澆注到鑄型中后，經(jīng)過液態(tài)收縮和 凝固收縮，體積會(huì)縮減。若其凝固收縮，體積會(huì)縮減。若其收縮得不到液體金屬的及收縮得不到液體金屬的及 時(shí)補(bǔ)充時(shí)補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固部位形成孔洞，這種孔洞稱，則在鑄件最后凝固部位形成孔洞，這種孔洞稱 為縮孔。為縮孔。 澆口 根本原因是：內(nèi)澆口根本原因是：內(nèi)澆口 凝結(jié)后，鑄件外殼的凝結(jié)后，鑄件外殼的 固態(tài)收縮體積小于殼固態(tài)收縮體積小于殼 內(nèi)的液態(tài)收縮和凝固內(nèi)的液態(tài)收縮和凝固 收縮體積之和。收縮體積之和。 縮孔產(chǎn)生在鑄件最后縮孔產(chǎn)生在鑄件最后 凝固的部位及金屬聚凝固的部位及金屬聚 集的熱節(jié)處。集的熱節(jié)處。 縮松縮松：分散在鑄件最后凝固

31、部位的：分散在鑄件最后凝固部位的細(xì)小縮孔細(xì)小縮孔。 形成原因：由于結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝形成原因：由于結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝 固，先析出的枝晶把液體分隔開，使其收縮難以固，先析出的枝晶把液體分隔開，使其收縮難以 得到補(bǔ)充所致。得到補(bǔ)充所致。 凝固前沿凝固前沿 同時(shí)凝固區(qū)同時(shí)凝固區(qū) 此種缺陷多位此種缺陷多位 于鑄件軸線區(qū)于鑄件軸線區(qū) 域、厚大部位、域、厚大部位、 冒口根部和內(nèi)冒口根部和內(nèi) 澆口附近。澆口附近。 （2）縮松、縮孔的防止）縮松、縮孔的防止 顯著降低鑄件的機(jī)械性能，造成鑄件滲漏等。顯著降低鑄件的機(jī)械性能，造成鑄件滲漏等。 采取采取順序凝固順序凝固的辦法避免縮孔、疏松的出現(xiàn)。

32、的辦法避免縮孔、疏松的出現(xiàn)。 是指通過在是指通過在 鑄件上可能出現(xiàn)疏松的鑄件上可能出現(xiàn)疏松的 厚大部位安裝厚大部位安裝冒口或冒口或放放 置置冷鐵冷鐵等工藝措施，使等工藝措施，使 鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位 先凝固（圖中先凝固（圖中），爾），爾 后在靠近冒口的部位凝后在靠近冒口的部位凝 固（圖中固（圖中、），最），最 后是冒口本身凝固。后是冒口本身凝固。 澆注系統(tǒng) 冒口 冷鐵 冒口補(bǔ)縮示意圖 鑄件在凝固之后（實(shí)際上是凝固鑄件在凝固之后（實(shí)際上是凝固 末期，結(jié)晶骨架已形成開始）的繼末期，結(jié)晶骨架已形成開始）的繼 續(xù)冷卻過程中，固態(tài)收縮若受到阻續(xù)冷卻過程中，固態(tài)收縮若受到阻 礙，鑄件內(nèi)

33、部將產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)礙，鑄件內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng) 力有些一直保留到室溫，稱為殘留力有些一直保留到室溫，稱為殘留 應(yīng)力。應(yīng)力。鑄造應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和鑄造應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和 裂紋的基本原因裂紋的基本原因。 a、鑄造內(nèi)應(yīng)力的形成、鑄造內(nèi)應(yīng)力的形成 與控制與控制 機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力 鑄件的固態(tài)收鑄件的固態(tài)收 縮受到鑄型和型芯縮受到鑄型和型芯 的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生 的應(yīng)力稱為的應(yīng)力稱為機(jī)械應(yīng)機(jī)械應(yīng) 力力。 機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力 (a)鑄型阻礙鑄型阻礙 (b)型芯阻礙型芯阻礙 相變應(yīng)力：鑄件冷卻過程中，有的合金相變應(yīng)力：鑄件冷卻過程中，有的合金 要經(jīng)歷固態(tài)相變，比容發(fā)生變化

34、。要經(jīng)歷固態(tài)相變，比容發(fā)生變化。 下表為鋼的各種組織的比容。下表為鋼的各種組織的比容。 鋼的組成相鐵素體滲碳體奧氏體w(C)=0.9%珠光體馬氏體 比容/cm3g-10.12710.13040.12750.12860.1310 該應(yīng)力比較小，一般很少考慮該應(yīng)力比較小，一般很少考慮 熱應(yīng)力：熱應(yīng)力： 由于形狀復(fù)雜，厚薄不均，各部由于形狀復(fù)雜，厚薄不均，各部 分的冷卻速度不同，以至在同一時(shí)刻，鑄件各分的冷卻速度不同，以至在同一時(shí)刻，鑄件各 部位收縮不一致而引起的內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。部位收縮不一致而引起的內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。 熱應(yīng)力的形成過程如下圖。熱應(yīng)力的形成過程如下圖。熱應(yīng)力是永久應(yīng)力熱應(yīng)力是永久應(yīng)

35、力 + - + -+ +表示表示拉應(yīng)力拉應(yīng)力 -表示壓應(yīng)力表示壓應(yīng)力 鑄件產(chǎn)生熱應(yīng)力與變形的規(guī)律：鑄件產(chǎn)生熱應(yīng)力與變形的規(guī)律： 薄壁、細(xì)小部位：冷得快，薄壁、細(xì)小部位：冷得快， 受壓應(yīng)力受壓應(yīng)力（凸出）；（凸出）； 厚壁、粗大部位：冷得慢，厚壁、粗大部位：冷得慢， 受拉應(yīng)力受拉應(yīng)力（凹進(jìn)）。（凹進(jìn)）。 內(nèi)應(yīng)力薄壓厚拉內(nèi)應(yīng)力薄壓厚拉 變形方向恰相反變形方向恰相反 + 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 防止和減小鑄造應(yīng)力的措施防止和減小鑄造應(yīng)力的措施 合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件的形狀愈復(fù)雜，各部分鑄件的形狀愈復(fù)雜，各部分 壁厚相差愈大，冷卻時(shí)溫度愈不均勻，鑄造應(yīng)力壁厚相差愈大，冷卻時(shí)溫度愈不均勻，鑄造

36、應(yīng)力 愈大愈大。因此，在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)盡量使鑄件形狀簡因此，在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)盡量使鑄件形狀簡 單、對(duì)稱、壁厚均勻單、對(duì)稱、壁厚均勻。 盡量選用線收縮率小、彈性模量小的合金。盡量選用線收縮率小、彈性模量小的合金。 采用同時(shí)凝固的工藝采用同時(shí)凝固的工藝 所謂所謂同時(shí)凝固同時(shí)凝固是指采取是指采取 一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同 時(shí)進(jìn)行凝固。因各部分溫差小，不易產(chǎn)生熱應(yīng)力時(shí)進(jìn)行凝固。因各部分溫差小，不易產(chǎn)生熱應(yīng)力 和熱裂，鑄件變形小。和熱裂，鑄件變形小。 合理設(shè)置澆冒口，緩慢冷卻，合理設(shè)置澆冒口，緩慢冷卻， 以減小鑄件各部分溫差；采用退以減小鑄件各部分

37、溫差；采用退 讓性好的型、芯砂。讓性好的型、芯砂。 若鑄件已存在殘余應(yīng)力，可采若鑄件已存在殘余應(yīng)力，可采 用人工時(shí)效、自然時(shí)效或振動(dòng)時(shí)用人工時(shí)效、自然時(shí)效或振動(dòng)時(shí) 效等方法消除。效等方法消除。 同時(shí)凝固溫度曲線同時(shí)凝固溫度曲線 冷鐵冷鐵 鑄件鑄件 溫度溫度( ) 澆口澆口 距離距離 鑄件實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固示意圖鑄件實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固示意圖 b、鑄件的變形及防止、鑄件的變形及防止 （1）鑄件壁厚要盡量均勻，并使之形狀對(duì)稱。）鑄件壁厚要盡量均勻，并使之形狀對(duì)稱。 （2）盡量采用同時(shí)凝固原則。）盡量采用同時(shí)凝固原則。 （3）反變形法。）反變形法。 （4）時(shí)效處理。）時(shí)效處理。 c、鑄件的裂紋與防止、鑄件的裂紋與

38、防止 （1）熱裂：鑄件凝固末期高溫下產(chǎn)生裂紋，）熱裂：鑄件凝固末期高溫下產(chǎn)生裂紋， 強(qiáng)度、塑性低，收縮受阻會(huì)產(chǎn)生裂紋。特征是：強(qiáng)度、塑性低，收縮受阻會(huì)產(chǎn)生裂紋。特征是： 裂紋短，縫寬，形狀曲折，呈氧化色。裂紋短，縫寬，形狀曲折，呈氧化色。 防止措施：注意結(jié)晶特點(diǎn)和化學(xué)成分，合理防止措施：注意結(jié)晶特點(diǎn)和化學(xué)成分，合理 設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)及減少鑄型阻力。設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)及減少鑄型阻力。 （2）冷裂：低溫下形成的裂紋。特征是：）冷裂：低溫下形成的裂紋。特征是：裂裂 紋細(xì)小，直線形，無氧化色，減少內(nèi)應(yīng)力。紋細(xì)小，直線形，無氧化色，減少內(nèi)應(yīng)力。 防止措施：凡能減小鑄造內(nèi)應(yīng)力或合金脆性防止措施：凡能減小鑄造內(nèi)應(yīng)力或

39、合金脆性 的因素，均能防止冷裂的產(chǎn)生。的因素，均能防止冷裂的產(chǎn)生。 a、合金的偏析及防止、合金的偏析及防止 鑄件的各部分化學(xué)成分、金相組織不一致的現(xiàn)鑄件的各部分化學(xué)成分、金相組織不一致的現(xiàn) 象稱為偏析。象稱為偏析。 偏析會(huì)使鑄件各部分的性能不均勻，對(duì)于重要偏析會(huì)使鑄件各部分的性能不均勻，對(duì)于重要 鑄件應(yīng)加以防止。鑄件應(yīng)加以防止。 合金的偏析，有合金的偏析，有晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析和和密度偏析密度偏析。 高溫長時(shí)間的 退火 澆注時(shí)進(jìn)行攪拌或加 大合金的冷卻速度 b、鑄件中的氣孔及防止、鑄件中的氣孔及防止 氣孔是鑄件生產(chǎn)中最常見的缺陷之一氣孔是鑄件生產(chǎn)中最常見的缺陷之一。（鑄件廢品中。（鑄件廢品中 約約

40、三分之一三分之一是由于氣孔造成的）是由于氣孔造成的） 析出性氣孔析出性氣孔 溶入金屬液的氣體在鑄件冷凝過程中，隨溶入金屬液的氣體在鑄件冷凝過程中，隨 溫度下降，合金液對(duì)氣體的溶解度下降，氣體溫度下降，合金液對(duì)氣體的溶解度下降，氣體 析出并留在鑄件內(nèi)形成的氣孔稱為析出性氣孔析出并留在鑄件內(nèi)形成的氣孔稱為析出性氣孔 。 侵入性氣孔侵入性氣孔 造型材料中的氣體侵入金屬液內(nèi)所形成的造型材料中的氣體侵入金屬液內(nèi)所形成的 氣孔稱為侵入性氣孔。氣孔稱為侵入性氣孔。 反應(yīng)性氣孔反應(yīng)性氣孔 反應(yīng)性氣孔主要是指金屬液與鑄型之間發(fā)生反應(yīng)性氣孔主要是指金屬液與鑄型之間發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣孔。化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣孔。

41、 砂型鑄造（砂型鑄造（Sand CastingSand Casting）就是將液態(tài)）就是將液態(tài) 金屬澆入砂型的鑄造方法。金屬澆入砂型的鑄造方法。 型芯砂型芯砂 配置配置 工裝工裝 準(zhǔn)備準(zhǔn)備 爐料爐料 準(zhǔn)備準(zhǔn)備 合型合型 澆鑄澆鑄 合金合金 熔煉熔煉 落落 砂砂 造型造型 制芯制芯 砂箱砂箱 鑄件鑄件 清清 理理 熱熱 處處 理理 檢檢 驗(yàn)驗(yàn) 出出 廠廠 報(bào)廢鑄件報(bào)廢鑄件 1、砂型與型砂、砂型與型砂 a、砂型：濕型、干型、表面干型和各種化學(xué)、砂型：濕型、干型、表面干型和各種化學(xué) 自硬型自硬型 b、型砂：、型砂：型（芯）砂具有一定的強(qiáng)度、透氣型（芯）砂具有一定的強(qiáng)度、透氣 性、退讓性和潰散性等。性

42、、退讓性和潰散性等。 分為：粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂分為：粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂 2、造型方法造型方法 a a、手工造型、手工造型( (Hand Molding):):適用于單件、小批量適用于單件、小批量 生產(chǎn)生產(chǎn) b b、機(jī)器造型、機(jī)器造型( (Machine Molding):):1)生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)效率高；2) 鑄型質(zhì)量好鑄型質(zhì)量好（緊實(shí)度高而均勻、型腔輪廓清晰）（緊實(shí)度高而均勻、型腔輪廓清晰） ；3)設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長。設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長。 適用于適用于中、小型中、小型鑄件的鑄件的成批、大批量生產(chǎn)。成批、大批量生產(chǎn)。 手工造型是全部用手工或手動(dòng)

43、工具完成的造型工序。手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序。 一、手工造型的特點(diǎn)一、手工造型的特點(diǎn) (1)(1)操作靈活，可按鑄件尺寸、形狀、批量與現(xiàn)場生產(chǎn)操作靈活，可按鑄件尺寸、形狀、批量與現(xiàn)場生產(chǎn) 條件靈活地選用具體的造型方法；條件靈活地選用具體的造型方法；(2)(2)工藝適應(yīng)性強(qiáng)；工藝適應(yīng)性強(qiáng)；(3)(3) 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短；生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短；(4)(4)生產(chǎn)效率低；生產(chǎn)效率低；(5)(5)質(zhì)量穩(wěn)定性差，質(zhì)量穩(wěn)定性差， 鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量較差；鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量較差；(6)(6)對(duì)工人技術(shù)要求高，對(duì)工人技術(shù)要求高， 勞動(dòng)強(qiáng)度大。勞動(dòng)強(qiáng)度大。 主要應(yīng)用于單件、小批生產(chǎn)或難以用造型

44、機(jī)械生產(chǎn)的主要應(yīng)用于單件、小批生產(chǎn)或難以用造型機(jī)械生產(chǎn)的 形狀復(fù)雜的大型鑄件生產(chǎn)中形狀復(fù)雜的大型鑄件生產(chǎn)中。 手工造型手工造型 砂型的結(jié)構(gòu)砂型的結(jié)構(gòu) 二、手工造二、手工造型方法分類型方法分類 根據(jù)砂型的不同特征，手工造型方法可根據(jù)砂型的不同特征，手工造型方法可 分為：分為： 兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、 地坑造型、組芯造型；地坑造型、組芯造型； 根據(jù)模樣的不同特征，手工造型方法可分根據(jù)模樣的不同特征，手工造型方法可分 為：為： 整模造型、分模造型、挖砂造型、假整模造型、分模造型、挖砂造型、假 箱造型、活塊造型、刮板造型。箱造型、活塊造型、刮板造型。 1 1、兩箱

45、造型、兩箱造型 兩箱造型兩箱造型是造型的最基本方法，鑄型由成對(duì)是造型的最基本方法，鑄型由成對(duì) 的上型和下型構(gòu)成，操作簡單。的上型和下型構(gòu)成，操作簡單。 適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。 三、手工造型方法的主要特征及其適用范圍三、手工造型方法的主要特征及其適用范圍 2 2、三箱造型、三箱造型 三箱造型三箱造型的鑄型由上、中、下三型構(gòu)成。中型的鑄型由上、中、下三型構(gòu)成。中型 高度需與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型操高度需與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型操 作費(fèi)工。作費(fèi)工。 主要適用于具有兩個(gè)分型面的單件、小批生產(chǎn)的主要適用于具有兩個(gè)分型面的單件、

46、小批生產(chǎn)的 鑄件鑄件。 3 3、脫箱造型、脫箱造型 脫箱造型脫箱造型主要采用活動(dòng)砂箱來造型，在鑄主要采用活動(dòng)砂箱來造型，在鑄 型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。 一個(gè)一個(gè) 砂箱可制出許多鑄型。砂箱可制出許多鑄型。金屬澆注時(shí)為防止錯(cuò)型，金屬澆注時(shí)為防止錯(cuò)型， 需用型砂將鑄型周圍填緊，也可在鑄型上套箱。需用型砂將鑄型周圍填緊，也可在鑄型上套箱。 常用于生產(chǎn)小鑄件，因砂箱無箱帶，故砂箱常用于生產(chǎn)小鑄件，因砂箱無箱帶，故砂箱 一般小于一般小于400mm400mm。 4 4、地坑造型、地坑造型 地坑造型是利用車間地面砂床作為鑄型的下箱。地坑造型是利用車間地面砂床作為

47、鑄型的下箱。 大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭，埋上出氣管，以便大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭，埋上出氣管，以便 澆注時(shí)引氣。澆注時(shí)引氣。 地坑造型僅用或不用上箱即可造型，因而減少了地坑造型僅用或不用上箱即可造型，因而減少了 造砂箱的費(fèi)用和時(shí)間，但造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，要造砂箱的費(fèi)用和時(shí)間，但造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，要 求工人技術(shù)水平高。求工人技術(shù)水平高。 適用于砂箱不足，或適用于砂箱不足，或 生產(chǎn)要求不高的中、大生產(chǎn)要求不高的中、大 型鑄件，如砂箱、壓鐵、型鑄件，如砂箱、壓鐵、 爐柵、芯骨等。爐柵、芯骨等。 5 5、組芯造型、組芯造型 組芯造型組芯造型是用若干塊砂芯組合成鑄型，而無是用若干塊砂芯組合成鑄型，

48、而無 需砂箱。它可提高鑄件的精度，但成本高。需砂箱。它可提高鑄件的精度，但成本高。 適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。 6 6、整模造型、整模造型 整模造型整模造型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型 型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生 錯(cuò)型缺陷。錯(cuò)型缺陷。 適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件。適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件。 7 7、挖砂造型、挖砂造型 挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲 面。面。為便于起模，造型

49、時(shí)用手工挖去阻礙起模的型為便于起模，造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型 砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。 用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。 8 8、假箱造型、假箱造型 假箱造型假箱造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點(diǎn)，在造是為克服挖砂造型的挖砂缺點(diǎn)，在造 型前預(yù)先做個(gè)底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，型前預(yù)先做個(gè)底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱， 因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡單，因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡單， 且分型面整齊。且分型面整齊。 適用于成批生產(chǎn)中需要挖

50、砂的鑄件。適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。 9 9、分模造型、分模造型 分模造型分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型 腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡單省工。腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡單省工。 常用于最大截面在中部的鑄件。常用于最大截面在中部的鑄件。 1010、活塊造型、活塊造型 活塊造型是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小活塊造型是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小 凸臺(tái)，肋條等這些部分作成活動(dòng)的（即活塊）。凸臺(tái)，肋條等這些部分作成活動(dòng)的（即活塊）。起起 模時(shí)，先起出主體模樣，然后再從側(cè)面取出活塊。模時(shí)，先起出主體模樣，然后再從側(cè)面取出活塊。 其造型費(fèi)時(shí)，工人技

51、術(shù)水平要求高。其造型費(fèi)時(shí)，工人技術(shù)水平要求高。 主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起 模的鑄件模的鑄件。 11 11、刮板造型、刮板造型 刮板造型刮板造型是用刮板代替實(shí)體模樣造型，它可降低是用刮板代替實(shí)體模樣造型，它可降低 模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低， 工人技術(shù)水平要求高。工人技術(shù)水平要求高。 用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小 批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。 機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)是用機(jī)器進(jìn)行緊砂和起機(jī)器造

52、型的實(shí)質(zhì)是用機(jī)器進(jìn)行緊砂和起 模，模，根據(jù)緊砂和起模的方式不同，有各種不根據(jù)緊砂和起模的方式不同，有各種不 同種類的造型機(jī)。同種類的造型機(jī)。 機(jī)器造型不但生產(chǎn)率高，而且質(zhì)量穩(wěn)定，機(jī)器造型不但生產(chǎn)率高，而且質(zhì)量穩(wěn)定， 勞動(dòng)強(qiáng)度低，是成批大量生產(chǎn)鑄件的主要方勞動(dòng)強(qiáng)度低，是成批大量生產(chǎn)鑄件的主要方 法，但需要專用設(shè)備，投資較大。法，但需要專用設(shè)備，投資較大。 機(jī)器造型機(jī)器造型 一、一、 機(jī)器造型方法分類機(jī)器造型方法分類 常用的機(jī)器造型方法有：常用的機(jī)器造型方法有： 壓實(shí)緊實(shí)、高壓緊實(shí)、震擊緊實(shí)、震壓緊壓實(shí)緊實(shí)、高壓緊實(shí)、震擊緊實(shí)、震壓緊 實(shí)、微震緊實(shí)、拋砂緊實(shí)、射壓緊實(shí)、射砂實(shí)、微震緊實(shí)、拋砂緊實(shí)、

53、射壓緊實(shí)、射砂 緊實(shí)。緊實(shí)。 1 1、壓實(shí)緊實(shí)法、壓實(shí)緊實(shí)法 壓實(shí)緊實(shí)方法單純借助壓實(shí)緊實(shí)方法單純借助 壓力緊實(shí)砂型，壓力緊實(shí)砂型，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡機(jī)器結(jié)構(gòu)簡 單、噪聲小，生產(chǎn)率高，消單、噪聲小，生產(chǎn)率高，消 耗動(dòng)力少，型砂的緊實(shí)度沿耗動(dòng)力少，型砂的緊實(shí)度沿 砂箱高度方向分布不均勻，砂箱高度方向分布不均勻， 上下緊實(shí)度相差很大。上下緊實(shí)度相差很大。 主要適用于成批生產(chǎn)高度主要適用于成批生產(chǎn)高度 小于小于200mm200mm薄而小的鑄件。薄而小的鑄件。 及其適用范圍及其適用范圍 2 2、高壓緊實(shí)、高壓緊實(shí) 高壓緊實(shí)高壓緊實(shí)主要是用較高壓主要是用較高壓 實(shí)比壓（一般在實(shí)比壓（一般在0.7MPa-1.5M

54、Pa0.7MPa-1.5MPa） 壓實(shí)砂型。砂型緊實(shí)度高，鑄件壓實(shí)砂型。砂型緊實(shí)度高，鑄件 尺寸精度高，表面粗糙度尺寸精度高，表面粗糙度RaRa值小，值小， 廢品率低，生產(chǎn)率高、噪聲低、廢品率低，生產(chǎn)率高、噪聲低、 灰塵小、易于機(jī)械化、自動(dòng)化、灰塵小、易于機(jī)械化、自動(dòng)化、 但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。 主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件，如汽主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件，如汽 車、機(jī)械車輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè)。車、機(jī)械車輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè)。 3 3、震擊緊實(shí)、震擊緊實(shí) 震擊緊實(shí)震擊緊實(shí)主要依靠震擊力主要依靠震擊力 堅(jiān)實(shí)砂型。該方法機(jī)器結(jié)

55、構(gòu)簡堅(jiān)實(shí)砂型。該方法機(jī)器結(jié)構(gòu)簡 單，制造成本低，但噪聲大、單，制造成本低，但噪聲大、 生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。 砂型堅(jiān)實(shí)度沿砂箱高度方向愈砂型堅(jiān)實(shí)度沿砂箱高度方向愈 往下愈大。往下愈大。 主要適用于需成批生產(chǎn)的中，小型鑄件。主要適用于需成批生產(chǎn)的中，小型鑄件。 4 4、震壓緊實(shí)、震壓緊實(shí) 震壓緊實(shí)震壓緊實(shí)是經(jīng)過多次震擊是經(jīng)過多次震擊 后再壓實(shí)砂型。該方法生產(chǎn)率后再壓實(shí)砂型。該方法生產(chǎn)率 高，能量消耗少，機(jī)械磨損少，高，能量消耗少，機(jī)械磨損少， 砂型堅(jiān)實(shí)度較均勻，但噪聲大。砂型堅(jiān)實(shí)度較均勻，但噪聲大。 廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型 鑄件。鑄件。 氣

56、動(dòng)微震壓實(shí)造型機(jī)氣動(dòng)微震壓實(shí)造型機(jī) 5 5、微震緊實(shí)、微震緊實(shí) 微震緊實(shí)微震緊實(shí)是在加壓堅(jiān)實(shí)型是在加壓堅(jiān)實(shí)型 砂的同時(shí)，砂箱和模板作高頻砂的同時(shí)，砂箱和模板作高頻 率、小振幅震動(dòng)。此方法生產(chǎn)率、小振幅震動(dòng)。此方法生產(chǎn) 率較高、緊實(shí)度均勻、噪聲小。率較高、緊實(shí)度均勻、噪聲小。 廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型 鑄件。鑄件。 6 6、拋砂緊實(shí)、拋砂緊實(shí) 拋砂緊實(shí)拋砂緊實(shí)是利用離心力是利用離心力 拋出型砂，使型砂在慣性力拋出型砂，使型砂在慣性力 下完成填砂和堅(jiān)實(shí)。該方法下完成填砂和堅(jiān)實(shí)。該方法 生產(chǎn)率高，能量消耗少、噪生產(chǎn)率高，能量消耗少、噪 聲低、型砂堅(jiān)實(shí)度均勻、適聲低、型砂堅(jiān)實(shí)度

57、均勻、適 用性廣。用性廣。 主要適用于單件、小批、成批、大量生產(chǎn)中、大主要適用于單件、小批、成批、大量生產(chǎn)中、大 型鑄件或大型芯。型鑄件或大型芯。 拋砂造型機(jī)拋砂造型機(jī) 7 7、射壓緊實(shí)、射壓緊實(shí) 射壓緊實(shí)射壓緊實(shí)是使壓縮是使壓縮 空氣驟然膨脹，將型砂空氣驟然膨脹，將型砂 射人砂箱進(jìn)行填砂和堅(jiān)射人砂箱進(jìn)行填砂和堅(jiān) 實(shí)，再進(jìn)行壓實(shí)。實(shí)，再進(jìn)行壓實(shí)。 該方法生產(chǎn)率高，堅(jiān)實(shí)度均勻，砂型型腔尺寸精該方法生產(chǎn)率高，堅(jiān)實(shí)度均勻，砂型型腔尺寸精 確、表面光滑、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易于自動(dòng)化、但造確、表面光滑、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易于自動(dòng)化、但造 型機(jī)調(diào)整維修復(fù)雜。主要適用于大批、大量生產(chǎn)的形型機(jī)調(diào)整維修復(fù)雜。主要適

58、用于大批、大量生產(chǎn)的形 狀簡單的中、小型鑄件。狀簡單的中、小型鑄件。 8 8、射砂緊實(shí)、射砂緊實(shí) 射砂緊實(shí)射砂緊實(shí)是用壓縮空氣將型（芯）砂高速射是用壓縮空氣將型（芯）砂高速射 入砂箱或芯盒而進(jìn)行緊實(shí)。因其將填砂、緊實(shí)兩入砂箱或芯盒而進(jìn)行緊實(shí)。因其將填砂、緊實(shí)兩 個(gè)工序同時(shí)完成，故生產(chǎn)率高，但用于造型，其個(gè)工序同時(shí)完成，故生產(chǎn)率高，但用于造型，其 堅(jiān)實(shí)度不高、需進(jìn)行輔助壓實(shí)。堅(jiān)實(shí)度不高、需進(jìn)行輔助壓實(shí)。 廣泛用于制芯、并開始用于造型。廣泛用于制芯、并開始用于造型。 射砂擠壓造型機(jī)射砂擠壓造型機(jī) 1 1、鑄鐵、鑄鐵( (含碳量大于含碳量大于2.11%)2.11%) (1)(1)灰口鑄鐵灰口鑄鐵 (

59、2)(2)球墨鑄鐵球墨鑄鐵 (3)(3)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 2 2、鑄鋼、鑄鋼 鑄鋼的鑄造性能差。鑄鋼的流動(dòng)性比鑄鐵差，熔鑄鋼的鑄造性能差。鑄鋼的流動(dòng)性比鑄鐵差，熔 點(diǎn)高，易產(chǎn)生澆不足、冷隔和粘砂等缺陷。鑄鋼的收點(diǎn)高，易產(chǎn)生澆不足、冷隔和粘砂等缺陷。鑄鋼的收 縮性大，產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋等缺陷的傾向大縮性大，產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋等缺陷的傾向大 。 3 3、鑄造有色金屬、鑄造有色金屬 常用的有鑄造鋁合金、鑄造銅合金等。它們大都常用的有鑄造鋁合金、鑄造銅合金等。它們大都 具有流動(dòng)性好，收縮性大，容易吸氣和氧化等特點(diǎn)，具有流動(dòng)性好，收縮性大，容易吸氣和氧化等特點(diǎn)， 特別容易產(chǎn)生氣孔、夾渣缺陷。特別容易

60、產(chǎn)生氣孔、夾渣缺陷。 1、鑄鐵件生產(chǎn)、鑄鐵件生產(chǎn) a、鑄鐵的特點(diǎn)及種類、鑄鐵的特點(diǎn)及種類 ( (按石墨的形態(tài)和形狀分按石墨的形態(tài)和形狀分) ) 白口鑄鐵白口鑄鐵：碳極少數(shù)溶于鐵素體，其余都以：碳極少數(shù)溶于鐵素體，其余都以Fe3C的形式存在，斷的形式存在，斷 口成銀白色，又脆，又硬，不易機(jī)加工，可用來做可鍛鐵毛坯?？诔摄y白色，又脆，又硬，不易機(jī)加工，可用來做可鍛鐵毛坯。 灰口鑄鐵灰口鑄鐵：碳除微量溶于鐵素體，大部分以：碳除微量溶于鐵素體，大部分以片狀石墨片狀石墨形狀存在，斷形狀存在，斷 口呈灰色存在?？诔驶疑嬖凇?球墨鑄鐵球墨鑄鐵：碳大部分以：碳大部分以球狀石墨球狀石墨形式存在。形式存在。 可