第八章鑄造成形

1、8.1.1 金屬或合金的流動性及充型能力金屬或合金的流動性及充型能力 1 金屬或合金的流動性金屬或合金的流動性 2 影響流動性的因素影響流動性的因素 金屬的種類、（鑄鐵、硅黃銅鋁硅合金鋼）金屬的種類、（鑄鐵、硅黃銅鋁硅合金鋼） 合金成分及結(jié)晶特征、粘度、結(jié)晶潛熱、合金成分及結(jié)晶特征、粘度、結(jié)晶潛熱、8.1.2 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮 1 鑄件的凝固方式鑄件的凝固方式 2 鑄造金屬或合金的收縮鑄造金屬或合金的收縮 3 縮孔與縮松及防止措施縮孔與縮松及防止措施 4 鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋8.1.3 鑄件的偏析與鑄造合金的吸氣鑄件的偏析與鑄造合金的吸氣 1 鑄件偏析（

2、晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析、比重偏析）鑄件偏析（晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析、比重偏析） 2 鑄造合金的吸氣鑄造合金的吸氣8.1鑄造成形理論基礎(chǔ) 鑄造是指熔煉金屬、制造鑄型，并將熔融金屬澆注、壓射或鑄造是指熔煉金屬、制造鑄型，并將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型型腔，凝固后獲得一定形狀和性能的零件或毛坯的金屬吸入鑄型型腔，凝固后獲得一定形狀和性能的零件或毛坯的金屬成形工藝成形工藝。8.1.1液態(tài)合金的流動性與充型能力1.合金的流動性熔融金屬的流動能力，稱為熔融金屬的流動能力，稱為合金的流動性。合金的流動性。液態(tài)合金的流動性通常以液態(tài)合金的流動性通常以“螺旋形式樣螺旋形式樣”長度長度來衡量來衡量。鑄鋼鑄鋼的流動性的流

3、動性最差，共晶成分最差，共晶成分的流動性的流動性最好。最好。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形 第八章第八章 鑄造成形鑄造成形不同結(jié)晶特征合金的流動性 鐵碳合金的流動性與含碳量關(guān)系鑄鐵流動性鑄鐵流動性第八章第八章 造鑄成形造鑄成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形采取順序凝固或安放冷鐵采取順序凝固或安放冷鐵第八章第八章 鑄造成形鑄造成形順序凝固冷鐵的應(yīng)用 砂型鑄造的工藝過程：包括混砂、造型和造芯、烘干、合箱、砂型鑄造的工藝過程：包括混砂、造型和造芯、烘干、合箱、熔化與澆注、鑄件的清理和檢驗等工序。熔化與澆注、鑄件的清理和檢驗等工序。 型（芯）砂應(yīng)具備的性能：強度；透氣性（

4、與砂粒的形狀型（芯）砂應(yīng)具備的性能：強度；透氣性（與砂粒的形狀大小及粘土的比例、型砂的臼緊度有關(guān)）；耐火性；退讓性；大小及粘土的比例、型砂的臼緊度有關(guān)）；耐火性；退讓性； 型（芯）砂的分類：粘土砂（由砂、粘土、和附加物如煤粉木型（芯）砂的分類：粘土砂（由砂、粘土、和附加物如煤粉木 屑等組成）；水玻璃砂；油砂及合脂砂；樹脂砂。屑等組成）；水玻璃砂；油砂及合脂砂；樹脂砂。 821 造型方法（手工造型、機器造型）造型方法（手工造型、機器造型） 822 砂型鑄造工藝砂型鑄造工藝第八章第八章 鑄造成形鑄造成形 兩箱造型兩箱造型 三箱造型三箱造型 地坑造型地坑造型 脫箱造型脫箱造型 整模造型整模造型 分模

5、造型分模造型 挖砂造型挖砂造型 假箱造型假箱造型 活塊造型活塊造型 刮板造型刮板造型按砂箱區(qū)分按砂箱區(qū)分按模型區(qū)分按模型區(qū)分第八章第八章 鑄造成形鑄造成形 根據(jù)緊砂原理的不同，機器造型方法有以下幾種：根據(jù)緊砂原理的不同，機器造型方法有以下幾種： 壓實造型、震實造型、震壓實造型、壓實造型、震實造型、震壓實造型、 微震壓實造型、高壓造型、射砂造型、微震壓實造型、高壓造型、射砂造型、 拋砂造型等。拋砂造型等。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形1 澆注位置澆注位置(是指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置）的選擇是指澆注

6、時鑄件在鑄型中所處的空間位置）的選擇 原則原則 ：重要加工面或質(zhì)量要求較高的面，應(yīng)置下部或側(cè)面。：重要加工面或質(zhì)量要求較高的面，應(yīng)置下部或側(cè)面。 大平面朝下。大平面朝下。 大面積薄壁處，應(yīng)置下或側(cè)面。大面積薄壁處，應(yīng)置下或側(cè)面。 易產(chǎn)生易產(chǎn)生 縮孔的厚大部位應(yīng)置頂部或側(cè)面，以安裝冒口?？s孔的厚大部位應(yīng)置頂部或側(cè)面，以安裝冒口。2分型面位置的選擇原則：分型面位置的選擇原則： 重要加工面或大部分加工面與基重要加工面或大部分加工面與基 準(zhǔn)面放在同一砂箱內(nèi)。準(zhǔn)面放在同一砂箱內(nèi)。 盡可能減少分型面數(shù)目或活塊數(shù)目，盡可能減少分型面數(shù)目或活塊數(shù)目， 以方便起模。以方便起模。 盡可能減少型心的數(shù)目。盡可能減少

7、型心的數(shù)目。 便于下芯、合箱、便于下芯、合箱、 檢查型腔尺寸等操作。檢查型腔尺寸等操作。3鑄造工藝參數(shù)的確定：包括鑄造工藝參數(shù)包括機加工余量、鑄鑄造工藝參數(shù)的確定：包括鑄造工藝參數(shù)包括機加工余量、鑄 出孔、起模斜度、鑄造圓角、鑄造收縮率等。出孔、起模斜度、鑄造圓角、鑄造收縮率等。4砂型鑄造工藝分析砂型鑄造工藝分析第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄

8、造成形鑄造成形 機加工余量的大小與鑄件的大小、材質(zhì)批量結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度機加工余量的大小與鑄件的大小、材質(zhì)批量結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及該加工面在鑄型中的位置等不同而變化。（可查手冊）及該加工面在鑄型中的位置等不同而變化。（可查手冊） 鑄件中較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以減少切削工時，節(jié)約金屬。鑄件中較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以減少切削工時，節(jié)約金屬。 鑄件的最小鑄出孔尺寸鑄件的最小鑄出孔尺寸 第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形 鑄造圓角是指鑄件上壁和壁的交角應(yīng)做成圓弧圓度，鑄造圓角是指鑄件上壁和壁的交角應(yīng)做成圓弧圓度，以防在該處產(chǎn)生縮孔和裂紋。鑄造圓角半徑一般為兩以防在該處產(chǎn)生縮孔和裂紋。鑄造

9、圓角半徑一般為兩相交壁平均厚度的相交壁平均厚度的1/31/2。 鑄造收縮是指金屬液澆注到鑄型后，隨溫度的下降鑄造收縮是指金屬液澆注到鑄型后，隨溫度的下降將發(fā)生凝固所引起的尺寸縮減。通?；诣T鐵的收縮率將發(fā)生凝固所引起的尺寸縮減。通常灰鑄鐵的收縮率為為07%10%；鑄鋼為；鑄鋼為15%20%；有色金屬合金為；有色金屬合金為10%15%。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形拖拉機輪831 熔模鑄造熔模鑄造832 832 金屬型鑄造金屬型鑄造833 833 壓力鑄造壓力鑄造834 834 低壓鑄造低壓鑄造835 835 離心鑄造離心鑄造836 836 陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造 83

10、7 837 連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造838 838 實型鑄造實型鑄造839 V839 V法鑄造法鑄造8 8.3.10 磁型鑄造磁型鑄造第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形熔模鑄造工藝過程1鑄件精度高（尺寸公差可達(dá)鑄件精度高（尺寸公差可達(dá)IT11IT13，表面粗糙度可達(dá)表面粗糙度可達(dá) Ra12.51.6m。鑄件可不進行機加工直接使用。鑄件可不進行機加工直接使用。2適合各種合金。特別是那些難熔的難切削的的高合金鋼。適合各種合金。特別是那些難熔的難切削的的高合金鋼。3能鑄造形狀復(fù)雜、不便分型的鑄件。能鑄造形狀復(fù)雜、不便分型的鑄件。4能鑄造出厚度能鑄造出厚度0.3mm薄壁件。薄壁件。5

11、能鑄造出能鑄造出0.5mm孔徑的孔?？讖降目?。 適合難以切削或少切削的小型零件（重量適合難以切削或少切削的小型零件（重量25kg）。）。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形金屬型的結(jié)構(gòu)1一型多用。一型多用。2所獲得的鑄件晶粒細(xì)小、組織致密、力學(xué)性能高。所獲得的鑄件晶粒細(xì)小、組織致密、力學(xué)性能高。3所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)IT12IT14，表表 面粗糙度面粗糙度 可達(dá)可達(dá)Ra6.3m）。）。4模型制造周期長、成本高。模型制造周期長、成本高。 主要適合低熔點的有色金屬或合金鑄件的大批量生主要適合低熔點的有色金屬或合金鑄件的大批量生 產(chǎn)。產(chǎn)。第八章第八章 鑄造成形鑄

12、造成形熱壓室壓鑄機的工作原理第八章第八章 鑄造成形鑄造成形臥式冷壓室壓鑄機第八章第八章 鑄造成形鑄造成形立式壓室壓鑄機11壓鑄室壓鑄室22壓鑄活塞壓鑄活塞33鑄型鑄型44下活塞下活塞55剩余金屬剩余金屬66鑄件鑄件1常用壓力為幾個至幾十個常用壓力為幾個至幾十個MPa。1所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)IT11IT13，表表 面粗糙度可達(dá)面粗糙度可達(dá)Ra3.20.8m）。）。鑄件可不進行機加鑄件可不進行機加 工而直接使用。工而直接使用。2所獲得的鑄件的晶粒細(xì)小，力學(xué)性能高。所獲得的鑄件的晶粒細(xì)小，力學(xué)性能高。3生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)機械化、自動化。生產(chǎn)效率高，便于實

13、現(xiàn)機械化、自動化。4可實現(xiàn)嵌鑄?？蓪崿F(xiàn)嵌鑄。5適合低熔點的有色金屬或合金，難于適應(yīng)鋼和鑄鐵。適合低熔點的有色金屬或合金，難于適應(yīng)鋼和鑄鐵。6鑄件中不可避免存在氣孔、縮松等缺陷。故不能熱處鑄件中不可避免存在氣孔、縮松等缺陷。故不能熱處 理或在高溫下使用。理或在高溫下使用。7設(shè)備投資大，適用于大批量生產(chǎn)。設(shè)備投資大，適用于大批量生產(chǎn)。 低壓鑄造工作原理示意圖低壓鑄造工作原理示意圖 1坩堝；2升液管；3金屬液；4進氣管；5密封蓋 6澆道；7型腔；8鑄型第八章第八章 鑄造成形鑄造成形1常用壓力為常用壓力為0.020.06MPa。介于重力和壓力鑄造之間。介于重力和壓力鑄造之間。2鑄件輪廓清晰、組織致密。

14、鑄件輪廓清晰、組織致密。3金屬利用率高（可達(dá)金屬利用率高（可達(dá)90%以上）。以上）。4澆注方法為底注式充型，無金屬液的飛濺，不對鑄型澆注方法為底注式充型，無金屬液的飛濺，不對鑄型 沖刷，故鑄件中無針孔等缺陷。沖刷，故鑄件中無針孔等缺陷。5設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)機械化、自動化。設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)機械化、自動化。6升液管的壽命短，金屬液在保溫過程中易氧化。升液管的壽命短，金屬液在保溫過程中易氧化。 主要應(yīng)用于鑄造性能要求高的鋁合金和鎂合金鑄件。主要應(yīng)用于鑄造性能要求高的鋁合金和鎂合金鑄件。 如：汽缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件。如：汽缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形1所獲得的鑄件組織

15、致密、沒有氣孔、縮松、縮孔、所獲得的鑄件組織致密、沒有氣孔、縮松、縮孔、 夾渣等缺陷，力學(xué)性能高。夾渣等缺陷，力學(xué)性能高。2沒有型芯和澆注系統(tǒng)便可生產(chǎn)中空鑄件。沒有型芯和澆注系統(tǒng)便可生產(chǎn)中空鑄件。3鑄件在離心的作用下，金屬液的充型能力好，可澆注鑄件在離心的作用下，金屬液的充型能力好，可澆注 流動性差的金屬或壁薄件。流動性差的金屬或壁薄件。4鑄件的內(nèi)表面粗糙，且易產(chǎn)生比重偏析。鑄件的內(nèi)表面粗糙，且易產(chǎn)生比重偏析。完全陶瓷型鑄造工藝過程完全陶瓷型鑄造工藝過程第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形砂套陶瓷型鑄造工藝過程砂套陶瓷型鑄造工藝過程1與熔模鑄造相似，可獲得尺寸精度高、表

16、面粗糙度低與熔模鑄造相似，可獲得尺寸精度高、表面粗糙度低 的鑄件。的鑄件。2可鑄造大型的精密鑄件，其重量可達(dá)十幾噸（熔模鑄可鑄造大型的精密鑄件，其重量可達(dá)十幾噸（熔模鑄 造的鑄件尺寸不能超過造的鑄件尺寸不能超過25kg）。）。3灌漿工序煩瑣，難于實現(xiàn)機械化、自動化。不宜制造灌漿工序煩瑣，難于實現(xiàn)機械化、自動化。不宜制造 批量大、重量輕的鑄件。批量大、重量輕的鑄件。 主要應(yīng)用于生產(chǎn)大型和厚壁的精密鑄件。如：沖摸、主要應(yīng)用于生產(chǎn)大型和厚壁的精密鑄件。如：沖摸、壓鑄模、鍛模、玻璃器皿模等。壓鑄模、鍛模、玻璃器皿模等。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形1澆包澆包2澆口杯或中間澆包澆口杯或中間澆包3結(jié)晶器結(jié)

17、晶器4鑄坯鑄坯5引錠引錠6保溫爐保溫爐7石墨工作套石墨工作套8引拔輥引拔輥9-切割機切割機1所獲得的鑄錠和鑄管組織致密均勻，力學(xué)性能好。所獲得的鑄錠和鑄管組織致密均勻，力學(xué)性能好。2沒有澆注系統(tǒng)和冒口，金屬的利用率高。沒有澆注系統(tǒng)和冒口，金屬的利用率高。3不須造型等工序，可實現(xiàn)機械化和自動化，便于實現(xiàn)不須造型等工序，可實現(xiàn)機械化和自動化，便于實現(xiàn) 連鑄連軋。連鑄連軋。4生產(chǎn)率高。生產(chǎn)率高。第八章第八章 鑄造成形鑄造成形 實型鑄造又稱實型鑄造又稱“氣化模造型氣化模造型”和和“消失模鑄造消失模鑄造”。 不須分型、起模、制芯；鑄件尺寸精度和表面粗不須分型、起模、制芯；鑄件尺寸精度和表面粗糙度與熔模鑄

18、造相近；由于造型工序的簡化，使生產(chǎn)糙度與熔模鑄造相近；由于造型工序的簡化，使生產(chǎn)率高，成本低。率高，成本低。 實型鑄造適用于各種批量的、形狀復(fù)雜的、除鐵實型鑄造適用于各種批量的、形狀復(fù)雜的、除鐵和低碳鋼以外的合金鑄件的生產(chǎn)。和低碳鋼以外的合金鑄件的生產(chǎn)。1發(fā)熱元件；2塑料薄膜在烘烤位置；3塑料薄膜在覆蓋成形；4抽氣箱；5抽氣孔；6砂箱；7密封塑料薄膜；8過濾抽氣孔；9通氣道；10水芯第八章第八章 鑄造成形鑄造成形 鑄造應(yīng)力分熱應(yīng)力和機械應(yīng)力鑄造應(yīng)力分熱應(yīng)力和機械應(yīng)力第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形-鑄件鑄件

19、型芯型芯-鑄型鑄型-阻力阻力第八章第八章 鑄造成形鑄造成形第八章第八章 鑄造成形鑄造成形沸沸點點第八章第八章 鑄造成形鑄造成形841 鑄件工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 1 對鑄件外形的要求（力求簡單，起模方便）對鑄件外形的要求（力求簡單，起模方便） 避免側(cè)凹、去掉不必要的外圓角，使分型面為平面、避免側(cè)凹、去掉不必要的外圓角，使分型面為平面、 設(shè)計凸臺和筋條，應(yīng)考慮造型方便、鑄件的外形盡可能設(shè)計凸臺和筋條，應(yīng)考慮造型方便、鑄件的外形盡可能 使分型面數(shù)目最少使分型面數(shù)目最少 2 對鑄件內(nèi)腔的要求對鑄件內(nèi)腔的要求 不用或少用型芯、型芯的安放應(yīng)穩(wěn)固，并方便排氣和清理不用或少用型芯、型芯的安放應(yīng)穩(wěn)固，并方便排氣和清理 增設(shè)工藝孔、增設(shè)工藝孔、 3 結(jié)構(gòu)斜度結(jié)構(gòu)斜度842 金屬或合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求金屬或合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 1 合理設(shè)計鑄件壁厚（壁厚均勻、有差別時應(yīng)順序凝固）合理設(shè)計鑄件壁厚（壁厚均勻、有差別時應(yīng)順序凝固） 2 鑄件壁與壁連接（設(shè)計結(jié)構(gòu)圓角、避免銳角連接、厚薄鑄件壁與壁連接（設(shè)計結(jié)構(gòu)圓角、避免銳角連接、厚薄 逐漸過渡、避免交叉連接）逐漸過渡、避免交叉連接） 3 與合金鑄造性能有關(guān)的問題（不阻礙收縮、避免過大面積與合金鑄造性能有關(guān)的問題（不阻礙收縮、避免過大面積 的水平面、截面對稱、設(shè)計加強筋）的水平面、截面對稱、設(shè)計加強筋） 4 組合式