材料成形技術(shù)基礎(chǔ)新編課件第二章

1、第一章第一章 緒論緒論材料成形技術(shù)基礎(chǔ)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)第二章第二章 液態(tài)材料鑄造成形液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)過(guò)程技術(shù)過(guò)程第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 概述概述 定義：所謂金屬液態(tài)成型，即鑄造，casting，是將液態(tài)金屬借助外力充填到型腔中，使其凝固冷卻而獲得所需形狀和尺寸的毛坯或零件的工藝。 第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 概述概述第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 液態(tài)成形（鑄造）的優(yōu)缺點(diǎn)液態(tài)成形（鑄造）的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：投資小、生產(chǎn)周期短、技術(shù)過(guò)程靈活性投資小、生產(chǎn)周期短、技術(shù)過(guò)程靈活性 大、能制造形狀復(fù)雜的零件。且成本較低。大、能制造形狀復(fù)雜的零件。且成本較低。缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 鑄件內(nèi)

2、部組織疏松、晶粒粗大，易產(chǎn)生縮鑄件內(nèi)部組織疏松、晶粒粗大，易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷；鑄件外部易產(chǎn)生粘砂、孔、縮松、氣孔等缺陷；鑄件外部易產(chǎn)生粘砂、夾砂、砂眼等。因此，與同樣材料的鍛件相比，夾砂、砂眼等。因此，與同樣材料的鍛件相比，鑄件的力學(xué)性能低，特別是沖擊韌性低。鑄件的力學(xué)性能低，特別是沖擊韌性低。又由于又由于鑄造工序多，難以精確控制，使鑄件鑄造工序多，難以精確控制，使鑄件品質(zhì)不夠穩(wěn)品質(zhì)不夠穩(wěn)定定。第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)方法液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)方法鑄鐵鑄鐵鑄鋼鑄鋼鋁合金鑄造鋁合金鑄造銅合金鑄造銅合金鑄造鎂合金鑄造鎂合金鑄造鈦合金鑄造鈦合金鑄造目前鑄造成形

3、技術(shù)的方法種類繁多。目前鑄造成形技術(shù)的方法種類繁多。按按生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法分類分類砂型鑄造砂型鑄造特種鑄造特種鑄造按按合金合金分類分類第一章第一章 緒論緒論各類機(jī)械工業(yè)中鑄件質(zhì)量所占的比率各類機(jī)械工業(yè)中鑄件質(zhì)量所占的比率機(jī)械類別比率/機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)器風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械汽車70906080507040702030第一章第一章 緒論緒論2.2 2.2 鑄造成形技術(shù)過(guò)程理論基礎(chǔ)鑄造成形技術(shù)過(guò)程理論基礎(chǔ)12435液態(tài)金屬的液態(tài)金屬的充型能力充型能力鑄件的凝固鑄件的凝固鑄件的收縮鑄件的收縮金屬的吸氣性金屬的吸氣性鑄件的化學(xué)成分偏析鑄件的化學(xué)成分偏析主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一章第一章 緒論緒論2.2

4、.1 2.2.1 液態(tài)金屬的充型能力液態(tài)金屬的充型能力 液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，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(jiǎn)稱型的能力，簡(jiǎn)稱液態(tài)金屬的充型能力液態(tài)金屬的充型能力。 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的金屬自身的流動(dòng)能力流動(dòng)能力，還受，還受外部條件外部條件，如，如鑄型性質(zhì)、澆注鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄件結(jié)構(gòu)條件、鑄件結(jié)構(gòu)等因素的影響，是各種因素的等因素的影響，是各種因素的綜合反映。綜合反映。第一章第一章 緒論緒論1 1）金屬流動(dòng)性）金屬流動(dòng)性流動(dòng)性定義： 液

5、態(tài)合金充滿型腔，形成輪廓清晰，形狀和尺寸符合要求的優(yōu)質(zhì)鑄件的能力。流動(dòng)性不好：流動(dòng)性不好：不能充滿型腔，不能形成符合要求的優(yōu)質(zhì)鑄件。不能充滿型腔，不能形成符合要求的優(yōu)質(zhì)鑄件。流動(dòng)性好：流動(dòng)性好：易于充滿型腔，有利于氣體和非金屬夾雜物上浮和易于充滿型腔，有利于氣體和非金屬夾雜物上浮和對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。 說(shuō)明不同的合金具有不同的流動(dòng)性特點(diǎn)。在進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)說(shuō)明不同的合金具有不同的流動(dòng)性特點(diǎn)。在進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)和鑄造工藝制定時(shí)，必須考慮合金流動(dòng)性。那么，我們?cè)鯓雍夂丸T造工藝制定時(shí)，必須考慮合金流動(dòng)性。那么，我們?cè)鯓雍饬亢辖鸬牧鲃?dòng)性呢？量合金的流動(dòng)性呢？第一章第一章 緒論緒論螺旋形流動(dòng)性試樣螺

6、旋形流動(dòng)性試樣 在相同的澆注工藝條件下，將金屬液澆入鑄型中，測(cè)出其實(shí)際螺旋線長(zhǎng)度。澆出的試樣愈長(zhǎng)，合金的流動(dòng)性愈好！第一章第一章 緒論緒論常用合金的流動(dòng)性常用合金的流動(dòng)性灰鑄鐵、硅黃銅的流動(dòng)性最好，鑄鋼的流動(dòng)性最差灰鑄鐵、硅黃銅的流動(dòng)性最好，鑄鋼的流動(dòng)性最差。 第一章第一章 緒論緒論金屬的流動(dòng)性金屬的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性主要取決于它本身的化學(xué)成分。 純金屬和共晶成分的合金流動(dòng)性最好 合金的結(jié)晶溫度區(qū)間越寬，流動(dòng)性越差圖2.3 Fe-C合金的流動(dòng)性與狀態(tài)圖的關(guān)系（a）相同過(guò)熱溫度的流動(dòng)性；（b）相同澆注溫度的流動(dòng)性 第一章第一章 緒論緒論2 2）鑄型性質(zhì)）鑄型性質(zhì)鑄型的蓄熱系數(shù)越大鑄型的蓄熱系數(shù)越

7、大鑄型激冷能力鑄型激冷能力充型能力充型能力鑄型的預(yù)熱溫度越高鑄型的預(yù)熱溫度越高充型能力充型能力第一章第一章 緒論緒論3 3）澆注條件）澆注條件（1 1）澆注溫度）澆注溫度 一般T澆越高，液態(tài)金屬的充型能力越強(qiáng)。（2 2）充型壓力）充型壓力 液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力越大，充型能力越強(qiáng)。（3 3）澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)）澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力越大，充型能力越差。 第一章第一章 緒論緒論4 4）鑄件結(jié)構(gòu)）鑄件結(jié)構(gòu)（1 1）折算厚度）折算厚度 折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，為折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，為鑄件體積與表面積之比。折算厚度大，熱量散失慢，鑄件體積與表面積之比。折算厚度大

8、，熱量散失慢，充型能力就好。鑄件壁厚相同時(shí)，充型能力就好。鑄件壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁垂直壁比水平壁更容易充填。更容易充填。（2 2）鑄件復(fù)雜程度）鑄件復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄型的充填就困難。鑄型的充填就困難。 第一章第一章 緒論緒論2.2.2 2.2.2 鑄件的凝固鑄件的凝固 鑄型中的鑄型中的液態(tài)液態(tài)合金轉(zhuǎn)變?yōu)楹辖疝D(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)固態(tài)的過(guò)程，稱為鑄件的過(guò)程，稱為鑄件的的凝固凝固，或稱為，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) )情況情況下進(jìn)行的。壓鑄等技術(shù)除外。金屬凝固時(shí)應(yīng)滿足的熱下進(jìn)行的。壓鑄等

9、技術(shù)除外。金屬凝固時(shí)應(yīng)滿足的熱力學(xué)條件是：只有當(dāng)體系所處的溫度低于熔點(diǎn)溫度力學(xué)條件是：只有當(dāng)體系所處的溫度低于熔點(diǎn)溫度( (液液相線溫度相線溫度) )T Tm m時(shí)，才能發(fā)生凝固現(xiàn)象。時(shí)，才能發(fā)生凝固現(xiàn)象。液固兩相自由液固兩相自由能差能差( (G GG Gl l-Gs0-Gs11的合金的合金，固液界面的液相中溶質(zhì)減少，固液界面的液相中溶質(zhì)減少，因此因此愈是后來(lái)結(jié)晶的固相，溶質(zhì)的濃度愈低愈是后來(lái)結(jié)晶的固相，溶質(zhì)的濃度愈低。這種成分偏析稱之為正。這種成分偏析稱之為正偏析。偏析。該溫度下液相溶質(zhì)成分某溫度下固相溶質(zhì)成分K 如果溶質(zhì)的分配系數(shù)如果溶質(zhì)的分配系數(shù)k1的合金，的合金，凝固界面上將有一部分溶

10、質(zhì)排向液凝固界面上將有一部分溶質(zhì)排向液相，隨著溫度的降低，溶質(zhì)的濃度在固濃界面處的液相中逐漸增加。越相，隨著溫度的降低，溶質(zhì)的濃度在固濃界面處的液相中逐漸增加。越是后來(lái)結(jié)晶的固相，溶質(zhì)濃度越高，這種成分偏析稱之為是后來(lái)結(jié)晶的固相，溶質(zhì)濃度越高，這種成分偏析稱之為逆偏析逆偏析。（2）逆偏析）逆偏析第一章第一章 緒論緒論2.3 液態(tài)金屬成形件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)液態(tài)金屬成形件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 鑄件工藝過(guò)程設(shè)計(jì)鑄件工藝過(guò)程設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)、就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)、要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定鑄件方案和技術(shù)參數(shù)，鑄件方案和技術(shù)參數(shù)，繪制工藝過(guò)程

11、圖、編制工藝過(guò)程卡繪制工藝過(guò)程圖、編制工藝過(guò)程卡等技術(shù)文件的過(guò)程。鑄件等技術(shù)文件的過(guò)程。鑄件工藝設(shè)計(jì)的有關(guān)文件，是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和鑄件驗(yàn)收的依據(jù)，工藝設(shè)計(jì)的有關(guān)文件，是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和鑄件驗(yàn)收的依據(jù)，并用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)操作。因此，鑄件工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的好壞，并用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)操作。因此，鑄件工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)率和成本起著重要的作用。對(duì)鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)率和成本起著重要的作用。第一章第一章 緒論緒論2.3.1 鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟鑄造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 鑄造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要決定于批量大小、生產(chǎn)要求和生產(chǎn)條件。一般包括：鑄造工藝過(guò)程圖、鑄件圖、鑄型裝配圖、工

12、藝過(guò)程卡、操作技術(shù)規(guī)程。廣義地講，凡鑄造技術(shù)裝備的設(shè)計(jì)內(nèi)容，諸如模樣圖、模板圖、芯盒圖、砂箱圖、壓鐵圖、專用檢具圖、專用量具圖及組芯夾具圖等，均屬于鑄造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。第一章第一章 緒論緒論鑄造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的步驟鑄造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的步驟1.最小壁厚，壁的過(guò)渡， 是否利于鑄造；2.選鑄造方法，造型方法， 澆注位置等；4.型芯形狀，數(shù)量，下芯順序；5.澆注系統(tǒng)類型，尺寸，位置；6.冒口位置，尺寸；7.把以上內(nèi)容，按規(guī)定的符號(hào) 標(biāo)注在零件圖上；8.按鑄件尺寸畫出逐漸圖；第一章第一章 緒論緒論2.3.2 工藝方案的確定工藝方案的確定第一章第一章 緒論緒論2.3.2 工藝方案的確定工藝方案的確定1）確

13、定澆注位置重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面澆注位置是澆注位置是指澆注時(shí)鑄指澆注時(shí)鑄件在鑄型中件在鑄型中所處的位置。所處的位置。第一章第一章 緒論緒論澆注位置澆注位置 鑄件的大平面盡可能朝下或采用傾斜澆注 鑄型的上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣外，大平面還常產(chǎn)生夾砂缺陷。同時(shí)也有利于排氣、減小金屬液對(duì)鑄型的沖刷力。第一章第一章 緒論緒論澆注位置澆注位置 大面積薄壁置鑄型下部或位垂直大面積薄壁置鑄型下部或位垂直/傾斜傾斜,防止?jié)膊坏椒乐節(jié)膊坏胶屠涓羧毕?；和冷隔缺陷；大平面傾斜大平面傾斜第一章第一章 緒論緒論澆注位置澆注位置 易縮孔件的易縮孔件的厚大部分厚大部分熱節(jié)處應(yīng)位于分型面附近的熱節(jié)處應(yīng)位于分型面

14、附近的上部或側(cè)面；上部或側(cè)面； 容易形成縮孔的鑄件容易形成縮孔的鑄件( (如鑄鋼、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、黃銅如鑄鋼、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、黃銅) )澆注時(shí)澆注時(shí)應(yīng)把厚的部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)應(yīng)把厚的部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)順序凝順序凝固固，進(jìn)行補(bǔ)縮。，進(jìn)行補(bǔ)縮。圖2.29 鑄鋼鏈輪的澆注位置1冒口；2，3砂芯第一章第一章 緒論緒論2）分型面的選擇原則）分型面的選擇原則便于起模，使造型工藝簡(jiǎn)化?？紤]分型面形狀和數(shù)目，活塊，型芯。 分型面（Parting line）是指兩半鑄型相互接觸的表面。除了實(shí)型鑄造法外，都要選擇分型面。第一章第一章 緒論緒論

15、2）分型面的選擇原則）分型面的選擇原則（1 1）應(yīng)盡可能使全部或大部分鑄件，或者加工基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能使全部或大部分鑄件，或者加工基準(zhǔn)面與重要的加工面處于同一半型內(nèi)。與重要的加工面處于同一半型內(nèi)。 以避免因合型不準(zhǔn)產(chǎn)生錯(cuò)型，保證鑄件尺寸精度。圖2.30 管子堵頭分型方案（a）合理；（b）不合理第一章第一章 緒論緒論增加外芯凸臺(tái)妨礙起模易產(chǎn)生錯(cuò)箱?？捎糜趩渭a(chǎn)。方案方案B盡量使鑄件盡量使鑄件全部或大部全部或大部置于同一砂置于同一砂箱，以保證箱，以保證鑄件精度。鑄件精度。第一章第一章 緒論緒論2）分型面的選擇原則）分型面的選擇原則（2）應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目）應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目 分型面數(shù)量少，既

16、能保證鑄件精度，又能簡(jiǎn)化造型操作。圖2.3l 三通鑄件的分型面選擇（a）鑄件；（b）四箱造型；（c）三箱造型；（d）兩箱造型第一章第一章 緒論緒論2）分型面的選擇原則）分型面的選擇原則 (3) 分型面應(yīng)盡量選用平面分型面應(yīng)盡量選用平面 平直的分型面可簡(jiǎn)化造型工藝過(guò)程和模板制造，容易保證鑄件精度（圖2-32b），這對(duì)于機(jī)器造型尤為重要。 水平分型面水平分型面-便于造型操作，適宜批量生產(chǎn)！挖砂造型挖砂造型 費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，盡 量避免。單件生產(chǎn)時(shí)可用此法！第一章第一章 緒論緒論2）分型面的選擇原則）分型面的選擇原則4）盡量使型腔及主要型芯位于下型。）盡量使型腔及主要型芯位于下型。型芯、型腔大部分位于下箱

17、，方案合理上箱太高第一章第一章 緒論緒論3）確定工藝參數(shù)）確定工藝參數(shù) 機(jī)加工余量 最小鑄出孔 起模斜度 鑄造圓角 收縮率第一章第一章 緒論緒論3）確定工藝參數(shù)）確定工藝參數(shù)（1 1） 機(jī)加工余量機(jī)加工余量依據(jù)尺寸公差等級(jí)（16級(jí)）表2.9加工余量等級(jí)（9級(jí)）表2.10配套選用 表2.11第一章第一章 緒論緒論加工余量選擇加工余量選擇第一章第一章 緒論緒論加工余量選擇加工余量選擇第一章第一章 緒論緒論（2）最小鑄出孔）最小鑄出孔 鑄孔及鑄槽 鑄件上的孔和槽類這部分結(jié)構(gòu)是否鑄出，取決于工藝的可行性和必要性。 一般來(lái)說(shuō)，尺寸較小的孔不鑄出反而經(jīng)濟(jì)。 設(shè)計(jì)時(shí)查手冊(cè)。 注-零件圖上沒(méi)有要求加工的孔必須

18、鑄出。 因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意這類孔的尺寸不可太小！第一章第一章 緒論緒論不鑄出孔的表示不鑄出孔的表示小孔不鑄出，留待機(jī)加工。第一章第一章 緒論緒論灰鑄鐵件鑄孔尺寸（最小鑄出孔）灰鑄鐵件鑄孔尺寸（最小鑄出孔）灰鐵鑄件鑄鋼件大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)121515303050305050第一章第一章 緒論緒論（3）起模斜度）起模斜度 取決于立壁高度；造型方法和模樣材料等因素，一般15-3。內(nèi)外壁有分（內(nèi)壁3-10）。 為了使模樣(或型芯)便于從砂型(或芯盒)中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時(shí)，必須留出一定的傾斜度,此傾斜度稱為起模斜度。立壁愈高，斜度愈小。第一章第一章 緒論緒論砂型鑄造模

19、樣外表面起模斜度砂型鑄造模樣外表面起模斜度第一章第一章 緒論緒論（4）鑄造圓角）鑄造圓角 制造模樣時(shí)，壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過(guò)度，即鑄造圓角。它既可使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆弱面，又可減少應(yīng)力集中，還可避免產(chǎn)生沖砂、縮孔和裂紋。一般小型鑄件，外圓角半徑取28mm ，內(nèi)圓角半徑取416mm。第一章第一章 緒論緒論（5）鑄造收縮率）鑄造收縮率 模樣尺寸放大率 K=（L0-L1）/L0*100%。 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（0.7-1%灰鑄鐵） 由于合金的線收縮,鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小,為保證鑄件的應(yīng)有尺寸,模樣尺寸必須比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮量。通?；诣T鐵為0.71.0,鑄造碳鋼為1.32.0，鋁硅合金

20、為0.81.2。第一章第一章 緒論緒論2.3.3 澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)金屬液進(jìn)入鑄型的系列通道的總稱，是鑄型充填系統(tǒng)的組成部分。 澆注系統(tǒng)的主要功能是： 將鑄型型腔與澆包連接起來(lái)，平穩(wěn)地導(dǎo)入液態(tài)金屬；擋渣及排除鑄型型腔中的空氣及其他氣體；調(diào)節(jié)鑄型與鑄件各部分的溫度分布以控制鑄件的凝固順序；保證液態(tài)金屬在最合適的時(shí)間范圍內(nèi)充滿鑄型，不使金屬過(guò)度氧化，有足夠的壓力頭，并保證金屬液面在鑄型型腔內(nèi)有必要的上升速度等。第一章第一章 緒論緒論2.3.3 澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)1-1-澆口杯；澆口杯；2-2-直澆道；直澆道；3-3-橫澆道；橫澆道；4-4-內(nèi)澆道內(nèi)澆道第

21、一章第一章 緒論緒論2.3.3 澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)1） 內(nèi)澆口的位置圖2.36 液態(tài)金屬注入型腔的幾種形式（a）頂部注入式；（b）中間注入式；（c）底部注入式；（d）階梯注入式第一章第一章 緒論緒論2.3.3 澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì) 對(duì)設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)的要求是： 盡可能阻止熔渣、氣體、氧化物及非金屬夾雜物吸附或夾附進(jìn)入鑄型型腔；防止鑄型型腔和型芯被沖蝕；降低澆注溫度；在正確部位以合適的速度把金屬液引入鑄型型腔，減少鑄件的縮孔(松)和變形；減少澆注系統(tǒng)占用的金屬，節(jié)約液態(tài)金屬。第一章第一章 緒論緒論2.3.3 澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，首先應(yīng)該正確

22、地選擇設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，首先應(yīng)該正確地選擇澆注澆注系統(tǒng)的類型及其開(kāi)設(shè)的位置，系統(tǒng)的類型及其開(kāi)設(shè)的位置，要根據(jù)具體情況要根據(jù)具體情況認(rèn)真研究，對(duì)各種方案進(jìn)行反復(fù)比較，要保證認(rèn)真研究，對(duì)各種方案進(jìn)行反復(fù)比較，要保證有足夠的空間開(kāi)設(shè)澆口和冒口系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)有足夠的空間開(kāi)設(shè)澆口和冒口系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上還要上還要確定澆注系統(tǒng)各組元的合理尺寸及其之確定澆注系統(tǒng)各組元的合理尺寸及其之間的比例關(guān)系間的比例關(guān)系。 計(jì)算澆注系統(tǒng)要考慮的主要問(wèn)題是計(jì)算澆注系統(tǒng)要考慮的主要問(wèn)題是控制金控制金屬液流經(jīng)澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔的速度和流量。屬液流經(jīng)澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔的速度和流量。第一章第一章 緒論緒論2.3.3 澆注系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)

23、及其設(shè)計(jì) 實(shí)際澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)沒(méi)有那么復(fù)雜，只要將液態(tài)金屬平穩(wěn)地導(dǎo)入、充填型腔與冒口。截面一般取倒梯形，封閉式居多。主要是控制金屬液經(jīng)澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔的速度和流量。 一般 等于：內(nèi)FpHrGF0443. 0/minG-充填的液體金屬重量 r-液體密度-澆筑時(shí)間-流量消耗系數(shù)Hp-平均計(jì)算壓頭CpHHP22H-內(nèi)澆口以上液面高度P-內(nèi)澆口以上型腔高度C-型腔總高度第一章第一章 緒論緒論2.3.4冒口、冷鐵的設(shè)計(jì)冒口、冷鐵的設(shè)計(jì) 冒口的設(shè)計(jì) 鑄型中能儲(chǔ)存一定金屬液（同鑄件相連接在一起的液態(tài)金屬熔池）補(bǔ)償鑄件收縮，防止產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷的專門技術(shù)“空腔”稱為冒口。冒口的主要作用是補(bǔ)縮鑄件補(bǔ)縮鑄件。此外還

24、有集渣和通、排氣作用集渣和通、排氣作用。圖2.37 常用的冒口類型（a）鑄鋼件；（b）鑄鐵件1明頂冒口；2暗頂冒口；3鑄件；4邊冒口第一章第一章 緒論緒論冷鐵的設(shè)計(jì)冷鐵的設(shè)計(jì) 冷鐵是用來(lái)加大鑄件局部冷卻速度最常用的一種激冷物，鋼材、銅等金屬材料也可以用作激冷物。其主要作用為：加快鑄件某一部分的冷卻速度，調(diào)節(jié)鑄件的凝固順序，與冒口配合使用，可擴(kuò)大冒口的有效補(bǔ)縮距離。 冷鐵分為外冷鐵和內(nèi)冷鐵第一章第一章 緒論緒論2.3.5 鑄造工藝過(guò)程圖的繪制鑄造工藝過(guò)程圖的繪制 鑄造工藝過(guò)程圖是在零件圖上用規(guī)定的技術(shù)符號(hào)表示出鑄造工藝過(guò)程內(nèi)容的圖形，它決定了鑄件的形狀、尺寸、生產(chǎn)方法和工藝過(guò)程，是制造模樣、芯盒

25、、造型、造芯和檢驗(yàn)鑄件的依據(jù)。第一章第一章 緒論緒論鑄造工藝過(guò)程圖的繪制鑄造工藝過(guò)程圖的繪制第一章第一章 緒論緒論鑄造工藝過(guò)程圖的繪制鑄造工藝過(guò)程圖的繪制第一章第一章 緒論緒論鑄造工藝過(guò)程圖的繪制鑄造工藝過(guò)程圖的繪制圖2.38 支撐輪的鑄造工藝過(guò)程圖 第一章第一章 緒論緒論2.4液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)采用當(dāng)采用鑄造來(lái)鑄造來(lái)做零件做零件毛坯或毛坯或直接成直接成形時(shí)，形時(shí)，除形狀除形狀和尺寸和尺寸設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)以外，還外，還必須進(jìn)必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性的要求合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)工

26、藝性的要求鑄件最小壁厚設(shè)計(jì)鑄件最小壁厚設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)目的，就是在結(jié)構(gòu)設(shè)目的，就是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，力求使鑄造，計(jì)上，力求使鑄造，以及后續(xù)的切削加工以及后續(xù)的切削加工容易進(jìn)行。容易進(jìn)行。 第一章第一章 緒論緒論2.4.1保證鑄件質(zhì)量的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證鑄件質(zhì)量的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）最小壁厚）最小壁厚 在一定鑄造條件下，鑄造合金液能充滿鑄型的最小厚度稱為該鑄造合金的最小壁厚。為了避免鑄件的澆不足和冷隔等缺陷，鑄件的設(shè)計(jì)壁厚不應(yīng)小于最小壁厚。最小壁厚主要由合金種類和鑄件尺寸大小決定。第一章第一章 緒論緒論砂型鑄造鑄鐵件的最小壁厚砂型鑄造鑄鐵件的最小壁厚mm鑄件種類鑄件種類鑄件最大輪廓

27、尺寸鑄件最大輪廓尺寸200200400400800800125012502000灰鑄鐵灰鑄鐵34455668810孕育鑄鐵孕育鑄鐵566881010121216球墨鑄鐵球墨鑄鐵34488101012碳素鋼碳素鋼8911141618低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼89910121620高錳鋼高錳鋼8910121620不銹鋼不銹鋼8101012121616202025耐熱鋼耐熱鋼8101012121616202025第一章第一章 緒論緒論2)鑄件的臨界壁厚鑄件的臨界壁厚 由于厚壁鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松、晶粒粗大、偏由于厚壁鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松、晶粒粗大、偏析等缺陷，鑄件的力學(xué)性能下降。這對(duì)于各種鑄造合析等缺

28、陷，鑄件的力學(xué)性能下降。這對(duì)于各種鑄造合金來(lái)說(shuō)，均存在一個(gè)臨界壁厚，如果鑄件的壁厚超過(guò)金來(lái)說(shuō)，均存在一個(gè)臨界壁厚，如果鑄件的壁厚超過(guò)臨界壁厚，鑄件的承載能力并不按比例隨鑄件厚度的臨界壁厚，鑄件的承載能力并不按比例隨鑄件厚度的增加而增加，而是顯著下降。所以，設(shè)計(jì)厚大鑄件時(shí)增加而增加，而是顯著下降。所以，設(shè)計(jì)厚大鑄件時(shí)，要避免以增加壁厚的方式提高強(qiáng)度。砂型鑄造各種，要避免以增加壁厚的方式提高強(qiáng)度。砂型鑄造各種鑄造合金鑄件的臨界壁厚可按其鑄造合金鑄件的臨界壁厚可按其最小壁厚的最小壁厚的3 3倍倍考慮。考慮。第一章第一章 緒論緒論3)鑄件的內(nèi)壁厚度鑄件的內(nèi)壁厚度 砂型鑄造時(shí)，散熱條件差的鑄件內(nèi)壁，即使

29、內(nèi)壁厚砂型鑄造時(shí)，散熱條件差的鑄件內(nèi)壁，即使內(nèi)壁厚度與外壁厚度相等，由于它的凝固速度比外壁慢，力學(xué)度與外壁厚度相等，由于它的凝固速度比外壁慢，力學(xué)性能往往比外壁低。同時(shí)在鑄造過(guò)程中易在內(nèi)、外壁交性能往往比外壁低。同時(shí)在鑄造過(guò)程中易在內(nèi)、外壁交接處產(chǎn)生熱應(yīng)力，使鑄件產(chǎn)生裂紋，對(duì)于凝固收縮大的接處產(chǎn)生熱應(yīng)力，使鑄件產(chǎn)生裂紋，對(duì)于凝固收縮大的鑄造合金還易在此處產(chǎn)生縮孔和縮松。因此，鑄造合金還易在此處產(chǎn)生縮孔和縮松。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使鑄件內(nèi)壁厚度小于外壁厚度使鑄件內(nèi)壁厚度小于外壁厚度。其內(nèi)、外壁厚度相差值。其內(nèi)、外壁厚度相差值可參考表可參考表2-162-16。第一章第一章 緒論緒論3)鑄件的內(nèi)壁

30、厚度鑄件的內(nèi)壁厚度表表2-16 砂型鑄造各種鑄造合金件之內(nèi)、外壁厚相差值砂型鑄造各種鑄造合金件之內(nèi)、外壁厚相差值注：鑄件內(nèi)腔尺寸大的取下限值。注：鑄件內(nèi)腔尺寸大的取下限值。合金類別鑄鐵鑄鋼鑄鋁鑄銅鑄件內(nèi)壁比外壁厚度應(yīng)減少的相對(duì)值/%1020 2030 1020 1520注：鑄件內(nèi)腔尺寸大的取下限值鑄件內(nèi)腔尺寸大的取下限值。第一章第一章 緒論緒論4)鑄件壁的過(guò)渡和連接鑄件壁的過(guò)渡和連接 通常情況下，鑄件壁的厚度并不完全一致。因此，在壁的過(guò)渡處應(yīng)參考表2-17中壁的過(guò)渡形式和尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一章第一章 緒論緒論4)鑄件壁的過(guò)渡和連接鑄件壁的過(guò)渡和連接 鑄壁有類型各異的接頭，大致分為鑄壁有類型各異的

31、接頭，大致分為L(zhǎng) L型、型、T T型、型、v v型、型、Y Y型和十字型型和十字型等種等種在接頭處，因凝固速度慢，容易產(chǎn)生在接頭處，因凝固速度慢，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中應(yīng)力集中，在鑄件上可能會(huì)產(chǎn)生，在鑄件上可能會(huì)產(chǎn)生裂紋、裂紋、變形、縮孔、縮松變形、縮孔、縮松等缺陷。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)選用等缺陷。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)選用L L型接頭，減少和分散熱節(jié)點(diǎn)型接頭，減少和分散熱節(jié)點(diǎn)，避免交叉連結(jié)。，避免交叉連結(jié)。第一章第一章 緒論緒論4)鑄件壁的過(guò)渡和連接鑄件壁的過(guò)渡和連接第一章第一章 緒論緒論4)鑄件壁的過(guò)渡和連接鑄件壁的過(guò)渡和連接表2-18 鑄件壁的連接形式示意圖 第一章第一章 緒論緒論壁間連接應(yīng)避免交叉和銳角壁

32、間連接應(yīng)避免交叉和銳角第一章第一章 緒論緒論壁間連接應(yīng)避免交叉和銳角壁間連接應(yīng)避免交叉和銳角 為了減小熱節(jié)和防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，鑄件的壁應(yīng)避為了減小熱節(jié)和防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，鑄件的壁應(yīng)避免交叉連接和銳角連接。免交叉連接和銳角連接。 中、小鑄件可采用交錯(cuò)接頭，銳角中、小鑄件可采用交錯(cuò)接頭，銳角連接宜采用過(guò)渡形式，大件宜采用環(huán)形接頭。連接宜采用過(guò)渡形式，大件宜采用環(huán)形接頭。第一章第一章 緒論緒論5)肋肋 為了增加鑄件的力學(xué)性能和減輕鑄件為了增加鑄件的力學(xué)性能和減輕鑄件的質(zhì)量，消除縮孔和防止裂紋、變形、夾的質(zhì)量，消除縮孔和防止裂紋、變形、夾砂等缺陷，在鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量采用肋。砂等缺陷，在鑄

33、件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量采用肋。設(shè)計(jì)肋時(shí)，要盡量分散和減少熱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)肋時(shí)，要盡量分散和減少熱節(jié)點(diǎn)，避避免多條肋互相交叉，免多條肋互相交叉，肋與肋和肋與壁的連肋與肋和肋與壁的連接處要有接處要有圓角過(guò)渡圓角過(guò)渡，垂直于分型面的肋應(yīng)，垂直于分型面的肋應(yīng)有有鑄造斜度鑄造斜度( (見(jiàn)表見(jiàn)表2-19)2-19)。第一章第一章 緒論緒論5)肋肋第一章第一章 緒論緒論5)肋肋 薄而大的平板，收縮易發(fā)生翹曲變形，加上幾條筋之后便可避免。如下圖所示 鑄件壁較厚，容易產(chǎn)生縮孔。將壁厚減薄，采用加強(qiáng)筋，可防止以上的缺陷。 第一章第一章 緒論緒論5)肋肋第一章第一章 緒論緒論6)鑄造斜度鑄造斜度 非加工面上的鑄件壁的內(nèi)、外兩側(cè)

34、，沿起模方向應(yīng)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)男倍龋唇Y(jié)構(gòu)斜度，可參考表2-20進(jìn)行設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)圖斜度a：h使用范圍1：5h500的鑄鋼和鑄鐵件的鑄鋼和鑄鐵件1：100非鐵合金鑄件非鐵合金鑄件第一章第一章 緒論緒論6)鑄造斜度鑄造斜度第一章第一章 緒論緒論7) 凸臺(tái)凸臺(tái) 鑄件上由于需要安裝螺栓、壓力表、排氣塞、排油塞、黃鑄件上由于需要安裝螺栓、壓力表、排氣塞、排油塞、黃油杯、測(cè)溫計(jì)等，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就須在安裝位置設(shè)置凸臺(tái)。然而油杯、測(cè)溫計(jì)等，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就須在安裝位置設(shè)置凸臺(tái)。然而，凸臺(tái)會(huì)在零件上造成金屬堆積。對(duì)于凝固收縮大的金屬，在，凸臺(tái)會(huì)在零件上造成金屬堆積。對(duì)于凝固收縮大的金屬，在凸臺(tái)內(nèi)易形成縮孔、縮松，有損鑄件品質(zhì)。

35、因此，設(shè)計(jì)凸臺(tái)時(shí)凸臺(tái)內(nèi)易形成縮孔、縮松，有損鑄件品質(zhì)。因此，設(shè)計(jì)凸臺(tái)時(shí)要選擇要選擇正確的形狀和尺寸正確的形狀和尺寸。凸臺(tái)之間的。凸臺(tái)之間的中心距較小時(shí)，應(yīng)將凸中心距較小時(shí)，應(yīng)將凸臺(tái)連成整體，以便于鑄造和切削加工臺(tái)連成整體，以便于鑄造和切削加工。凸臺(tái)與。凸臺(tái)與鑄件垂直壁距離鑄件垂直壁距離小時(shí)，為便于造型，應(yīng)與垂直壁相連。小時(shí)，為便于造型，應(yīng)與垂直壁相連。第一章第一章 緒論緒論凸臺(tái)設(shè)計(jì)便于起模凸臺(tái)設(shè)計(jì)便于起模第一章第一章 緒論緒論2.4.2適應(yīng)鑄造工藝過(guò)程的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適應(yīng)鑄造工藝過(guò)程的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）簡(jiǎn)化或減少分型面）簡(jiǎn)化或減少分型面第一章第一章 緒論緒論(a)兩個(gè)分型面的結(jié)構(gòu) (b)一個(gè)分型

36、面的結(jié)構(gòu)圖2-46 套筒鑄件的結(jié)構(gòu)第一章第一章 緒論緒論2）應(yīng)盡量不用或少用型芯）應(yīng)盡量不用或少用型芯第一章第一章 緒論緒論鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求不合理的結(jié)構(gòu)合理的結(jié)構(gòu)原結(jié)構(gòu)帶加強(qiáng)肋的原結(jié)構(gòu)帶加強(qiáng)肋的外形要用砂芯形成。外形要用砂芯形成。結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，取消結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，取消了外形砂芯，鑄件了外形砂芯，鑄件的強(qiáng)度甚至比原結(jié)的強(qiáng)度甚至比原結(jié)構(gòu)還好。構(gòu)還好。第一章第一章 緒論緒論3）鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)方便起模）鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)方便起模鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求不合理的結(jié)構(gòu)合理的結(jié)構(gòu) 與分型面垂直的鑄壁，應(yīng)有鑄造斜度 與分型面垂直的肋條，應(yīng)與分型面垂直。第一章第一章 緒論緒論4）有利于型芯的固定和排氣）有利于型芯的固定和排氣 (a)(a

37、)不合理的結(jié)構(gòu)不合理的結(jié)構(gòu) (b)(b)合理的結(jié)構(gòu)合理的結(jié)構(gòu)第一章第一章 緒論緒論5）避免變形和裂紋）避免變形和裂紋鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求(a)不合理的(b)合理的1、細(xì)長(zhǎng)易撓曲的鑄件應(yīng)設(shè)計(jì)為對(duì)稱截面。2、合理設(shè)置加強(qiáng)肋，提高平板鑄件的剛度，防止變形。3、較大的帶輪、飛輪、齒輪的輪輻可做成彎曲的、奇數(shù)的或帶孔輻板。第一章第一章 緒論緒論6）有利于防止夾渣、氣孔）有利于防止夾渣、氣孔 (a)(a)有較大的水平面有較大的水平面( (易產(chǎn)生夾渣、氣孔，清理困難易產(chǎn)生夾渣、氣孔，清理困難) ) (b)(b)傾斜面傾斜面( (不易產(chǎn)生夾渣、氣孔不易產(chǎn)生夾渣、氣孔) ) (c)(c)階梯面階梯面( (不易產(chǎn)生夾

38、渣、氣孔不易產(chǎn)生夾渣、氣孔) )第一章第一章 緒論緒論7）有利于鑄件清理）有利于鑄件清理第一章第一章 緒論緒論2.5 常用鑄造合金及其熔煉常用鑄造合金及其熔煉常用鑄造合金 鑄鐵 鑄鋼 有色金屬：Al、Cu合金等第一章第一章 緒論緒論1）鑄鐵）鑄鐵 鑄鐵的基體組織是鐵素體（鑄鐵的基體組織是鐵素體（F）和珠光體（）和珠光體（P） 鑄鐵wc2.11%的Fe-C合金。 常用成分：wc=2.44.0。其它元素：C，Si，Mn，S，P。 按碳在鑄鐵中存在形式的不同分類：白口，灰口，麻口鑄鐵。 灰口鑄鐵灰鑄鐵；球墨、蠕墨、可鍛鑄鐵。第一章第一章 緒論緒論鑄鐵鑄鐵白口鑄鐵碳-碳化物（Fe3C）灰口鑄鐵碳-片狀

39、石墨可鍛鑄鐵碳-絮狀石墨球墨鑄鐵碳-球狀石墨第一章第一章 緒論緒論灰鑄鐵的工藝性能灰鑄鐵的工藝性能 鑄造性能特別好，不能鍛、沖，焊接性能較差鑄造性能特別好，不能鍛、沖，焊接性能較差； 流動(dòng)性好，收縮小，流動(dòng)性好，收縮小，縮孔、縮松縮孔、縮松傾向很??；吸氣性、傾向很??；吸氣性、 偏析性均較小，可用于制造各種薄壁復(fù)雜鑄件。一般用同偏析性均較小，可用于制造各種薄壁復(fù)雜鑄件。一般用同 時(shí)凝固，不加冒口和冷鐵，即可獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。時(shí)凝固，不加冒口和冷鐵，即可獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。 熔煉工藝特點(diǎn)：熔煉工藝特點(diǎn)： 熔點(diǎn)低，對(duì)化學(xué)成份的要求不很嚴(yán)格，普通沖天爐即熔點(diǎn)低，對(duì)化學(xué)成份的要求不很嚴(yán)格，普通沖天爐即 可滿足熔煉

40、要求。原材料（生鐵、回爐料、廢鋼鐵、石灰可滿足熔煉要求。原材料（生鐵、回爐料、廢鋼鐵、石灰 石、螢石等）價(jià)格低，來(lái)源廣，鑄鐵成本低。石、螢石等）價(jià)格低，來(lái)源廣，鑄鐵成本低。 鑄型特點(diǎn)：鑄型特點(diǎn)： 普通砂型（濕砂型、少量鑄件用干型）即可滿足要求普通砂型（濕砂型、少量鑄件用干型）即可滿足要求。第一章第一章 緒論緒論球墨鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織 a）鐵素體球墨鑄鐵 b）鐵素體+珠光體球墨鑄鐵 c）珠光體球墨鑄鐵 第一章第一章 緒論緒論球墨鑄鐵性能球墨鑄鐵性能 球墨鑄鐵的石墨呈球狀，它對(duì)基體的割裂作用減至最低限度，基體強(qiáng)度的利用率可達(dá)70%90%，因此球墨鑄鐵具有比灰鑄鐵高得多的力學(xué)性能，抗拉

41、強(qiáng)度可以和鋼媲美，塑性和韌度大大提高。通常b=（400900）MPa，=2%18%，同時(shí)，仍保持灰鑄鐵某些優(yōu)良性能，如良好的耐磨性和減震性，缺口敏感性小，切削加工性能好等。球墨鑄鐵的焊接性能和熱處理性能都優(yōu)于灰鑄鐵。 第一章第一章 緒論緒論球墨鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)球墨鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)（1）鐵液 要有足夠高的含碳量，低的硫、磷含量，有時(shí)還要求低的含錳量。高碳（3.6%4.0%）可改善鑄造性能和球化效果，低的錳、磷可提高球墨鑄鐵的塑性與韌度。硫易與球化劑化合形成硫化物，使球化劑的消耗量增大，并使鑄件易于產(chǎn)生皮下氣孔等缺陷。 球化和孕育處理使鐵水溫度要降低50100，為防止?jié)沧囟冗^(guò)低，出爐的鐵水溫度必須高

42、達(dá)1400以上。（2）球化處理和孕育處理 球化處理和孕育處理是制造球墨鑄鐵的關(guān)鍵，必須嚴(yán)格控制。第一章第一章 緒論緒論可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵通過(guò)石墨化退火處理得到的一種高強(qiáng)韌鑄鐵。有較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌度，可以部分代替碳鋼?？慑戣T鐵分為鐵素體基體（黑心）可鍛鑄鐵和珠光體基體可鍛鑄鐵。 第一章第一章 緒論緒論2）鑄鋼）鑄鋼 鑄鋼具有良好的綜合機(jī)械性能，常用于制造形狀復(fù)雜，要求具有高強(qiáng)度、塑性、韌性或其它特殊性能的機(jī)器零件。 焊接性能比鑄鐵好焊接性能比鑄鐵好，可采用鑄，可采用鑄- -焊復(fù)合工藝，制造大型復(fù)焊復(fù)合工藝，制造大型復(fù) 雜鑄件；雜鑄件； 鑄鋼的熔點(diǎn)高鑄鋼的熔點(diǎn)高（約（約150015

43、00），流動(dòng)性差，在熔煉過(guò)程中易吸氣和氧），流動(dòng)性差，在熔煉過(guò)程中易吸氣和氧化，因而鑄造性能差。要求鑄鋼件壁厚化，因而鑄造性能差。要求鑄鋼件壁厚8mm8mm（砂型鑄造）；要適當(dāng)提（砂型鑄造）；要適當(dāng)提高澆注溫度和澆注速度。高澆注溫度和澆注速度?？刂茲沧囟龋刂茲沧囟?，1500-16501500-1650。 收縮率大收縮率大，E E體體 約為約為101014%14%，E E線線 約為約為1.81.82.5%2.5%，縮孔、，縮孔、 縮松傾縮松傾向大，應(yīng)采用順序凝固加冒口補(bǔ)縮，要求鑄鋼件壁厚盡可能均勻，避向大，應(yīng)采用順序凝固加冒口補(bǔ)縮，要求鑄鋼件壁厚盡可能均勻，避免熱節(jié)，適當(dāng)增大轉(zhuǎn)角處的圓角半

44、徑。免熱節(jié)，適當(dāng)增大轉(zhuǎn)角處的圓角半徑。第一章第一章 緒論緒論3） 鑄造鋁合金鑄造鋁合金流動(dòng)性好流動(dòng)性好線收縮較小線收縮較小，但有一定的縮孔傾向，多采用順序凝固，加冒，但有一定的縮孔傾向，多采用順序凝固，加冒 口補(bǔ)縮?？谘a(bǔ)縮。易氧化，吸氣。易氧化，吸氣。 2Al+O2Al+O2 2AlAl2 2O O3 3， AlAl2 2O O3 3的熔點(diǎn)為的熔點(diǎn)為20502050，比重大于鋁，易形成氧氣夾雜；比重大于鋁，易形成氧氣夾雜； 降低鋁鑄件的機(jī)械性能。降低鋁鑄件的機(jī)械性能。 液態(tài)鋁可溶解大量氫，凝固時(shí)，氫的溶解度下降液態(tài)鋁可溶解大量氫，凝固時(shí)，氫的溶解度下降1515倍左右倍左右；過(guò)飽和的氫來(lái)不及析出

45、，以分子態(tài)聚集在鑄件內(nèi)部，形成許；過(guò)飽和的氫來(lái)不及析出，以分子態(tài)聚集在鑄件內(nèi)部，形成許多小針孔多小針孔( ( 1mm),1mm),降低鑄件的機(jī)械性能和致密性。降低鑄件的機(jī)械性能和致密性。第一章第一章 緒論緒論4）鑄造銅合金黃銅的鑄造性能黃銅的鑄造性能 流動(dòng)性好流動(dòng)性好 收縮大，易形成縮孔。應(yīng)采用順序凝固加冒口補(bǔ)縮收縮大，易形成縮孔。應(yīng)采用順序凝固加冒口補(bǔ)縮 銅易形成銅易形成CuCu2 2O O夾雜物。夾雜物。 熔煉時(shí)加入硼砂、玻璃作熔劑，覆蓋在合金液熔煉時(shí)加入硼砂、玻璃作熔劑，覆蓋在合金液面上，可隔離空氣，防止氧化；黃銅中的鋅元素是良好的面上，可隔離空氣，防止氧化；黃銅中的鋅元素是良好的脫氧劑

46、，鋅的蒸發(fā)可把銅液中的雜質(zhì)帶出而排除。熔劑層脫氧劑，鋅的蒸發(fā)可把銅液中的雜質(zhì)帶出而排除。熔劑層可減少鋅的過(guò)量蒸發(fā)損失?？蓽p少鋅的過(guò)量蒸發(fā)損失。第一章第一章 緒論緒論銅合金的鑄造性能 錫青銅錫青銅(Cu-Sn)(Cu-Sn)： 機(jī)械性能，致密性均比黃銅差機(jī)械性能，致密性均比黃銅差；結(jié)晶間隔大，；結(jié)晶間隔大，流動(dòng)性差，流動(dòng)性差， 不易產(chǎn)生縮孔，但易產(chǎn)生顯不易產(chǎn)生縮孔，但易產(chǎn)生顯微縮松。對(duì)軸承等零件，有利于儲(chǔ)微縮松。對(duì)軸承等零件，有利于儲(chǔ) 潤(rùn)滑油，提高耐磨潤(rùn)滑油，提高耐磨性。當(dāng)厚度不大時(shí)，性。當(dāng)厚度不大時(shí)，采用同時(shí)凝固，可細(xì)化晶粒，使縮采用同時(shí)凝固，可細(xì)化晶粒，使縮松均勻分布。松均勻分布。 錫青銅很

47、容易被氧化。熔煉時(shí)，在加入熔劑隔離空錫青銅很容易被氧化。熔煉時(shí)，在加入熔劑隔離空氣的同時(shí)，還要加入磷進(jìn)行脫氧。氣的同時(shí)，還要加入磷進(jìn)行脫氧。 第一章第一章 緒論緒論銅合金的鑄造性能 鋁青銅鋁青銅： 是以鋁和銅為主要成為的合金。用鋁代錫是以鋁和銅為主要成為的合金。用鋁代錫可節(jié)省錫資源，可節(jié)省錫資源， 降低成本，并具有良好的機(jī)降低成本，并具有良好的機(jī)械性能和耐磨損，耐大氣、海水、有機(jī)酸腐蝕械性能和耐磨損，耐大氣、海水、有機(jī)酸腐蝕的性能。的性能。 鋁青銅的鋁青銅的收縮大，縮孔傾向大，鑄造工藝收縮大，縮孔傾向大，鑄造工藝上多采用順序凝固加冒口補(bǔ)縮的方案上多采用順序凝固加冒口補(bǔ)縮的方案。第一章第一章 緒

48、論緒論2.5.2 鑄造合金的熔煉1）鑄鐵的熔煉）鑄鐵的熔煉熔煉目的：熔煉目的： 高生產(chǎn)率、低成本地熔煉出預(yù)定成分和溫度的高生產(chǎn)率、低成本地熔煉出預(yù)定成分和溫度的鐵液鐵液。熔煉設(shè)備熔煉設(shè)備： 沖天爐、電弧爐、工頻爐沖天爐、電弧爐、工頻爐等，其中以等，其中以沖天爐沖天爐的應(yīng)用最為的應(yīng)用最為廣泛。廣泛。第一章第一章 緒論緒論沖天爐沖天爐沖天爐是最普遍應(yīng)用的鑄鐵熔煉設(shè)備。它用焦炭作燃料，焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量直接用來(lái)熔化爐料和提高鐵液溫度，在能量消耗方面比電孤?tīng)t和其它熔爐節(jié)省。而且設(shè)備比較簡(jiǎn)單，大小工廠皆可采用。但沖天爐的缺點(diǎn)，主要是由于鐵液直接與焦炭接觸，故在熔煉過(guò)程中會(huì)發(fā)生鐵液增碳和增硫的過(guò)程。沖沖

49、天天 爐爐第一章第一章 緒論緒論沖天爐沖天爐第一章第一章 緒論緒論鐵液化學(xué)成分的控制鐵液化學(xué)成分的控制 在熔化過(guò)程中鐵料與熾熱的焦炭和爐氣直接接觸，鐵料的化學(xué)成分將發(fā)生某些變化?；瘜W(xué)成分的如下變化：（1）硅和錳 爐氣氧化使鐵液中的硅、錳產(chǎn)生熔煉損耗，通常的熔煉損耗為：硅10%20%，錳15%25%。（2）碳 鐵料中的碳，一方面可被爐氣氧化熔煉損耗，使含碳量減少；另一方面，由于鐵液與熾熱焦炭直接接觸吸收碳分，使含碳量增加。含碳量的最終變化是爐內(nèi)滲碳與脫碳過(guò)程的綜合結(jié)果。實(shí)踐證明，鐵液含碳量變化總是趨向于共晶含碳量（即飽和含碳量），當(dāng)鐵料含碳量低于3.6%時(shí)，將以增碳為主；高于3.6%時(shí)，則以脫碳

50、為主。鑒于鐵料的含碳量一般低于3.6%，故多為增碳（3）硫 鐵料因吸收焦炭中的硫，使鑄鐵含硫量增加50%左右。（4）磷 基本不變。第一章第一章 緒論緒論2）鑄鋼熔煉 鑄鋼熔點(diǎn)高，對(duì)化學(xué)成份要求嚴(yán)格。故不能用鑄鋼熔點(diǎn)高，對(duì)化學(xué)成份要求嚴(yán)格。故不能用沖天爐熔煉，多采用電弧爐或感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉。沖天爐熔煉，多采用電弧爐或感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉。 鑄鋼鑄型特點(diǎn)鑄鋼鑄型特點(diǎn) 由于鋼水溫度高，流動(dòng)性差，收縮應(yīng)力大，要求型由于鋼水溫度高，流動(dòng)性差，收縮應(yīng)力大，要求型砂和芯砂的耐火性、強(qiáng)度、透氣性、退讓性都要好。為砂和芯砂的耐火性、強(qiáng)度、透氣性、退讓性都要好。為防止粘砂，型腔表面要涂以石英粉或鋯砂粉等耐高溫涂防止粘

51、砂，型腔表面要涂以石英粉或鋯砂粉等耐高溫涂料。料。 為減少氣體來(lái)源，提高流動(dòng)性，增加強(qiáng)度，大件多為減少氣體來(lái)源，提高流動(dòng)性，增加強(qiáng)度，大件多采用干型或水玻璃砂快干型。采用干型或水玻璃砂快干型。 對(duì)小而復(fù)雜的鑄鋼件，可采用對(duì)小而復(fù)雜的鑄鋼件，可采用熔模精密鑄造熔模精密鑄造。第一章第一章 緒論緒論（1）電弧爐煉鋼圖2-53三相電孤?tīng)t煉鋼示意圖圖2-54無(wú)芯感應(yīng)電爐加熱原理圖第一章第一章 緒論緒論1-水泥石棉蓋板 2-坩堝 3-感應(yīng)線圈 4-水泥石棉防護(hù)板 5-耐火磚底座 6-鋁制邊框第一章第一章 緒論緒論3）有色合金熔煉特點(diǎn)：金屬爐料與燃料隔離。第一章第一章 緒論緒論電阻坩鍋爐電阻坩鍋爐第一章第一

52、章 緒論緒論2.6 鑄造成形技術(shù)過(guò)程鑄造成形技術(shù)過(guò)程 砂型鑄造的特點(diǎn) 可以制造形狀復(fù)雜的毛坯或零件； 加工余量小，金屬利用率高； 適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用面廣，用于制造常用金屬及合金的鑄鐵件； 鑄件的成本低； 鑄件的晶粒比較粗大，組織疏松，常存在氣孔、夾渣等鑄造缺陷，機(jī)械性能比鍛件差； 鑄造生產(chǎn)工序多，鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，廢品率較高； 鑄件表面較粗糙，多用于制造毛坯。第一章第一章 緒論緒論砂型鑄造工藝流程砂型鑄造工藝流程第一章第一章 緒論緒論砂型鑄造工藝流程砂型鑄造工藝流程第一章第一章 緒論緒論1）造型造芯方法簡(jiǎn)介）造型造芯方法簡(jiǎn)介手工造型 以手工操作為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，鑄件缺陷率較高； 適用

53、于重型鑄件和形狀復(fù)雜鑄件的單件、小批量生產(chǎn)。機(jī)器造型 生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件得到改善； 精度比手工造型鑄件高； 設(shè)備投資較大，適于形狀不太復(fù)雜但生產(chǎn)批量較大的鑄件的生產(chǎn)。第一章第一章 緒論緒論兩箱造型兩箱造型第一章第一章 緒論緒論兩箱造型兩箱造型 模樣是整體的，多數(shù)情況下，型腔全部在下半型內(nèi)，上半型無(wú)型腔。造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷鑄件最大截面在一端，且為平面。第一章第一章 緒論緒論三箱造型三箱造型 鑄型由上、中、下三部分組成，中型的高度須與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型費(fèi)工，應(yīng)盡量避免使用。 第一章第一章 緒論緒論地坑造型地坑造型 在車間在車間地坑地坑內(nèi)造型，內(nèi)造型，用地坑代替下砂箱

54、，只用地坑代替下砂箱，只要一個(gè)上砂箱，可減少要一個(gè)上砂箱，可減少砂箱的投資大型鑄件單砂箱的投資大型鑄件單件生產(chǎn)時(shí)件生產(chǎn)時(shí), ,降低鑄型高度降低鑄型高度, ,便于澆注操作。但造型便于澆注操作。但造型費(fèi)工，而且要求操作者費(fèi)工，而且要求操作者的技術(shù)水平較高。的技術(shù)水平較高。第一章第一章 緒論緒論挖砂造型挖砂造型 模樣是整體的，但鑄件的分型面是曲面。為了起模方便模樣是整體的，但鑄件的分型面是曲面。為了起模方便，造型時(shí)用手，造型時(shí)用手 工挖去阻礙起模的型砂。每造一件，就工挖去阻礙起模的型砂。每造一件，就挖砂挖砂一一次，費(fèi)工、生產(chǎn)率低次，費(fèi)工、生產(chǎn)率低 。第一章第一章 緒論緒論刮板造型刮板造型 用用刮板刮

55、板代替模樣造型?？纱蟠蠼档湍映杀敬婺釉煨汀？纱蟠蠼档湍映杀荆?jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，要求，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，要求操作者的技術(shù)水平較高操作者的技術(shù)水平較高. 第一章第一章 緒論緒論活塊造型活塊造型 鑄件上有妨礙起模的小凸臺(tái)、肋條等。制模時(shí)將鑄件上有妨礙起模的小凸臺(tái)、肋條等。制模時(shí)將此部分作成此部分作成活塊活塊，在主體模樣起出后，從側(cè)面取出活，在主體模樣起出后，從側(cè)面取出活塊。單件小批生產(chǎn)帶有突起部分的鑄件。塊。單件小批生產(chǎn)帶有突起部分的鑄件。第一章第一章 緒論緒論2）機(jī)器造型）機(jī)器造型 機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序，常用的機(jī)器造型方法有震實(shí)造型、

56、微震實(shí)造型、高壓造型、拋砂造型、氣沖造型等第一章第一章 緒論緒論（1）震實(shí)造型）震實(shí)造型填砂震擊緊砂輔助壓實(shí)起模工藝特點(diǎn): 機(jī)器造型工藝是采用模底板進(jìn)行兩箱造型。模底板是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與底板聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體的專用模具。造型后，底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔。第一章第一章 緒論緒論震實(shí)造型震實(shí)造型噪聲大，生產(chǎn)率低第一章第一章 緒論緒論（2） 震壓式造型震壓式造型第一章第一章 緒論緒論（2） 微震實(shí)造型微震實(shí)造型壓實(shí)的同時(shí)震實(shí)第一章第一章 緒論緒論（3）高壓造型）高壓造型緊實(shí)度均勻、高，噪聲小，生產(chǎn)率高， 但投資大第一章第一章 緒論緒論（4）拋砂造型）拋砂造型 型砂呈團(tuán)狀被高速（型砂呈團(tuán)

57、狀被高速（3060 m/s）拋到砂箱中，使型砂逐層）拋到砂箱中，使型砂逐層地緊實(shí)。地緊實(shí)。拋砂緊實(shí)同時(shí)完成填砂與緊拋砂緊實(shí)同時(shí)完成填砂與緊實(shí)兩個(gè)工序，生產(chǎn)效率高、型砂實(shí)兩個(gè)工序，生產(chǎn)效率高、型砂緊實(shí)密度均勻。拋砂機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，緊實(shí)密度均勻。拋砂機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，可用于任何批量的大、中型鑄型可用于任何批量的大、中型鑄型或大型芯的生產(chǎn)?；虼笮托镜纳a(chǎn)。 第一章第一章 緒論緒論（5）氣流沖擊造型）氣流沖擊造型緊實(shí)度高，鑄件精度高第一章第一章 緒論緒論3）機(jī)器造芯）機(jī)器造芯 震實(shí)類似于震實(shí)造型，利用震動(dòng)動(dòng)能，使芯盒內(nèi)的芯砂緊實(shí)。一般芯盒上表面需要手工補(bǔ)加緊實(shí)，并刮去多余芯砂； 擠芯利用柱塞式或螺旋式擠芯機(jī)擠制

58、砂芯，只能制造斷面形狀規(guī)則，簡(jiǎn)單直棒砂芯。如圖2-65所示；第一章第一章 緒論緒論機(jī)器造芯機(jī)器造芯 射芯利用壓縮空氣將芯砂從砂筒中射入芯 盒并緊實(shí)。如圖2-66所示。吹芯一利用壓縮空氣將芯砂吹入芯盒并緊實(shí)第一章第一章 緒論緒論機(jī)器造芯機(jī)器造芯第一章第一章 緒論緒論造型方法的選用原則造型方法的選用原則 (1)造型方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng)。機(jī)器造型的生產(chǎn)效率較高，對(duì)環(huán)境的污染小，所生產(chǎn)的鑄件的尺寸精度較高，但設(shè)備和技術(shù)裝備的費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，因而適用于中，小型鑄件成批或大量生產(chǎn)；單件小批生產(chǎn)的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法。 (2)濕型造型是應(yīng)用廣泛的造型方法。砂型鑄造時(shí)優(yōu)先選用濕砂型。當(dāng)濕

59、砂型不能滿足要求時(shí)，再考慮選樣表面烘干型、干型或自硬砂型。 (3)造型方法應(yīng)適合工廠的實(shí)際生產(chǎn)條件，兼顧鑄件的技術(shù)要求和成本等因素。第一章第一章 緒論緒論2.6.2 特種鑄造特種鑄造特種鑄造：鑄型用砂較少或不用砂、采用特殊工藝裝備進(jìn)行鑄造的方法兩類特點(diǎn)：1.1.充型力變更充型力變更2.2.型模革新型模革新熔模鑄造金屬型鑄造消失模鑄造陶瓷型鑄造磁型鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造擠壓鑄造特點(diǎn)：特種鑄造具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、鑄件內(nèi)在性能好、原材料消耗低、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。但鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、重量、材料種類往往受到一定限制。第一章第一章 緒論緒論1）熔模鑄造）熔模鑄造(失蠟鑄造失蠟鑄造 ) 硬

60、化劑須根據(jù)型殼采用的黏結(jié)劑類型確定。水玻璃型殼常采用氯化銨、氯化鋁等水溶液做硬化劑，硅酸乙酯水解液型殼常采用氨氣作硬化劑。第一章第一章 緒論緒論可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵第一章第一章 緒論緒論熔模鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性熔模鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1） 鑄孔不能太小和太深，一般鑄孔應(yīng)大于 2mm。否則涂料和砂粒很難進(jìn)入臘模的空洞內(nèi),只有采用陶瓷芯或石英玻璃管芯，工藝復(fù)雜，清理困難。一般鑄孔應(yīng)大于2mm。 （2） 鑄件壁厚不可太薄，一般2-8mm。 （3） 鑄件壁厚盡量均勻。 （4） 熔摸鑄造工藝一般不用冷鐵，少用冒口，多用直澆口直接補(bǔ)縮，故不能有分散的熱節(jié)。 （5） 便于取出型芯和臘模。第一章第一章 緒論緒論熔模鑄