工程材料與熱加工課件

第九章鑄造了解鑄造的分類、特點、應用；理解合金的鑄造的性能及對鑄件質量的影響，常用鑄造合金的鑄造性能；了解砂型鑄造的工藝過程及工藝要點，繪畫簡單鑄件的鑄造工藝簡圖；了解其他常用特種鑄造方法的特點及應用、鑄造技術發(fā)展趨勢；初步具備合理選擇典型鑄件的鑄造的方法、分析鑄件結構工藝性，具有鑄件質量與成本分析的初步能力。概述金屬成形的方法可分為五大類：鑄造、塑性成形、（或稱壓力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金。鑄造是一種古老的制造方法，也是毛坯或零件成形的主要方法之一，在我國有6000年的歷史。鑄造的定義：鑄造是指將熔融態(tài)的金屬或合金澆注于特定空腔的鑄型中凝固成形的金屬材料的成形方他的原理是將融化后的金屬液澆入預制的鑄型中，在一定的工藝條件下，金屬液被凝固、冷卻，形成所要求的具有一定形狀和性能的鑄件。

鑄造的特點：鑄造能夠制成形狀復雜、特別是具有復雜內腔的毛坯（如內燃機汽缸體、變速箱箱體）；鑄件大小幾乎不受限制，重量可以幾克到幾百噸。常用原材料廣泛（各種鑄鐵、非合金鋼、低合金鋼、合金鋼有色金屬等），價格較低，所以鑄造成本也較低。但鑄造工序多，工藝復雜，易出現(xiàn)組織疏松、晶粒粗大、縮孔、縮松和氣孔等缺陷導致鑄件的力學性能較差。同時鑄型材料、模具、鑄造合金、合金的熔煉與澆注等因素也會鑄件的質量，所以鑄件質量夠不穩(wěn)定，廢品率一般較高。流動性流動性是指金屬液本身的流動性?？捎寐菪L度來測定。螺旋線長度越長，流動性越好。

螺旋試樣流動性對鑄件質量的影響流動性好的熔融金屬，澆注時金屬容易充滿鑄型的型腔，獲得輪廓清晰、尺寸精確、薄而形狀復雜的鑄件；還有利于夾雜物和氣體的上浮排除。反之，流動性差的熔融金屬，澆注時鑄件一出現(xiàn)冷隔、澆不到、氣孔、夾渣等缺陷。影響流動性的因素

鑄型

鑄型的材料，澆注系統(tǒng)結構和尺寸，形腔表面的粗糙等均影響金屬的流動性。澆注溫度和合金成分

在同等冷卻條件下，澆注溫度越高，金屬的流動性越好，但澆注溫度過高，鑄件容易產生縮孔、縮松等缺陷。常用鑄造金屬中灰鑄鐵流動性較好，澆注溫度一般為1250—1350℃，而鑄鋼的流動性較差，澆注溫度1500——1550℃。不同種類的合金具有不同的流動性；同類合金中，化學成分不同，其流動性也不一樣。

鐵碳合金的流動性和碳的質量分數(shù)的關系，亞共晶鑄鐵隨碳的質量分數(shù)增加，結晶溫度區(qū)間減小。流動性逐漸提高，愈接近共晶成分，合金的流動性愈好。收縮對鑄件的影響液態(tài)收縮和凝固收縮若得不到不足，會使鑄件產生縮孔和縮松缺陷；固態(tài)收縮若受到阻礙會產生鑄造內應力，導致鑄件變形和開裂。縮孔與縮松

縮孔是由于金屬在液態(tài)收縮凝固收縮階段得不到補償時，鑄件的最后凝固處出現(xiàn)的較大的集中孔洞，主要出現(xiàn)于金屬恒溫或很窄溫度范圍內的結晶，鑄件呈逐層凝固方式的條件下。合金的液態(tài)收縮和凝固收縮越大，澆注溫度越高，鑄件的壁越厚，縮孔的容積就越大。

縮松是分散在鑄件里的細小縮孔，是被樹枝狀的晶體分隔開的液體區(qū)難以得到補償所致。一般分布在鑄件中心軸線處或縮孔的下方?？s孔和縮松會降低鑄件的力學性能變形與開裂鑄件凝固后繼續(xù)冷卻過程中，若固態(tài)收縮受到阻礙就會產生鑄造內應力，當應力達到一定數(shù)值時，鑄件班產生變形甚至開裂。機械應力熱應