第二章 液態(tài)金屬鑄造成形

第二章液態(tài)金屬鑄造成形

2.1液態(tài)金屬鑄造成形的基本原理2.2砂型鑄造的方法及設(shè)備2.3鑄造成形工藝設(shè)計2.4鑄造成形的新技術(shù)2.5工程實例—CA6140車床進(jìn)給箱體的生產(chǎn)

ConceptofcastingCasting:processwhichinvolvespouringmoltenmetalintoamoldcavity,thenobtainstheshapeofthecavity.Safetyinfoundry:Dust,fumesfrommoltenmetal,fuelforfurnaces

2.1液態(tài)金屬鑄造成形的基本原理

1鑄造工藝特點、分類及應(yīng)用2合金的鑄造性能3鑄件的凝固4鑄件的收縮5鑄造應(yīng)力、變形和裂紋6鑄件缺陷分析及鑄件質(zhì)量控制1鑄造工藝特點、分類及應(yīng)用

1.鑄造工藝特點2.鑄造工藝方法的分類3.鑄造工藝方法的應(yīng)用CastingprocessCastingprocess:

Pouringmoltenmetalintoamoldpatternedaftertheparttobemanufactured;Allowingittocool;Removingthemetalfromthemold.鑄造工藝特點鑄造（casting）:把熔煉好的液態(tài)金屬（或合金）澆注到具有與零件形狀相當(dāng)?shù)蔫T型空腔中，待其冷卻凝固后，獲得零件或毛坯的一種金屬成形方法.圖2-1鑄造成形及鑄件■鑄造工藝特點鑄造工藝特點:1用鑄造方法可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的毛坯2鑄造的適用性很廣3鑄造所用的原材料來源廣泛4鑄件的形狀和尺寸可以與零件很接近。5鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高?！鲨T造工藝方法的分類1砂型鑄造（sandcasting）2特種鑄造砂型鑄造（sandcasting）砂型鑄造（sandcasting）:是用型砂和芯砂作為造型和制芯的材料，利用重力作用使液態(tài)金屬充填鑄型型腔的一種工藝方法圖2-2砂型鑄造的工藝過程■砂型鑄造（sandcasting）SandcastingSand-operation特種鑄造

特種鑄造:在造型材料、造型方法、金屬液充型型式和金屬在型中的凝固條件等方面與普通砂型鑄造有顯著差別的鑄造方法?！鎏胤N鑄造鑄造工藝方法的應(yīng)用鑄造由于可選用多種多樣成分、性能的鑄造金，加之基本建設(shè)投資少，工藝靈活性大和生產(chǎn)周期短等優(yōu)點，因而廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造、礦山冶金、交通運輸、石化通用設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、能源動力、輕工紡織、土建工程、電力電子、航天航空、國防軍工等國民經(jīng)濟(jì)各部門，是現(xiàn)代大機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)?！?/p>

ConceptofcastingApplications:Manypartsandcomponents,forexamples…2合金的鑄造性能

合金的鑄造性能:合金在鑄造成形過程中所表現(xiàn)出來的工藝性能稱為。合金的鑄造性能主要指合金的流動性、收縮率、氧化性和吸氣性等。我們主要學(xué)習(xí)：1.合金的充型能力和流動性2.影響充型能力和流動性的因素■合金的充型能力和流動性

液態(tài)合金的充型能力：液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整，輪廓清晰的鑄件的能力合金的充型能力主要取決于合金本身的流動能力，同時又受外界條件，如鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄件結(jié)構(gòu)等因素的影響，是各種因素的綜合反映?！觥龊辖鸬某湫湍芰土鲃有粤鲃有裕╢luidity）:液態(tài)合金（金屬）在一定溫度下本身的流動能力，與合金的成分、溫度、雜質(zhì)含量及其物理性質(zhì)有關(guān)。衡量合金流動性好壞通常是用螺旋試樣來測定的。流動性好的鑄件：有利于獲得薄壁和形狀復(fù)雜的鑄件；

有利于液態(tài)合金中雜質(zhì)和氣體的上浮與排；

有利于合金凝固收縮時補(bǔ)縮；

鑄件不容易產(chǎn)生澆不到、冷隔、夾渣、氣孔、縮孔和裂紋等鑄造缺陷。

■■螺旋型試樣在相同的澆注工藝條件下，將金屬液澆入鑄型中，測出其實際螺旋線長度。澆出的試樣愈長，合金的流動性愈好！影響充型能力和流動性的因素

1合金性質(zhì)方面2澆注條件方面3鑄型性質(zhì)方面合金性質(zhì)方面因素主要有合金的化學(xué)成分、結(jié)晶潛熱、比熱、密度、導(dǎo)熱系數(shù)、液態(tài)合金的粘度、表面張力等，它們是內(nèi)因，決定了合金本身的流動能力—流動性，但以合金成分的影響最為顯著。圖2-4Pb-Sn合金的流動性與凝固范圍的關(guān)系■澆注條件方面1）澆注溫度2）充型壓頭3）澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鑄型性質(zhì)方面1鑄型的蓄熱系數(shù)2鑄型的溫度3鑄型中的氣體3鑄件的凝固

凝固（solidification）：液態(tài)合金澆入鑄型以后，由于鑄型的冷卻作用，液態(tài)合金的溫度就逐漸下降。當(dāng)其溫度降低到液相線至固相線溫度范圍之內(nèi)，合金就要發(fā)生從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。也稱為一次結(jié)晶?！鲨T件的凝固1凝固動態(tài)曲線2鑄件的凝固方式及其影響因素3合金的凝固方式與鑄件質(zhì)量的關(guān)系凝固動態(tài)曲線圖2-5鑄件凝固動態(tài)曲線的繪制

鑄件的凝固方式及其影響因素

鑄件的凝固方式及其影響因素a)逐層凝固：不存在液、固并存的凝固區(qū)，流動的阻力小，故流動性好。b)中間凝固：有固體層、液相區(qū)及凝固區(qū)共存，凝固溫度范圍較窄，故流動性較好。c)體積凝固：液、固并存的凝固區(qū)貫穿整個斷面，故流動性差?！?鑄件的收縮

鑄件在液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)的冷卻過程中所發(fā)生的體積或尺寸減小現(xiàn)象，稱為收縮。收縮時鑄件的許多缺陷，如縮孔、縮松、熱裂、應(yīng)力、變形和冷裂產(chǎn)生的基本原因。因此，它又是決定鑄件質(zhì)量的重要鑄造性能之一?！?鑄件的收縮1.收縮及其影響因素2.縮孔的形成及防止收縮及其影響因素1收縮2影響因素收縮及其影響因素收縮（shrinkage）合金從液態(tài)冷凝到室溫，其體積的改變量稱為體收縮；其線尺寸的改變量稱為線收縮。在實際生產(chǎn)中，通常以其相對收縮量表示合金的收縮特性。相對收縮量又稱為收縮率。單位體積的相對收縮量稱之為體積收縮率；單位長度的相對收縮量稱之為線收縮率。■收縮金屬收縮的階段（1）液態(tài)收縮：主要表現(xiàn)為合金液面的下降。（2）凝固收縮：發(fā)生體積收縮。凝固溫度范圍愈大，凝固收縮愈大。（3）固態(tài)收縮：發(fā)生體積收縮。主要表現(xiàn)為尺寸減小。■收縮合金種類不同，其收縮率是不同的。在常用的鑄造合金中，鑄鋼件收縮最大，灰口鑄鐵為最小。

■影響因素影響收縮因素：（1）合金的化學(xué)成分（2）澆注溫度（3）鑄型條件(a)自由收縮的結(jié)構(gòu)(b)受阻收縮的結(jié)構(gòu)圖2-8鑄件結(jié)構(gòu)與受阻收縮■縮孔的形成及防止1縮孔和縮松的形成2縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的形成定義：鑄件在凝固過程中，由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮，往往在鑄件最后凝固的部位出現(xiàn)孔洞，稱為縮孔（shrinkagecavities）。容積大而集中的孔洞，稱集中縮孔，或簡稱縮孔；細(xì)小而分散的孔洞稱為分散性縮孔，簡稱為縮松（porosity）?！隹s孔和縮松的形成縮孔形成機(jī)理：逐層凝固方式下最后凝固部位得不到補(bǔ)充而形成的空隙?？s松形成機(jī)理：樹枝狀晶體所分隔的晶間液體區(qū)得不到補(bǔ)縮形成的小孔隙?？s松是分散在鑄件最后凝固部位的細(xì)小縮孔。縮孔和縮松的形成縮孔形成動畫過程縮孔與縮松的形成過程縮孔和縮松形成動畫縮孔和縮松的防止防止鑄件中產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原則是針對該合金的收縮和凝固特點制定正確的鑄造工藝，使鑄件在凝固過程中建立良好的補(bǔ)縮條件，盡可能使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔，并使縮孔出現(xiàn)在鑄件最后凝固的部位?！隹s孔和縮松的防止防止的原則：定向凝固原則圖2-11定向凝固

圖2-12冷鐵的應(yīng)用■縮孔和縮松的防止同時凝固原則：圖2-13同時凝固方式示意圖5鑄造應(yīng)力、變形和裂紋

鑄件凝固以后在冷卻過程中，將繼續(xù)收縮。此時，如果這種變化受到阻礙，就會在鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)力。這種鑄造應(yīng)力可能是拉應(yīng)力，也可能是壓應(yīng)力。鑄造應(yīng)力可能是暫時的，當(dāng)產(chǎn)生這種應(yīng)力的原因被消除以后，應(yīng)力就自行消失。這種應(yīng)力稱做臨時應(yīng)力。如果原因消除以后，應(yīng)力依然存在，這種應(yīng)力就稱做殘余應(yīng)力（residualstress）。■■5鑄造應(yīng)力、變形和裂紋

1鑄造應(yīng)力的形成及防止2鑄件的變形（deformation）與防止3鑄件的裂紋與防止鑄造應(yīng)力的形成及防止

鑄造應(yīng)力的類型（按原因分）1熱應(yīng)力2相變應(yīng)力3機(jī)械阻礙應(yīng)力?！鰺釕?yīng)力熱應(yīng)力鑄件在冷卻過程中，由于鑄件各部分冷卻速度不同，便會造成同一時刻各部分收縮量不同，因此在鑄件內(nèi)彼此相互制約的結(jié)果便產(chǎn)生應(yīng)力。這種由于受阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力?！?/p>

熱應(yīng)力熱應(yīng)力的形成過程■熱應(yīng)力圖2-14熱應(yīng)力的形成相變應(yīng)力

鑄件在冷卻過程中往往產(chǎn)生固態(tài)相變。相變時相變產(chǎn)物往往具有不同的比容。■機(jī)械阻礙應(yīng)力鑄件中的機(jī)械阻礙應(yīng)力是由于合金在冷卻過程中，因收縮受到機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的。機(jī)械阻礙的來源大致有以下幾個方面：

1鑄型和型芯高溫強(qiáng)度高，退讓性差。

2砂箱箱帶或芯骨形狀，尺寸不當(dāng)。

3澆、冒口系統(tǒng)或鑄件上的突出部分形成阻礙。

4鑄件上的拉筋和產(chǎn)生的披縫形成阻礙。圖2-15機(jī)械應(yīng)力■■鑄件的變形（deformation）與防止圖2-16鑄件厚薄部位不同對變形的影響

圖2-17平板鑄件的變形圖2-18機(jī)床床身變形示意圖鑄件的變形（deformation）與防止鑄件變形的防止：

1應(yīng)盡可能使所設(shè)計的鑄件壁厚均勻或使其形狀對稱。在鑄造工藝上應(yīng)采用同時凝固原則。有時，對于長而易變形的鑄件，可采用“反變形”工藝。2對于不允許發(fā)生變形的重要機(jī)件必須進(jìn)行時效處理?！鲨T件的裂紋與防止當(dāng)鑄造應(yīng)力超過合金的強(qiáng)度極限時，便將產(chǎn)生裂紋（crack）。裂紋是鑄件的嚴(yán)重缺陷，多使鑄件報廢。根據(jù)裂紋發(fā)生的溫度不同，可分成熱裂和冷裂兩種?！觥鲨T件的裂紋與防止熱裂紋：短而寬，曲折，呈氧化色.冷裂紋：細(xì)小，連續(xù)直線狀，呈輕微氧化色圖2-21ZG35CrMn齒輪毛坯的冷裂鑄件的裂紋與防止防止熱裂與冷裂共有的措施：1可適當(dāng)調(diào)整合金的化學(xué)成分，縮小凝固溫度范圍，減少凝固期間的收縮量或選擇抗裂性較好的接近共晶成分。2減少合金中有害元素的含量，3提高鑄型、型芯的退讓性；合理布置芯骨和箱帶；澆注系統(tǒng)和冒口不得阻礙鑄件的收縮設(shè)計鑄件時應(yīng)注意，壁厚應(yīng)盡量均勻，厚壁搭接處應(yīng)做出過渡壁，直角相接處應(yīng)作出圓角等?！鲨T件的裂紋與防止防止冷裂獨有的措施：

適當(dāng)延長鑄件在砂型中的停留時間，降低熱應(yīng)力；鑄件凝固后及早卸壓箱鐵，松開砂箱緊固裝置，減少機(jī)械阻礙應(yīng)力，也是防止鑄件冷裂的重要措施。

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6鑄件缺陷分析及鑄件質(zhì)量控制1鑄件缺陷（castingdefects）分類2鑄件缺陷分析3.鑄件的質(zhì)量控制鑄件缺陷（castingdefects）分類鑄件缺陷分析鑄件缺陷分析鑄件的質(zhì)量控制應(yīng)從如下幾方面來控制鑄件質(zhì)量：1合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)2合理制定鑄件的技術(shù)要求3模樣質(zhì)量檢驗4鑄件質(zhì)量檢驗常用的質(zhì)量檢驗方法：外觀檢查（簡稱VT）、無損檢測（簡稱NDI）化學(xué)成分檢驗、金相組織檢驗、力學(xué)性能檢驗■■2.2砂型鑄造的方法及設(shè)備

1造型材料2造型與制芯3合金的熔煉1造型材料

凡是用來制作鑄型的原材料（原砂、粘結(jié)劑、硬化劑、附加物等）以及由各種原材料按一定比例經(jīng)配制而成的混合料一般統(tǒng)稱為造型材料（moldmaterial）。用來制作砂型的造型混合料稱為型砂，用來制作砂芯的混合料稱為芯砂，統(tǒng)稱為型砂?！?造型材料1型砂的主要性能要求2型砂的種類及制備型砂的主要性能要求

型砂的主要性能要求：1強(qiáng)度2透氣性3耐火度4退讓性5流動性6潰散性■型砂的種類及制備型砂的種類：粘土砂水玻璃砂3樹脂砂■2造型與制芯1.模樣（pattern）和芯盒2.造型方法3.制芯方法模樣（pattern）和芯盒

鑄造工藝圖:是在零件圖上用各種工藝符號及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形。其中包括：澆注位置，鑄型分型面（partingsurface），型芯的數(shù)量，形狀，尺寸及其固定方法，加工余量，收縮率，澆注系統(tǒng)，起模斜度，冒口和冷鐵的尺寸和布置等。圖2-23支架的零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖及合箱圖■模樣（pattern）和芯盒

模樣是造型工藝必須的工藝裝備，用來形成鑄型的型腔，為了使模樣在造型操作時不損壞，不變形，以及獲得表面光潔，尺寸精確的鑄件，模樣必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，一定的尺寸精度和表面粗糙度。砂芯是用來形成鑄件的內(nèi)部輪廓，芯盒是制造砂芯的專用模具。芯盒尺寸精度和結(jié)構(gòu)合理與否，將在很大程度上影響砂芯的質(zhì)量和造芯效率。圖2-24零件、模樣、芯盒與鑄件的關(guān)系■■模樣（pattern）和芯盒

在設(shè)計和制造模樣和芯盒時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、生產(chǎn)規(guī)模和造型方法選擇模樣和芯盒材料。1單件、小批量生產(chǎn)，手工造型時常用木材制作模樣和芯盒；2大批量生產(chǎn)、機(jī)器造型時常用金屬材料或硬塑料（如環(huán)氧塑料）制作模樣和芯盒。■芯盒造型方法造型方法按砂型緊實成型方式的分類：1手工造型2機(jī)器造型■手工造型

手工造型是傳統(tǒng)方法，現(xiàn)代手工造型，是指用手工完成緊砂、起模、修型及合箱等主要操作的造型過程。手工造型特點：手工操作靈活，模樣等工藝設(shè)備可以簡化，不需要復(fù)雜的專用造型設(shè)備，無論鑄件大小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度如何，都能適應(yīng)?！觥鍪止ぴ煨蜋C(jī)器造型

機(jī)器造型是現(xiàn)代化鑄造車間成批大量生產(chǎn)鑄件的主要造型方法。特點：與手工造型相比，機(jī)器造型的生產(chǎn)率高，鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度低，鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定，便于組織自動化生產(chǎn)，減輕了勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件。但設(shè)備和工藝裝備費用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長。適用于大量和成批生產(chǎn)的鑄件?！觥鰴C(jī)器造型機(jī)器造型按型砂緊實方法分為：1壓實造型2震實造型3震壓造型4微震壓造型5高壓造型6拋砂造型7射砂緊實造型8射壓造型■壓實造型通過液壓、機(jī)械或氣壓作用于壓板、柔性膜或組合壓頭，使砂箱內(nèi)型砂緊實的方法稱為壓實緊實造型，簡稱壓實造型。壓實造型的特點：生產(chǎn)率高，造型機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，噪音小，但砂型沿高度方向的緊實度不均勻，即砂型上表面緊實度高，底部則低，砂箱愈高則緊實度的不均勻性愈嚴(yán)重，因此壓實造型只適用于800mm×600mm×150mm以下的小型砂箱造型。圖2-25壓實造型■■震實造型

以壓縮空氣為動力，使砂型和工作臺等一起上下跳動震擊，利用型砂向下運動的動能和慣性，使型砂緊實的方法稱為震擊緊實造型，簡稱震實造型。震實造型的特點：機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但噪音大，產(chǎn)生效率較低，對廠房基礎(chǔ)要求較高，勞動較繁重。多用于中大型、高度較大的砂箱。圖2-26震擊緊實機(jī)構(gòu)示意圖1—氣缸;2—排氣孔;3—活塞;4—工作臺;5—進(jìn)氣孔■■震壓造型

同時采用震擊和壓實兩種緊實型砂的方法稱為震壓緊實，震壓造型時，先以震實法使砂箱底部型砂緊實，然后再利用壓實法對砂箱頂部較松散的型砂補(bǔ)加壓實。震壓造型的特點：與壓實造型相比，震壓造型的型砂緊實度比較均勻，鑄件質(zhì)量較好，但噪音較大，生產(chǎn)率較低。圖2-27震壓造型■■拋砂造型

型砂進(jìn)入拋砂頭后，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的葉片加速后，砂團(tuán)以高達(dá)30-60m/s的速度拋入砂箱，高速砂團(tuán)所具有的巨大動能轉(zhuǎn)變成對先加入型砂的沖擊而使之緊實。拋砂機(jī)本身完成填砂和緊砂兩個工序，這種造型方法稱為拋砂造型。拋砂機(jī)適宜造大的砂型，特別適用于大、中型鑄件的單件小批生產(chǎn)；既適用于一般的砂箱造型，也適用于地坑造型、組芯造型，特別是深而窄的砂型。圖2-28拋砂機(jī)的工作原理

1—帶式輸送機(jī);2—弧板;3—葉片;4—轉(zhuǎn)子■■高壓造型作用在砂型表面的比壓（壓實力/砂型表面積）大于0.689MPa的壓實造型法，稱為高壓造型法。一般粗略地以0.7MPa作為高壓造型的比壓的分界值。0.13~0.40MPa的稱為低壓造型，0.40~0.70MPa的為中壓造型。(a)射砂(b)壓實(c)起模Ⅰ

(d)合型(e)起模Ⅱ(f)關(guān)閉造型室圖2-29迪薩（DISA）造型機(jī)的工藝過程■高壓造型垂直分型無箱造型工藝的優(yōu)點由于采用射砂填砂又經(jīng)高壓壓實，砂型硬度高且均勻，鑄件尺寸精確、表面光潔；無需砂箱；一塊砂型兩面成型，即節(jié)約型砂，生產(chǎn)率又高?？墒乖煨?、澆注、冷卻、落砂等設(shè)備組成簡單的直線系統(tǒng)，占地面積最省?！鲈煨蜕a(chǎn)線

造型生產(chǎn)線是用間歇式、脈動式或連續(xù)式的鑄型輸送裝置，將鑄造工藝流程中各種設(shè)備聯(lián)結(jié)起來，組成機(jī)械化或自動化的造型系統(tǒng)。造型生產(chǎn)線特點：能充分發(fā)揮造型機(jī)的生產(chǎn)能力，提高鑄件質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度和改善勞動條件。圖2-30造型生產(chǎn)線示意圖1—落砂機(jī)；2—冷卻室；3—造型機(jī)；4—鑄型輸送機(jī)；5—澆包；6—澆注用單軌；7—澆注平臺；8—中間澆包■■制芯方法生產(chǎn)中制芯方法分類：1手工制芯：手工制芯由于無需制芯設(shè)備，工藝裝備簡單，因此應(yīng)用得很普遍2機(jī)器制芯兩大類。機(jī)器制芯一般用于大批量生產(chǎn)中，如熱芯盒射芯機(jī)制芯和殼芯機(jī)制芯等?！鍪止ぶ菩臼止ぶ菩痉譃椋?芯盒制芯2刮板制芯■芯盒制芯手工制芯用芯盒有整體式芯盒、對開式芯盒和可拆式芯盒等圖2-31芯盒制芯示意圖■刮板制芯

刮板制芯用于特定結(jié)構(gòu)的砂芯，刮板制芯一般有旋轉(zhuǎn)刮板和導(dǎo)向刮板兩種。旋轉(zhuǎn)刮板制芯常用于制作鑄管砂芯。導(dǎo)向刮板制芯常用于制作在長度方向斷面無變化或變化較少，或直圓弧的砂芯。

(a)鐵芯骨與通氣道(b)鑄鐵芯骨(c)帶吊環(huán)的芯骨與通氣道圖2-32砂芯中的芯骨和通氣道■機(jī)器制芯

機(jī)器制芯生產(chǎn)率高，緊實度均勻，砂芯質(zhì)量好；但安放芯骨、取出活塊或有時開設(shè)通氣道等工序，還得用手工進(jìn)行。機(jī)器制芯一般分為普通機(jī)器制芯和射芯機(jī)制芯兩大類。普通機(jī)器制芯主要包括震實式、震壓式、微震壓實式和螺旋擠壓式等制芯方法。射芯機(jī)制芯主要有普通射芯盒法、熱芯盒法、冷心盒法和殼芯法等四類。其中熱芯盒法和殼芯法應(yīng)用更為廣泛■■■機(jī)器制芯熱芯盒法制芯以呋喃樹脂為主要粘結(jié)劑的芯砂，用熱芯盒射芯機(jī)把芯砂射入溫度為200~250℃的熱芯盒中，使之硬化成芯，稱為熱芯盒制芯法。(a)關(guān)閉芯盒(b)工作臺上升，射砂(c)工作臺下降，砂芯固化(d)開盒，取芯圖2-33熱芯盒法制芯工藝過程示意圖1—射砂筒及射頭;2—芯盒;3—夾緊缸;4—工作臺;5—砂芯;6—加熱板■機(jī)器制芯殼芯法制芯殼芯的制造過程是將制備好的酚醛樹脂吹入（或加入）熱芯盒內(nèi)，保持一定時間，則靠近芯盒壁的樹脂受熱熔化而粘成一薄層樹脂砂殼，然后將芯盒中未熔化的樹脂砂倒回砂斗中，這段時間稱為結(jié)殼時間。芯盒中的樹脂砂殼繼續(xù)受到芯盒的加熱作用，樹脂由塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣袒癄顟B(tài)，形成強(qiáng)度很高的薄殼砂芯，開啟芯盒取出砂芯。后面這段時間稱為固化時間。殼芯法制芯一般有底吹法和頂吹法兩種?！觥觥?合金的熔煉（melting）

1.鑄鐵的熔煉2.鑄鋼（caststeel）的熔煉鑄鐵的熔煉1沖天爐熔煉2電爐熔煉沖天爐熔煉1沖天爐2爐料3沖天爐的熔煉過程4沖天爐內(nèi)的冶金過程5沖天爐的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)沖天爐

沖天爐特點：沖天爐是鑄鐵熔煉爐中應(yīng)用最廣泛的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單。設(shè)備費用少、電能消耗低生產(chǎn)率高、成本低、操作和維修方便，并能連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)等許多優(yōu)點。沖天爐的組成：沖天爐的結(jié)構(gòu)主要包括支撐部分、爐體、爐頂部分、除塵系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、前爐及加料機(jī)構(gòu)等組成?！觥鰶_天爐圖2-34沖天爐結(jié)構(gòu)簡圖及實物圖片1—爐腿;2—爐門;3—風(fēng)眼;4—風(fēng)箱;5—爐襯;6—爐殼;7—加料口;8—煙囪;9—火花捕集器;10—過橋;11—前爐;12—出渣口;13—出鐵口;14—出鐵槽爐料沖天爐用的爐料主要有：1鋼鐵材料2鐵合金3燃料4熔劑等。■沖天爐的熔煉過程沖天爐內(nèi)同時進(jìn)行著三個重要過程：底焦燃燒熱量傳遞3冶金反應(yīng)■電爐熔煉電爐是現(xiàn)代重要的鑄鐵熔煉爐之一，它可以準(zhǔn)確地控制鑄鐵的成分和獲得高溫鐵液，具有鐵液質(zhì)量好、勞動強(qiáng)度低、環(huán)境污染少等一系列優(yōu)點?！鲭姞t熔煉1感應(yīng)電爐的工作原理2感應(yīng)電爐的分類感應(yīng)電爐的工作原理

在一個耐火材料筑成的坩堝外面，套著螺旋形的感應(yīng)器線圈，它相當(dāng)于變壓器的原繞組，坩堝內(nèi)的金屬爐料相當(dāng)于副繞組，也有如插在金屬爐料產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流，電流流動時，為克服金屬爐料表面層的電阻而產(chǎn)生熱量，致使金屬爐料加熱熔化。圖2-35無芯感應(yīng)電爐加熱原理圖圖2-36感應(yīng)電爐爐體結(jié)構(gòu)及感應(yīng)電爐產(chǎn)品圖片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—耐火板底座;6—鋁制邊框■感應(yīng)電爐的分類感應(yīng)電爐按照結(jié)構(gòu)和用途來區(qū)分可分為兩大類：1有芯感應(yīng)電爐2無芯感應(yīng)電爐有無芯感應(yīng)電爐通常根據(jù)使用的電流頻率分為三種類型1工頻感應(yīng)電爐，電流頻率為50Hz；2中頻感應(yīng)電爐，電流頻率為50~10000Hz；3高頻感應(yīng)電爐，電流頻率為10000Hz以上。依照坩堝材料的性質(zhì)，感應(yīng)電爐分為兩種類型：1酸性感應(yīng)電爐，坩堝用酸性耐火材料石英砂筑成；2堿性感應(yīng)電爐，坩堝用堿性耐火材料鎂砂筑成?！觥觥鲨T鋼（caststeel）的熔煉1電弧爐煉鋼2感應(yīng)電爐煉鋼電弧爐煉鋼

1三相電弧爐的結(jié)構(gòu)2鑄鋼熔煉用原材料3堿性電弧爐氧化法煉鋼工藝三相電弧爐的結(jié)構(gòu)

圖2-37三相電弧爐結(jié)構(gòu)及實物圖1—變壓器;2—電極升降機(jī)構(gòu);3—電極;4—電極夾持機(jī)構(gòu);5—爐蓋;6—出鋼槽;7—爐體;8—傾爐機(jī)構(gòu)鑄鋼熔煉用原材料鑄鋼熔煉用原材料①鋼鐵材料②鐵合金③造渣材料④氧化劑⑤脫氧劑和增碳材料⑥電極■堿性電弧爐氧化法煉鋼工藝氧化法煉鋼工藝過程包括1準(zhǔn)備階段（修補(bǔ)爐襯、配料及裝料）2熔化期、3氧化期、4還原期5出鋼■感應(yīng)電爐煉鋼

感應(yīng)電爐煉鋼分類：

1酸性感應(yīng)電爐煉鋼

2堿性感應(yīng)電爐煉鋼

酸性感應(yīng)電爐煉鋼酸性感應(yīng)電爐煉鋼一般是造酸性渣，不能脫磷和脫硫。一般采用沉淀脫氧法脫氧，酸性感應(yīng)電爐適于冶煉碳鋼、低合金鋼和高合金鋼，但不適于用來冶煉高錳鋼。

堿性感應(yīng)電爐煉鋼堿性感應(yīng)電爐煉鋼工藝與酸性感應(yīng)電爐煉鋼工藝有許多共同點，其主要區(qū)別在于造渣材料不同，因而爐渣性質(zhì)亦不同。堿性感應(yīng)電爐煉鋼，由于合金元素?zé)龘p小，適宜于冶煉合金鋼?！觥觥鲣X合金的熔煉1鋁合金熔煉過程的一般原理2亞共晶和共晶鋁硅合金的變質(zhì)處理3熔煉工藝4鑄造鋁合金的熔煉設(shè)備鋁合金熔煉過程的一般原理1鋁液中的氣體和夾雜物的防止2鋁液中氣體及夾雜物的去除亞共晶和共晶鋁硅合金的變質(zhì)處理

1變質(zhì)劑2變質(zhì)工藝3熔煉工藝4鑄造鋁合金的熔煉設(shè)備變質(zhì)劑

目前在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的變質(zhì)劑是由鈉和鉀的鹵素鹽類組成■2.3鑄造成形工藝設(shè)計

鑄造成形工藝設(shè)計:是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等，確定每個鑄件的鑄造成形工藝方案和工藝參數(shù)，編制鑄造成形工藝規(guī)程等?！?.3鑄造成形工藝設(shè)計

1鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析2鑄造工藝方案的確定3鑄造工藝參數(shù)的確定4澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)置5常用合金的鑄造工藝性能1鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析

鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性：通常指的是鑄件的本身結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，既便于整個工藝過程的進(jìn)行，又利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。■1鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析1鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求2從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求:1鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)方便于起模(a)不合理(b)合理圖2-38改進(jìn)妨礙起模的鑄件結(jié)構(gòu)(a)無結(jié)構(gòu)斜度(b)有結(jié)構(gòu)斜度圖2-39鑄件結(jié)構(gòu)斜度■鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求2盡量減少和簡化分型面(a)改進(jìn)前(b)改進(jìn)后圖2-40端蓋鑄件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)(a)不合理(b)合理圖2-41簡化分型面的鑄件結(jié)構(gòu)鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求3去除不必要的圓角(a)不合理(b)合理(c)不合理(d)合理圖2-42去除不必要鑄造圓角的結(jié)構(gòu)實例鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求4減少砂芯，有利于砂芯的安放，排氣和清理(a)不合理(b)合理圖2-43撐架結(jié)構(gòu)實例鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求5復(fù)雜鑄件的分體鑄造以及簡單小鑄件的聯(lián)合鑄造圖2-44床身的分體鑄造實例圖2-45底座的鑄焊結(jié)構(gòu)實例從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)合理的鑄件結(jié)構(gòu)可以消除許多鑄造缺陷。為保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件，對鑄件結(jié)構(gòu)要求上應(yīng)考慮以下幾個方面。1鑄件應(yīng)有合適的壁厚為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件應(yīng)有一定的厚度?！鰪谋苊忤T造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)但鑄件壁厚也不可過大，否則壁厚的中心部位會產(chǎn)生粗大晶粒，力學(xué)性能降低，而且常常容易在中心區(qū)出現(xiàn)縮孔，縮松等缺陷

(a)改進(jìn)前結(jié)構(gòu)(b)改進(jìn)后結(jié)構(gòu)圖2-46設(shè)加強(qiáng)筋使鑄件壁厚均勻1—縮孔;2—加強(qiáng)筋從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)2鑄件收縮時不應(yīng)有嚴(yán)重阻礙，注意壁厚的過渡和鑄造圓角圖2-47合理與不合理的鑄鋼件結(jié)構(gòu)圖2-48壁的轉(zhuǎn)變的幾種型式從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)3壁厚力求均勻，減少厚大部分，防止形成熱節(jié)(a)不合理(b)合理圖2-49壁厚力求均勻的實例從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)4避免水平方向出現(xiàn)較大的平面(a)不合理(b)合理圖2-50避免大水平面的鑄件結(jié)構(gòu)

從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)5注意防止鑄件的翹曲變形(a)不合理(b)合理圖2-51防止變形的鑄件結(jié)構(gòu)從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)6鑄件內(nèi)壁厚度應(yīng)小于外壁(a)不合理(b)合理圖2-52鑄件內(nèi)部壁厚相對減薄的實例

從避免鑄造缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)7有利于補(bǔ)縮和實現(xiàn)順序凝固

(a)不合理(b)合理圖2-53按順序凝固原則設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)2鑄造工藝方案的確定

1鑄件澆注位置的確定2分型面的確定3砂箱中鑄件數(shù)目的確定鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置:是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點、尺寸、質(zhì)量、技術(shù)要求、鑄造合金特性、鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的?！鲨T件澆注位置的確定鑄件澆注位置的確定的幾個原則：1鑄件的重要加工面應(yīng)處于底面或側(cè)面圖2-54車床床身的澆注位置

圖2-55圓錐齒輪澆注位置(a)不合理(b)合理圖2-56起重機(jī)卷筒的澆注位置■鑄件澆注位置的確定2盡可能使鑄件的大平面朝下圖2-57具有大平面的鑄件正確澆注位置圖2-58大平板類鑄件的傾斜澆注鑄件澆注位置的確定3應(yīng)保證鑄件能充滿圖2-59蓋的澆注位置鑄件澆注位置的確定4應(yīng)有利于實現(xiàn)順序凝固圖2-60起重機(jī)卷筒的正確澆注位置鑄件澆注位置的確定5盡量減少砂芯的數(shù)量，有利于砂芯的定位、穩(wěn)固和排氣(a)不合理(b)合理圖2-61從減少砂芯數(shù)量來確定澆注位置圖2-62挑擔(dān)砂芯鑄件澆注位置的確定6應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件的冷卻位置相一致分型面的確定鑄造分型面（partingsurface）：是指鑄型組元間的結(jié)合面。合理地選擇分型面，對于簡化鑄造工藝、提高生產(chǎn)率、降低成本、提高鑄件質(zhì)量都有直接關(guān)系。分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，以避免合型后翻轉(zhuǎn)?！龇中兔娴拇_定分型面的確定應(yīng)注意以下原則：1應(yīng)盡量使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)(a)不合理(b)合理圖2-63管子堵頭分型面的選擇■分型面的確定2應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目(a)一個分型面(b)二個分型面圖2-64確定分型面數(shù)目的實例分型面的確定3分型面應(yīng)盡量選用平面(a）曲面分型(b）平面分型圖2-65起重臂的分型面

圖2-66曲面分型面的實例分型面的確定4便于下芯、合箱及檢查型腔尺寸圖2-67手工造型時減速箱蓋的工藝方案

圖2-68機(jī)床支柱的兩個分型方案分型面的確定5不使砂箱過高圖2-69分型面的選擇注意減低砂箱高度分型面的確定6盡量減少砂芯的數(shù)目

圖2-70底座鑄件分型面的確定7對受力件，分型面的確定不應(yīng)削弱鑄件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(a)合理(b)不合理圖2-71工字梁分型面的選擇砂箱中鑄件數(shù)目的確定確定砂箱中鑄件數(shù)目時有兩種情況：1在大批量生產(chǎn)的條件下，同條造型生產(chǎn)線上砂箱的種類不宜太多，一般都是一種到兩種。這時，就要根據(jù)鑄件尺寸的大小，考慮澆注系統(tǒng)的位置和必要的吃砂量，確定選用砂箱的種類和一箱中鑄件的數(shù)目。2單件、小批生產(chǎn)中，當(dāng)車間已有的砂箱滿足不了要求，需設(shè)計新砂箱時，應(yīng)根據(jù)造型方法，鑄件尺寸大小、吃砂量、車間起吊能力等，大致確定砂箱尺寸，然后，以此考慮砂箱中的鑄件數(shù)目?！觥?鑄造工藝參數(shù)的確定

鑄造工藝參數(shù)包括所有鑄件都要考慮的鑄造收縮率、機(jī)械加工余量、起模斜度、最小鑄出孔的尺寸和型芯頭，以及在特殊場合下才要考慮的工藝補(bǔ)正量、分型負(fù)數(shù)、反變形量、砂芯負(fù)數(shù)和分芯負(fù)數(shù)等■3鑄造工藝參數(shù)的確定1基本的鑄造工藝參數(shù)2其他鑄造工藝參數(shù)基本的鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)一般包括：1鑄造收縮率2機(jī)械加工余量3起模斜度4最小鑄出孔及槽5型芯頭■鑄造收縮率

鑄造收縮率又稱鑄件收縮率或鑄件線收縮率，是鑄件從線收縮開始溫度冷卻至室溫時的相對線收縮量，以模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示?！鲨T造收縮率鑄造工藝設(shè)計時，通過鑄造收縮率來確定模樣和芯盒的工作尺寸。鑄造收縮率大小可查表■機(jī)械加工余量（machiningallowance）在鑄件加工表面上留出的、準(zhǔn)備切去的合金層厚度，稱機(jī)械加工余量。影響機(jī)械加工余量的主要因素有：鑄造合金及鑄造方法所能達(dá)到的鑄件精度，加工表面所處的澆注位置（上面、側(cè)面、底面），鑄件尺寸和結(jié)構(gòu)，公稱尺寸大小等幾個方面?！觥鰴C(jī)械加工余量（machiningallowance）起模斜度（draft）為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個在鑄造工藝設(shè)計時所規(guī)定的斜度，稱為起模斜度

(a)增加厚度法(b)加減厚度法(c)減小厚度法圖2-72起模斜度的三種型式■起模斜度（draft）最小鑄出孔及槽機(jī)械零件上往往有許多孔、槽和臺階，一般應(yīng)盡可能在鑄造時鑄出。■型芯頭（coreprint）型芯頭的形狀和尺寸，對型芯裝配的工藝性和穩(wěn)定性很大影響。圖2-73型芯頭的構(gòu)造■其他鑄造工藝參數(shù)1工藝補(bǔ)正量2分型負(fù)數(shù)3反變形量（又稱反撓度、反彎勢、假曲率）4砂芯負(fù)數(shù)（砂芯減量）5分芯負(fù)數(shù)4澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)置把液體合金引進(jìn)鑄型內(nèi)的通道稱為澆注系統(tǒng)，簡稱澆口。對澆注系統(tǒng)的要求是能平穩(wěn)地將液體合金導(dǎo)入型腔，避免沖壞型壁和型芯，防止熔渣等進(jìn)入型腔并能調(diào)節(jié)鑄件凝固順序。■4澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)置1.澆注系統(tǒng)的設(shè)置2.冒口的設(shè)置澆注系統(tǒng)以及冒口澆注系統(tǒng)的設(shè)置

1澆注系統(tǒng)的組成和作用2澆注系統(tǒng)的類型3澆注系統(tǒng)位置的選擇澆注系統(tǒng)的組成和作用完整形式的澆注系統(tǒng)1—澆口杯（pouringcup）;2—直澆道（sprue）;3—橫澆道（runner）;4—內(nèi)澆道■澆注系統(tǒng)的組成和作用(a)梯形(b)圓頂梯形(c)圓形圖2-75橫澆道截面形狀(a)扁平梯形(b)新月形(c)三角形(d)方梯形(e)半圓形(f)圓形圖2-76內(nèi)澆道的截面形狀澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)常用的分類方法有兩種：一是根據(jù)各組元斷面比例關(guān)系的不同，即阻流截面位置的不同，可以分為：

1封閉式，2開放式3半封閉式澆注系統(tǒng)另一是按內(nèi)澆道在鑄件上的相對位置不同將澆注系分為1頂注式、2中間注入式、3底注式4階梯注入式等類型?！鰸沧⑾到y(tǒng)的類型圖2-77頂注式澆注系統(tǒng)的一般形式圖2-78底注式澆注系統(tǒng)的一般形式圖2-79中間注入式澆注系統(tǒng)1—澆口杯;2—出氣孔圖2-80階梯式澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)位置的選擇

確定內(nèi)澆道在鑄件上的具體位置，應(yīng)遵循下面一些原則：1對要求同時凝固的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)開在鑄件壁薄的地方。2對要求順序凝固的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄件厚壁的地方。3內(nèi)澆道不要開設(shè)在鑄件的重要部位；也不應(yīng)開在靠近冷鐵和芯撐的地方，以免削弱冷鐵的激冷作用，防止芯撐熔化而失去支撐作用。4內(nèi)澆道應(yīng)使合金液沿著型壁注入型腔，而不要從正面沖擊砂型和砂芯。5澆道開設(shè)不應(yīng)妨礙鑄件收縮，另外，應(yīng)使落砂和清理方便?！雒翱诘脑O(shè)置

在鑄型內(nèi)，能存儲一定量的合金液，能對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮或具其他功能的空腔稱為冒口（riser）。

■冒口的設(shè)置冒口的設(shè)置應(yīng)符合順序凝固原則，具體應(yīng)滿足以下基本條件；1冒口的凝固時間應(yīng)大于或等于鑄件的凝固時間。2在凝固期間，冒口應(yīng)有足夠的合金液補(bǔ)償鑄件的收縮3冒口中的液態(tài)合金必須有足夠的補(bǔ)縮壓力和通道，以使合金液能順利地流到需補(bǔ)縮的部位。4在保證鑄件質(zhì)量的前提下，使冒口所消耗的合金液最少?！雒翱诘脑O(shè)置1冒口的作用2冒口的種類和形狀3冒口位置的選擇冒口的作用冒口的主要作用是補(bǔ)縮鑄件，防止縮孔和縮松。此外，還有如下一些作用：1可起排氣作用。在澆注過程中，型腔中的氣體可通過冒口逸出。2有聚集浮渣作用，從而避免造成鑄件夾渣、砂眼等缺陷。3明冒口可作為澆滿鑄型的標(biāo)記。4合型時，可以通過冒口檢查定位情況■冒口的種類和形狀(a)明頂冒口(b)暗頂冒口(c)球形冒口(d)明頂冒口(e)暗頂冒口(f)特種冒口(g)壓邊冒口(h)暗側(cè)冒口圖2-81冒口的形狀■冒口的種類和形狀1頂冒口（topriser）一般設(shè)置在鑄件最高和最厚的部位上方，利用重力作用能有效地補(bǔ)縮鑄件。頂冒口可以分為：①明頂冒口②暗頂冒口③球形冒口④壓邊冒口■冒口的種類和形狀2側(cè)冒口（sideriser）又稱邊冒口，是指設(shè)置在鑄型被補(bǔ)縮部分側(cè)面的冒口?？煞譃槊鱾?cè)冒口和暗側(cè)冒口，以暗側(cè)冒口應(yīng)用最多3特種冒口常用的特種冒口有加壓冒口和發(fā)熱冒口?！觥雒翱谖恢玫倪x擇

冒口的位置選擇原則：1冒口應(yīng)盡量放在鑄件被補(bǔ)縮部位的上部或最后凝固的熱節(jié)點旁邊。2冒口應(yīng)盡量放在鑄件最高最厚的地方，以利于冒口中合金液的重力補(bǔ)縮。3力求用一個冒口同時補(bǔ)縮一個鑄件的幾個熱節(jié)，或者幾個鑄件的熱節(jié)。4冒口最好置于鑄件的加工表面，以減少精整鑄件的工時；冒口不應(yīng)設(shè)置于鑄件的重要部位、應(yīng)力集中及嚴(yán)重阻礙鑄件收縮的部位，以防止組織粗大及鑄件裂紋。5為了加強(qiáng)鑄件的順序凝固，提高冒口補(bǔ)縮效率，應(yīng)盡可能使內(nèi)澆道靠近冒口或通過冒口。冒口位置的選擇(a)補(bǔ)縮三個熱節(jié)點(b)補(bǔ)縮四個鑄件圖2-82一個冒口補(bǔ)縮幾個熱節(jié)或幾個鑄件1—冒口;2—鑄件;3—澆道圖2-83強(qiáng)化順序凝固1—澆口杯;2—直澆道;3—橫澆道;4—內(nèi)澆道;5—冒口;6—冒口頸;7—鑄件5常用合金的鑄造工藝性能合金的鑄造性能：是保證鑄件質(zhì)量的重要性能，它包括合金的吸氣、氧化傾向、流動性、收縮、鑄造應(yīng)力、變形和裂紋傾向等。鑄造性能的好壞是衡量鑄造合金優(yōu)劣的一個重要方面?！?常用合金的鑄造工藝性能1.灰鑄鐵（graycastiron）的鑄造性能2.球墨鑄鐵（ductilecastiron，nodularcastiron）的鑄造性能3.可鍛鑄鐵（malleablecastiron）的鑄造性能4.碳鋼（carbonsteel）的鑄造性能5.低合金鋼的鑄造性能6.鉻鎳不銹鋼的鑄造性能7.鋁合金的鑄造性能8.錫青銅的鑄造性能9.黃銅的鑄造性能灰鑄鐵（graycastiron）的鑄造性能灰鑄鐵具有較好的鑄造性能。（1）流動性在生產(chǎn)上常用提高鐵液澆注溫度的方法來保證鐵液的流動性。

圖2-84碳當(dāng)量對流動性的影響■■灰鑄鐵（graycastiron）的鑄造性能（2）收縮性灰鑄鐵在凝固時，部分的碳會以石墨形式析出，因此從澆注到冷卻的全過程中，除了有液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮外，在凝固期尤其在凝固后期共晶轉(zhuǎn)變時有凝固膨脹，在共析轉(zhuǎn)變時有比其它鐵碳合金大的二次膨脹?！龌诣T鐵（graycastiron）的鑄造性能

（3）鑄造應(yīng)力鑄造應(yīng)力主要指鑄鐵在固態(tài)收縮時所承受的熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力。鑄造應(yīng)力過高，往往會引起鑄件變形，甚至?xí)?dǎo)致冷裂。

■灰鑄鐵（graycastiron）的鑄造性能（4）斷面敏感性斷面敏感性是指鑄件各部位（外層與內(nèi)層，厚壁處與薄壁處）在結(jié)晶后，所得組織和性能的差異程度。減少斷面敏感性的主要措施:孕育處理和使用少量的合金元素，例如加入少量的鎳、銅、鉬、錫等。

■■球墨鑄鐵（ductilecastiron，nodularcastiron）的鑄造性能（1）流動性最好（2）收縮傾向趨向于呈固—液共存的糊狀凝固（體積凝固）（3）裂紋傾向鑄造應(yīng)力比灰鑄鐵高，約為灰鑄鐵的2~3倍，與鑄鋼的鑄造應(yīng)力相近。球墨鑄鐵有冷裂傾向?！觥觥隹慑戣T鐵（malleablecastiron）的鑄造性能可鍛鑄鐵是由一定化學(xué)成分的鐵液澆注成白口坯件，再經(jīng)長時間高溫退火而得。（1）流動性較差（2）線收縮可鍛鑄鐵的鑄態(tài)組織為白口，收縮較大，線收縮為1.8%~2.0%（3）縮孔和縮松傾向性較大

（4）應(yīng)力和裂紋傾向性較大

碳鋼（carbonsteel）的鑄造性能一般說來，鑄鋼與鑄鐵相比，鑄造性能較差：流動性較低，容易形成冷隔；氧化和吸氣性較大，容易形成夾渣和氣孔。■低合金鋼的鑄造性能

（1）流動性合金元素Cr、Mo、V、Ti、Al等能降低鋼液流動性合金元素Mn、Ni、Cu等能提高鋼液的流動性（2）裂紋傾向低合金鋼由于低合金鋼中的元素偏析大，導(dǎo)熱性又比較低，致使其產(chǎn)生裂紋的傾向更為嚴(yán)重?！觥鲢t鎳不銹鋼的鑄造性能（1）流動性由于鋼液的含鉻量高，在澆注過程中鋼液表面易生成氧化鉻膜，使得流動性減低。（2）體收縮鉻鎳不銹鋼的體收縮大，易產(chǎn)生縮孔和縮松。

（3）熱裂傾向鉻鎳不銹鋼鑄件容易產(chǎn)生熱裂?！觥觥鲣X合金的鑄造性能（1）流動性良好（2）收縮性當(dāng)合金元素含量相同時，它們的體收縮率越大，則鋁合金的體收縮率也越大（3）熱裂傾向小

■■■錫青銅的鑄造性能（1）疏松傾向很大（2）熱裂傾向大

（3）反偏析現(xiàn)象嚴(yán)重（4）線收縮率較小

黃銅的鑄造性能

銅的流動性好，形成晶內(nèi)偏析和疏松的傾向小。所以黃銅一般不易產(chǎn)生氣孔；由于黃銅的疏松，氣孔很少，故組織致密，鑄件氣密性良好?！?.4鑄造成形的新技術(shù)

1金屬成形工藝間的相互競爭和鑄造成形技術(shù)的發(fā)展2消失模鑄造技術(shù)3V法鑄造4鑄鐵型材連續(xù)鑄造技術(shù)5雙金屬鑄造金屬成形工藝間的相互競爭和鑄造成形技術(shù)的發(fā)展圖2-85與鑄造競爭的相關(guān)工藝和材料消失模鑄造技術(shù)

消失模鑄造技術(shù)（lostfoamcasting，LFC）是一種精確成形的鑄造新技術(shù)。直到20世紀(jì)80年代，消失模鑄造技術(shù)才獲得大規(guī)模的應(yīng)用?！鱿ｈT造技術(shù)1.消失模鑄造的工藝過程2.消失模鑄造工藝的主要特點3