材料的液態(tài)成形

材料的液態(tài)成形第1頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二章材料的液態(tài)成形技術(shù)第2頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五材料的液態(tài)成形工藝通常是使液體的材料填充成形模具，材料在凝固之前形成模腔內(nèi)的形狀。

金屬：砂型鑄造、特種鑄造

陶瓷：注漿、熱壓鑄、凝膠注、流延成形

聚合物：注射成形、吹塑成形等第3頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2-1

金屬的液態(tài)成形

2-1-1概述

金屬材料的液態(tài)成形技術(shù)通常稱之為鑄造，是金屬材料成形的主要技術(shù)之一。

鑄造（Casting）是指將熔融態(tài)的金屬（或合金）澆注于特定型腔的鑄型中凝固成形的金屬材料成形方法。第4頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、基本過程

液態(tài)金屬充型鑄件凝固收縮第5頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、特點(diǎn)1、適應(yīng)性強(qiáng)，工藝靈活性大。2、鑄件大小不受限制。3、鑄件精度較高。4、成本低廉。5、零件質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)過程勞動(dòng)強(qiáng)度大、條件差、生產(chǎn)率低。第6頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、應(yīng)用各類機(jī)械工業(yè)中鑄件質(zhì)量比汽車、拖拉機(jī)（60~70）%金屬切削機(jī)床（70~80）%重型機(jī)械、礦山機(jī)械、水力發(fā)電設(shè)備85%以上第7頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五汽車上應(yīng)用的部分鑄件第8頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第9頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、鑄造技術(shù)的發(fā)展歷史早在5000多年前的夏商初期，我們的祖先就能冶煉紅銅和青銅制品，澆出了形狀簡(jiǎn)單的銅制器。

第10頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五湖北省隨縣曾候已墓出土的編鐘第11頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五河南安陽(yáng)晚商遺址出土的司毋戊鼎通高133厘米，重875公斤，1939年河南省安陽(yáng)殷墟出土，現(xiàn)藏中國(guó)歷史博物館司母戊鼎因其腹內(nèi)壁上有銘文“司母戊”三字而得名，是商王祭祀其母（名戊）的紀(jì)念器物。第12頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五湖南寧鄉(xiāng)出土的四羊方尊通高58.3厘米，1938年湖南省寧鄉(xiāng)縣出土，現(xiàn)藏中國(guó)歷史博物館在中國(guó)古代青銅器中，有不少器物以其獨(dú)特的造型而引人注目，四羊方尊便是其中一例。它的造型動(dòng)靜結(jié)合，寓雄奇于秀美之間，可謂巧奪天工。第13頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熔銅坩鍋

商（公元前16~前11世紀(jì)）第14頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五公元前六世紀(jì)，發(fā)明了生鐵和鑄鐵的技術(shù)；戰(zhàn)國(guó)中期，發(fā)明了金屬型鑄造法；隋唐以后，已掌握大型鑄件的鑄造技術(shù)。鑄鐵范

戰(zhàn)國(guó)（公元前475~前221年）河北滄州鐵獅子（公元953年）第15頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五近二十多年來，我國(guó)的鑄造技術(shù)發(fā)展迅速，已成為世界鑄件生產(chǎn)大國(guó)，部分技術(shù)已接近國(guó)際水平，已建成較大規(guī)模的機(jī)械化造型生產(chǎn)線400多條，能液態(tài)成型制造重210噸的大型厚板軋機(jī)鑄鋼機(jī)架，成型260噸的大型鑄鐵鋼錠模等產(chǎn)品。據(jù)2005年統(tǒng)計(jì)，鑄件產(chǎn)量約為2442萬噸，居世界第一。隨著邊緣學(xué)科和相關(guān)學(xué)科的突破和滲透，鑄造已向著掌握和控制凝固理論、鑄件性能，鑄件輕量、薄壁和優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展，使用精化、高產(chǎn)、無害或少害的工藝和設(shè)備，應(yīng)用CAD/CAE/CAM及人工智能(AI)、各種專家系統(tǒng)(ES)、CAP等已成為現(xiàn)實(shí)。

第16頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五發(fā)展方向：(1)提高尺寸精度和表面質(zhì)量；(2)先進(jìn)的造型技術(shù)及自動(dòng)化生產(chǎn)線；(3)高效、節(jié)能，減少污染；(4)降低成本，改善勞動(dòng)條件。第17頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2-1-2

金屬的鑄造性能金屬的鑄造性能是指金屬在鑄造過程中獲得尺寸精確、結(jié)構(gòu)完整的鑄件的能力。主要包括金屬的充型能力、收縮特性、吸氣性以及成分偏析傾向性等性能。第18頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、液態(tài)金屬的充型能力1、液態(tài)金屬的充型能力是指液態(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。

第19頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、影響液態(tài)金屬充型能力的因素

金屬的流動(dòng)性：液態(tài)金屬本身的流動(dòng)能力流動(dòng)性好的合金：易于澆注出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件；有利于非金屬夾雜物和氣體的上浮和排除；易于補(bǔ)縮及熱裂紋的彌合。

第20頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五衡量方法：在螺旋試樣上，以相同的條件來澆注，流動(dòng)長(zhǎng)度為流動(dòng)性好壞的標(biāo)準(zhǔn)。金屬流動(dòng)性測(cè)試實(shí)驗(yàn)如右圖所示：第21頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1)影響因素合金成分合金的物理性質(zhì)包括比熱、密度、導(dǎo)熱系數(shù)、結(jié)晶潛熱和粘度等。Fe-C合金的流動(dòng)性與狀態(tài)圖的關(guān)系純金屬、共晶合金流動(dòng)性好(恒溫下結(jié)晶，凝固層內(nèi)表面光滑)亞穩(wěn)、過晶合金流動(dòng)性差。(在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，凝固層內(nèi)表面粗糙不平)

第22頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鑄鐵的流動(dòng)性（試樣截面8×8mm）成分鑄型種類澆注溫度℃螺旋線長(zhǎng)度mmC+Si=6.2%C+Si=5.9%C+Si=5.2%C+Si=4.2%砂型砂型砂型砂型1300130013001300180013001000600第23頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2)鑄型的性質(zhì)鑄型的蓄熱系數(shù)鑄型的溫度鑄型的表面狀態(tài)和鑄型中的氣體)鑄型中水分和煤粉含量對(duì)低硅鑄鐵充型能力的影響第24頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3)澆注條件澆注溫度充型壓頭澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4)鑄件結(jié)構(gòu)鑄件的折算厚度

鑄件壁厚>最小允許壁厚

鑄件的復(fù)雜程度第25頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、提高充型能力的措施正確選擇合金的成分和采用合理的熔煉工藝調(diào)整鑄型的性質(zhì)改善澆注條件合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)第26頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、鑄件的凝固與收縮1、鑄件的凝固凝固方式

依據(jù)凝固區(qū)的寬窄分為逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固。第27頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五逐層凝固糊狀凝固中間凝固第28頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五影響凝固方式的主要因素合金的凝固溫度范圍鑄件凝固期間固液相界面前沿的溫度梯度凝固方式與鑄件質(zhì)量的關(guān)系逐層凝固有利于充型，可防止縮孔和縮松。第29頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五凝固組織第30頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五純金屬固溶體均質(zhì)體凝固在方形鑄模中的金屬組織示意圖第31頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五純金屬：內(nèi)部柱狀晶+外殼部等軸晶固溶體：外殼等軸晶+中間柱狀晶+中心等軸晶生產(chǎn)中獲得等軸晶常采取的工藝措施：

（1）適當(dāng)降低澆注溫度；

（2）合理運(yùn)用鑄型的激冷作用；

（3）孕育處理；

（4）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒。第32頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五凝固時(shí)間鑄件凝固時(shí)間∝(體積/表面積)2

原因：體積決定結(jié)晶潛熱的釋放；表面積影響熱量散發(fā)速度。第33頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、鑄件的收縮(1)基本概念：鑄造合金從液態(tài)冷至室溫的過程中，其體積和尺寸發(fā)生減小的現(xiàn)象。(2)過程三階段

鑄件溫度降低澆注溫度室溫凝固終止溫度開始凝固溫度液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮

體積收縮線收縮第34頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五收縮率：體積收縮率是指單位體積的收縮量。線收縮率是指單位長(zhǎng)度上的收縮量。體積收縮率：線收縮率：其中V0，L0表示鑄件在高溫T0時(shí)的體積和一維方向的長(zhǎng)度；

V1，L1表示鑄件在低溫T1時(shí)的體積和一維方向的長(zhǎng)度。第35頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五幾種鐵碳合金的體積收縮率合金種類含碳量（%）澆注溫度（℃）液態(tài)收縮（%）凝固收縮（%）固態(tài)收縮（%）總體收縮（%）線收縮率（%）碳素鑄鋼白口鑄鐵灰鑄鐵0.353.03.51610140014001.62.43.53.04.00.17.865.4~6.33.3~4.212.4612~12.96.9~7.81.38~2.01.35~2.00.8~1.0第36頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(3)合金的收縮特性對(duì)鑄件質(zhì)量的影響液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因。

液態(tài)金屬在凝固過程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮，往往在鑄件最后凝固的部位出現(xiàn)大而集中的孔洞，稱為縮孔；細(xì)小而分散的孔洞則稱為縮松?？s孔縮松第37頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五縮孔：形成的基本條件是金屬在恒溫或很窄的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件由表及里逐層凝固。產(chǎn)生的基本原因是金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮值大于固態(tài)收縮值，且得不到補(bǔ)償?？s孔產(chǎn)生的部位在鑄件最后凝固區(qū)域。純金屬或共晶成分的合金易形成縮孔。第38頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(a)液態(tài)收縮(b)澆口凍結(jié)表層凝殼(c)凝固收縮液面下降(d)形成縮孔鑄件凝固(e)固態(tài)收縮縮孔的形成過程第39頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五縮松：形成的基本原因是金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮。形成的基本條件是金屬的結(jié)晶溫度范圍較寬，呈糊狀凝固?？s松的形成過程(a)液態(tài)收縮(b)凝殼內(nèi)液固共存(c)內(nèi)部糊狀(d)內(nèi)部凝固(e)形成縮松(f)固態(tài)收縮結(jié)晶溫度范圍大的合金易形成縮松。第40頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鑄件上可能產(chǎn)生縮孔或縮松的部位凝固等溫線法內(nèi)切圓法等溫線未畫到的部位內(nèi)切圓大的部位可能產(chǎn)生縮孔或縮松第41頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五危害：顯著降低鑄件力學(xué)性能，造成鑄件滲漏等。防止措施：順序凝固+冒口使鑄件各個(gè)部分的凝固收縮均能得到液態(tài)金屬的補(bǔ)充，而將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口之中

加壓補(bǔ)縮；熱等靜壓法

第42頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.鑄件的凝固原則順序凝固原則

在鑄件上從遠(yuǎn)離冒口或澆口到冒口或澆口之間建立一個(gè)遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口的方向順序地凝固。

第43頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五同時(shí)凝固原則

是采取工藝措施保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分之間沒有溫差或溫差盡量小，使各部分同時(shí)凝固。如圖所示。

第44頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

減少和消除應(yīng)力的措施結(jié)構(gòu)上——壁厚均勻，圓角連接，結(jié)構(gòu)對(duì)稱。工藝上——同時(shí)凝固，去應(yīng)力退火。同時(shí)凝固和定向凝固比較定向凝固——用于收縮大或壁厚差距較大，易產(chǎn)生縮孔的合金鑄件，如鑄鋼、鋁硅合金等。定向凝固補(bǔ)縮作用好，鑄件致密，但鑄件成本高，內(nèi)應(yīng)力大。同時(shí)凝固——用于凝固收縮小的灰鑄鐵。鑄件內(nèi)應(yīng)力小，工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省金屬，組織不致密。第45頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

鑄件在凝固后的冷卻過程中繼續(xù)發(fā)生固態(tài)收縮，有些合金在固態(tài)下還要發(fā)生相變而伴有收縮或膨脹，從而引起鑄件的體積和尺寸的變化。此時(shí)，如果這種變化受到阻礙，鑄件內(nèi)將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)力。固態(tài)收縮是使鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形和

裂紋等缺陷的內(nèi)在原因。鑄造應(yīng)力第46頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鑄造應(yīng)力相變應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力鑄件收縮受阻鑄件因溫度、V冷卻不同，各部位收縮不一致產(chǎn)生鑄件組織發(fā)生相變時(shí)，因溫度差異出現(xiàn)相變時(shí)間和相變程度不同鑄造應(yīng)力第47頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

變形當(dāng)鑄件中存在應(yīng)力時(shí)，會(huì)使其處于不穩(wěn)定狀態(tài)，如鑄造應(yīng)力超過合金的屈服強(qiáng)度時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生塑性變形，使鑄件發(fā)生彎曲或扭曲。第48頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五裂紋：當(dāng)鑄造應(yīng)力進(jìn)一步增大、超過合金的塑性變形極限（抗拉強(qiáng)度）時(shí)，鑄件便會(huì)開裂。

熱裂熱裂紋是鑄件在凝固末期或凝固后不久尚處于強(qiáng)度和塑性很低狀態(tài)下，因鑄件固態(tài)收縮受阻而引起的裂紋。熱裂紋是鑄鋼件、可鍛鑄鐵件和某些輕合金鑄件生產(chǎn)中常見的鑄造缺陷之一。熱裂紋在晶界萌生并沿晶界擴(kuò)展，其形狀粗細(xì)不均，曲折而不規(guī)則。第49頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五冷裂

冷裂紋是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)，因局部鑄造應(yīng)力大于合金極限強(qiáng)度而引起的開裂。冷裂紋總是發(fā)生在冷卻過程中承受拉應(yīng)力的部位，特別是拉應(yīng)力集中的部位。冷裂紋與熱裂紋不同，冷裂紋往往穿晶擴(kuò)展到整個(gè)截面，外形呈寬度均勻細(xì)長(zhǎng)的直線或折線狀，冷裂紋的斷口表面干凈有金屬光澤或呈輕度氧化色，裂紋走向平滑，而非沿晶界發(fā)生。這與熱裂紋有顯著的不同。冷裂紋檢驗(yàn)用肉眼可見，可根據(jù)其宏觀形貌及穿晶擴(kuò)展的微觀特征，與熱裂紋區(qū)別。第50頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五防止鑄件變形、開裂的措施合理選擇合金成分合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)調(diào)整鑄型的性質(zhì)改善澆注條件人工方法第51頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五同時(shí)凝固：應(yīng)力、熱裂、變形小。鑄件內(nèi)應(yīng)力小，工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省金屬但同時(shí)凝固往往使鑄件中心區(qū)域出現(xiàn)縮松，組織不致密。用于凝固收縮小的灰鑄鐵。第52頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、鑄件中的偏析偏析：合金在鑄造過程中發(fā)生的化學(xué)成分不均勻性。顯微偏析宏觀偏析(區(qū)域偏析)晶內(nèi)（枝晶）偏析晶界偏析正常偏析反偏析比重偏析偏析第53頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（a）晶粒相碰（b）晶粒平行生長(zhǎng)晶界偏析的形成第54頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、鑄件中的氣體與非金屬夾雜1、氣體

來源：熔煉過程、鑄型、澆注過程種類：H、O、N、CO、CO2

形態(tài)：固溶體、化合物、氣態(tài)對(duì)鑄件質(zhì)量的影響：氣孔、非金屬夾雜鑄造性能（熱裂、疏松和充型能力等）

第55頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第56頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、非金屬夾雜來源：原材料、脫氧和脫硫產(chǎn)物、熔渣、耐火材料影響：使用性能：降低塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度、抗蝕性工藝性能：降低液態(tài)合金流動(dòng)性、鑄造性能切削加工：表面剝落、粗糙度增大、加速刀具磨損熱處理性能：氮化起泡焊接性能：熱裂紋第57頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、減少措施

吸附凈化法：加入凈化劑或過濾器機(jī)械過濾非吸附凈化法：真空處理、超聲波處理化學(xué)法：脫氧、脫硫

第58頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五五、其它鑄造缺陷

第59頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2-1-3

鑄造方法砂型鑄造：占總產(chǎn)量80%以上，工序較多、過程難以控制、易產(chǎn)生缺陷、廢品率較高特種鑄造：砂型鑄造以外的其它鑄造方法的統(tǒng)稱，是一種少用或不用型砂而采用特殊的工藝裝備使金屬澆注成形，表面光潔、尺寸精確、質(zhì)量高

第60頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、砂型鑄造（SandCasting）

主要工序：制造模型和芯盒(木材、塑料、金屬或石膏)、制備造型材料、造型和造芯、烘干、合箱、熔化與澆注、清理和檢驗(yàn)

第61頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第62頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、造型和制芯（1）造型和造芯材料組成：原砂、粘結(jié)劑（粘土和油類等）、添加劑（木屑和煤粉等）及適量的水強(qiáng)度透氣性要求耐火度和化學(xué)穩(wěn)定性退讓性工藝性能

第63頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五型砂種類粘土型砂：原砂、粘土、附加物、水水玻璃砂：原砂、水玻璃（硅酸鈉水溶液）、附加物有機(jī)粘結(jié)砂：原砂、粘土、附加物、水＋植物油、合脂、樹脂

—芯砂第64頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）造型和造芯方法手工造型(芯)

主要特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，無需復(fù)雜設(shè)備，成本低。但鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。故主要用于單件，小批量或大型鑄件的生產(chǎn)。第65頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五機(jī)器造型(芯)

主要特點(diǎn)是鑄件質(zhì)量穩(wěn)定、表面質(zhì)量好、尺寸精度高、加工余量小、生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件好、生產(chǎn)總成本低、便于機(jī)械化。但設(shè)備和工裝費(fèi)投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。故適用于大量和成批生產(chǎn)鑄件。第66頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、澆注澆注系統(tǒng)

作用與要求

a、

將液態(tài)金屬引入鑄型的必要通道

b、保證在一定澆注時(shí)間內(nèi)使液態(tài)金屬充滿型腔

c、能使液態(tài)金屬平穩(wěn)地流入型腔，并能將金屬液中的溶渣擋在澆注系統(tǒng)中，以及能將型腔中的氣體順利排出

d、能夠合理控制和調(diào)節(jié)鑄件各部分的溫度分布

e、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單且體積較小第67頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五組成澆注系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1—澆口杯；2—直澆道；3—橫澆道；4—內(nèi)澆道澆注系統(tǒng)示意圖第68頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

冒口位置：一般設(shè)置在鑄件最后凝固部位的上方或側(cè)面主要作用：（1）利用冒口中液體金屬來補(bǔ)償鑄件凝固過程中所產(chǎn)生的體積收縮，避免鑄件最后凝固區(qū)域產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷，以獲得致密的鑄件。（2）集渣和排氣。第69頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五冒口種類明冒口（1）和暗冒口（2）第70頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五設(shè)計(jì)原則：1、冒口的凝固時(shí)間必須大于或等于鑄件被補(bǔ)縮部分的凝固時(shí)間。2、冒口應(yīng)具有足夠大的體積，以保證有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件內(nèi)部的體收縮。3、在鑄件凝固時(shí)，冒口與被補(bǔ)縮部位之間應(yīng)有通暢的補(bǔ)縮通道。第71頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五冷鐵作用：加速鑄件厚壁部位的冷卻，使其與鄰近部位同時(shí)凝固，避免出現(xiàn)縮孔、縮松分類

內(nèi)冷鐵：材質(zhì)與鑄件相同或相近，成為鑄件壁一部分外冷鐵：與被激冷部位表面相接觸而不熔接冒口+冷鐵的作用第72頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五砂型鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用1、不受鑄件材質(zhì)、尺寸、質(zhì)量和生產(chǎn)批量限制；2、屬于一次性鑄造成形，造型工作量大；3、鑄件精度和表面質(zhì)量差；4、砂型鑄造缺陷多，廢品率高，力學(xué)性能較差；5、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。第73頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、特種鑄造（SpecialCasting）特種鑄造金屬型鑄造熔模鑄造消失模鑄造連續(xù)鑄造離心鑄造低壓鑄造壓力鑄造七種常見的特種鑄造方法為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們?cè)谏靶丸T造的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造方法通稱為特種鑄造。第74頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

金屬型鑄造定義：金屬型鑄造是指利用金屬材料制成鑄型，在重力作用下將熔融金屬澆注到鑄型中制造鑄件的一種鑄造方法，也稱永久型鑄造。工藝過程：第75頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五特點(diǎn)和應(yīng)用

1、可重復(fù)使用，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好；

2、鑄件精度高，表面粗糙度較低；

3、金屬散熱性能好，晶粒細(xì)化，力學(xué)性能好；

4、不透氣且無退讓性，易造成澆不足或開裂。

5、適于生產(chǎn)大批量有色金屬鑄件。第76頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第77頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

熔模鑄造/失蠟鑄造是指利用易熔材料制成模型，并在模型表面粘結(jié)一定厚度的耐火材料，然后將模型熔化而使金屬液充滿型腔的一種鑄造方法第78頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五工藝過程組裝蠟?zāi)Ｉ贤苛先勰１簾灥?9頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五特點(diǎn)和應(yīng)用

1、鑄件尺寸精度高，表面光潔；

2、可鑄造形狀復(fù)雜零件；

3、工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高；

4、適于鑄造小尺寸的各類合金鑄件，特別是少切削或無切削精密鑄件。精密熔模鑄造第80頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五銅禁在古代希臘、埃及都曾使用熔模鑄造方法鑄造青銅器。在我國(guó)失蠟法有記載僅見于楚國(guó)。淅川下寺2號(hào)楚墓出土的銅禁和曾侯乙墓出土的尊盤，均為失蠟法鑄造，它們是我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的最早采用失蠟法的青銅鑄件。經(jīng)鑒定商周時(shí)期1000多件青銅器，可以肯定使用失臘法鑄造的不過10件，均出自楚墓。第81頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五尊盤第82頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熔模鑄造的零件第83頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五壓力鑄造定義：是指將液態(tài)或半液態(tài)合金澆入壓鑄機(jī)的壓室中，使之在高壓和高速下充填型腔，并在高壓下成形結(jié)晶而獲得鑄件的一種鑄造方法。工藝過程：第84頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五臥式壓鑄

a)合型，b)壓鑄，c)開型1-壓射沖頭，2-壓室，3-液態(tài)金屬，4-定型，5-動(dòng)型，6-型腔，7-澆道，8-預(yù)料第85頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五立式壓鑄

1-壓射沖頭，2-壓室，3-液態(tài)金屬，4-定型，5-動(dòng)型，6-噴嘴，7-型腔，8-反料沖頭，9-預(yù)料第86頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五壓鑄機(jī)

第87頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熱室壓鑄

熱室壓鑄過程1-液態(tài)金屬，2-坩堝，3-壓射沖頭，4-壓室5-進(jìn)口，6-通道，7-噴嘴，8-壓鑄型加熱爐第88頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熱室和冷室的區(qū)別

壓室與保溫爐分開，用于大型厚壁鑄件的生產(chǎn)

壓室和保溫爐一體，適于小型薄壁件生產(chǎn)第89頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五特點(diǎn)和應(yīng)用：

1、澆注時(shí)間短，易于機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)；

2、鑄型散熱快，晶粒細(xì)化，耐磨、耐蝕性好；

3、鑄件尺寸精度高，表面光潔；

4、凝固速度快，排氣困難，易形成縮松和縮孔；

5、模具成本高，鑄件尺寸受限；

6、適于有色金屬薄壁復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)。第90頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五汽車壓鑄件第91頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第92頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第93頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五低壓鑄造定義：是指液態(tài)金屬在低的氣體壓力作用下從坩堝中自下而上地充填型腔并凝固而獲得鑄件的一種鑄造方法。

工藝過程：第94頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五低壓鑄造火車車輪示意圖第95頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五特點(diǎn)和應(yīng)用：

1、充型壓力和速度易于控制，氣孔、夾渣較少，組織致密，力學(xué)性能好；

2、無需冒口設(shè)置，金屬利用率高；

3、適應(yīng)性強(qiáng)，金屬型、砂型和熔模型均可使用；

4、鑄件尺寸精度高，表面光潔；

5、適用于質(zhì)量要求高的鋁、鎂等有色金屬鑄件。第96頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第97頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

離心鑄造定義：是指將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使金屬在離心力的作用下充填型腔并凝固成形的鑄造方法。工藝過程：第98頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五離心鑄造機(jī)

第99頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五特點(diǎn)和應(yīng)用：

1、離心力改善金屬的流動(dòng)性，提高了充型能力，改善了補(bǔ)縮條件，縮孔等缺陷減少；

2、簡(jiǎn)化了中空?qǐng)A柱形鑄件的生產(chǎn)過程；

3、成分偏析嚴(yán)重，尺寸難以控制；

4、內(nèi)表面質(zhì)量較差、內(nèi)孔不準(zhǔn)確、加工余量較大；

5、特別適于橫截面呈圓柱的鑄件生產(chǎn)，如套、環(huán)、管、筒、輥和葉輪等，多用于黑色金屬及銅合金

第100頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五離心鑄造產(chǎn)品第101頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五新興鑄管有限公司中型離心鑄造機(jī)拔管澆注第102頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五新興鑄管集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的離心鑄造球墨鑄鐵管第103頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五新興鑄管集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的離心鑄造球墨鑄鐵管正在安裝施工主供水管線第104頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五消失模鑄造：

1956年，美國(guó)人斯洛耶（HFShroyer）實(shí)驗(yàn)成功實(shí)型鑄造工藝（FullMouldingCastingProcess，簡(jiǎn)稱為FM），并申請(qǐng)了美國(guó)發(fā)明專利，該專利于1958年對(duì)外公布。

定義：指用泡沫塑料聚苯乙烯制成帶有澆冒系統(tǒng)的模型，覆上涂料，用干砂造型，不需取模，直接澆注的鑄造生產(chǎn)方法。第105頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

工藝過程：第106頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五特點(diǎn)和應(yīng)用：

1、不分型，不起模，工藝簡(jiǎn)化，精度提高；

2、能制造形狀復(fù)雜的鑄件和工藝品；

3、冒口可自由設(shè)置，不易產(chǎn)生縮孔、縮松等；

4、易產(chǎn)生有害氣體，鑄件易增碳，表面質(zhì)量降低；

5、適于生產(chǎn)起模困難，形狀復(fù)雜的鑄件，例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣歧管、缸體等。第107頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第108頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第109頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五連續(xù)鑄造：定義：指將熔融金屬連續(xù)不斷地澆注到被稱為結(jié)晶器的特殊容器中，凝固的鑄件不斷從結(jié)晶器的另一端被引出，從而獲得任意長(zhǎng)度的等橫截面鑄件的鑄造方法。工藝過程：如右圖所示。連續(xù)鑄造工藝過程示意圖第110頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2-2陶瓷的液態(tài)成形耐高溫是陶瓷的重要性能之一。陶瓷熔點(diǎn)高，不能像金屬一樣采用其熔體進(jìn)行鑄造。粉末狀原料＋添加劑具有流動(dòng)性的漿體

澆注成形（注漿）第111頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、粉漿澆注

也稱為空心注漿，通過溶劑（水）和粘結(jié)劑（粘土）使陶瓷粉末形成漿體，倒入具有產(chǎn)品形狀的石膏模內(nèi)，當(dāng)漿體外層的水分被多孔的石膏模吸收后，倒出剩余漿體，將得到的中空殼體從鑄模中取出，經(jīng)干燥、燒成得到制品。空心注漿花瓶過程示意圖第112頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五注漿法對(duì)漿料的要求嚴(yán)格：

a、流動(dòng)性好，即粘度??；

b、穩(wěn)定性好，不易沉淀；

c、含水量應(yīng)盡可能少；

d、滲透性好、脫模性好、不含氣泡等。近年來也引進(jìn)了許多新工藝，發(fā)展了離心注漿、壓力注漿、真空注漿、熱壓鑄、凝膠注等方法。第113頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、流延成形刮刀工藝第114頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五紙帶澆注工藝滾筒工藝第115頁(yè)，共128頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、壓模成形和注射成形