《液態(tài)成形工藝基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

1、材料成形工藝基礎(chǔ),第二篇 液態(tài)成形工藝基礎(chǔ),一、什么是液態(tài)成形（鑄造生產(chǎn)）,將液態(tài)金屬澆注到與零件形狀相適應(yīng)的鑄型型腔中， 待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法。,零件圖,鑄造工藝圖,鑄型,型芯,芯盒 芯砂,型砂 模型,熔化,合 箱,落砂、清理,檢 驗,鑄 件,二、砂型鑄造的工藝過程,（1）材料來源廣； （2）廢品可 重熔； （3）設(shè)備投資低。,三、鑄造生產(chǎn)的特點,1可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。,（1）合金種類不受限制； （2）鑄件大小幾乎不受限制。,2適應(yīng)性強：,3成本低：,4廢品率高、表面質(zhì)量較低、勞動條件差。,第一章 金屬

2、液態(tài)成型工藝基礎(chǔ),充型能力不足時，會產(chǎn)生澆不足、冷隔、夾渣、氣孔等缺陷。,一、液態(tài)合金的流動性,合金的流動性是： 液態(tài)合金本身的流動能力。,充型 液態(tài)合金填充鑄型的過程。,充型能力液體金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的成形件的能力。,1-1 液態(tài)金屬的充型能力與流動性,0.45%C 鑄鋼：200,4.3%C 鑄鐵：1800,合金流動性主要取決于合金化學(xué)成分所決定的結(jié)晶特點,a）在恒溫下凝固,b）在一定溫度范圍內(nèi)凝固,（3）澆注系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動阻力 越大，充型能力越差。,二、澆注條件,三、鑄型充填條件,（1）鑄型的蓄熱系數(shù) 鑄型的蓄熱系數(shù)表示鑄型從其中的 金屬吸取

3、熱量并儲存在本身的能力。,（1）澆注溫度 一般T澆越高，液態(tài)金屬的充型能力越強。,（2）充型壓力 液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力越大， 充型能力越強。,（2）鑄型溫度 鑄型溫度越高，液態(tài)金屬與鑄型的溫差 越小，充型能力越強。,（3）鑄型中的氣體,（2）鑄件復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動阻力大，鑄型的 充填就困難。,四、鑄件結(jié)構(gòu),（1）折算厚度 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，充型能力就 好。鑄件壁厚相同時，垂直壁比水平壁更容易充填。,1-2 液態(tài)金屬的凝固與收縮,一、鑄件的凝固方式,1. 逐層凝固,2. 糊狀凝固,3. 中間凝固,影響鑄件凝固方式的主

4、要因素 ：,（1）合金的結(jié)晶溫度范圍,合金的結(jié)晶溫度范圍愈小，凝固區(qū)域愈窄，愈傾向于逐層凝固 。,液,（2）鑄件的溫度梯度,在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其對應(yīng)的凝固區(qū)由寬變窄 。,T1,T2,二、合金的收縮,1. 收縮的概念,T澆,T液,T固,T室,合金的收縮經(jīng)歷如下三個階段：,（1）液態(tài)收縮 從澆注溫度到凝固開始溫度 之間的收縮。T澆 T液,體收縮率是鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松的根本原因。,體收縮率：,線收縮率：,線收縮率是鑄件產(chǎn)生應(yīng)力、變形、裂紋的根本原因。,（3）固態(tài)收縮 從凝固終止溫度到室溫間的收縮。 T固 T

5、室,（2）凝固收縮 從凝固開始到凝固終止溫度間的收縮。 T液 T固,2. 縮孔與縮松,液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的稱為縮孔，細小而分散的稱為縮松。,1)縮孔和縮松的形成,逐層凝固,糊狀凝固,2)縮孔和縮松的防止,防止縮孔和縮松常用的工藝措施就是控制鑄件的凝固次序，使鑄件實現(xiàn)“順序凝固”。,冒口 儲存補縮用金屬液的空腔。,順序凝固 鑄件按照一定的次序逐漸凝固。,尋找熱節(jié)的方法,等溫線法,內(nèi)切圓法,1-3 液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋,一、液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力,鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮受到阻礙，鑄件內(nèi)

6、部即將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。,1.機械應(yīng)力（收縮應(yīng)力）,合金的線收縮受到鑄型、型芯、澆冒系統(tǒng)的機械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。 機械應(yīng)力是暫時應(yīng)力。,上型,下型,2熱應(yīng)力,熱應(yīng)力是由于鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致在同一時期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的應(yīng)力。,t0t1:,塑性狀態(tài),彈性狀態(tài),1,2,+,-,t1t2：,t2t3：,+,-,-,+,熱應(yīng)力使鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表層受壓縮。 熱應(yīng)力是永久應(yīng)力。,二、鑄件的變形與防止,反變形法,防止變形的方法：,1）使鑄件壁厚盡可能均勻；,2）采用同時凝固的原則；,3）采用反變形法。,2 冷裂,冷裂的特征是：裂紋細小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤

7、或輕微氧化色。,冷裂的防止：,1）使鑄件壁厚盡可能均勻；,2）采用同時凝固的原則；,3）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制磷的 含量，防止冷脆性。,三、鑄件的裂紋與防止,1 熱裂,熱裂的形狀特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。,熱裂的防止：, 應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。 應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機械應(yīng)力。 對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制硫的含量， 防止熱脆性。,1-4 液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制,常見鑄件缺陷及特征,鑄件缺陷的產(chǎn)生與鑄造工藝、造型材料、模具、合金的熔煉與澆注、鑄造合金的選擇、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計、技術(shù)要求的設(shè)計是否合理等各個環(huán)節(jié)密切相關(guān)。因此，應(yīng)從以下

8、幾個方面控制鑄件質(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 具有缺陷的鑄件并不都是廢品，在合格鑄件中，允許存在那些缺陷及其存在的程度，應(yīng)在零件圖或有關(guān)的技術(shù)文件中做出具體規(guī)定，作為鑄件質(zhì)量要求的依據(jù)。 3鑄件質(zhì)量檢驗 鑄件質(zhì)量檢驗是控制鑄件質(zhì)量的重要措施。 鑄件檢驗的項目有：鑄件外觀質(zhì)量，包括鑄件表面缺陷、表面粗糙度、重量公差和尺寸公差等；鑄件內(nèi)在質(zhì)量，包括鑄件內(nèi)部缺陷、化學(xué)成分、金相組織和材質(zhì)性能等；鑄件使用性能，包括鑄件在強力、高速、耐蝕、耐熱、耐低溫等不同條件下的工作能力。 鑄件質(zhì)量檢驗最常用的是宏觀法。它是通過肉眼觀察（或借助尖咀錘）找出鑄件的表面缺陷和皮下缺陷，如

9、氣孔、砂眼、夾渣、粘砂、縮孔、澆不到、冷隔、尺寸誤差等。對于內(nèi)部缺陷則要用儀器檢驗，如著色滲透檢驗、超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、熒光探傷、耐壓試驗等。此外，若有必要還應(yīng)對鑄件進行解剖檢驗、金相檢驗、力學(xué)性能檢驗和化學(xué)成分分析等。,第二章 常用液態(tài)成形合金及其熔煉,2-1 鑄鐵件生產(chǎn),鑄鐵是含碳量大于2.11%（通常為2.5%-4.0%）的鐵碳合金。,3麻口鑄鐵： 組織中既存在石墨、又有萊氏體，是白口和灰 口之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的麻 點，故而得名。,根據(jù)碳在鑄鐵中存在形式的不同，鑄鐵可分為：,1.白口鑄鐵：碳全部以Fe3C的形式存在，斷口呈銀色。 由于白口鑄鐵具有良好的耐磨性，

10、所以有時也用來制造一些耐磨件，如軋輥、粉碎機錘頭、襯板、球磨機磨球和犁鏵等。,2灰口鑄鐵：碳大部或全部以石墨形式存在，斷口呈暗灰色。,4蠕墨鑄鐵 ： 其石墨呈蠕蟲狀。如圖d所示。,a,b,c,d,根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)的不同，灰口鑄鐵又可分為：,1普通灰口鑄鐵 ： 簡稱灰口鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖a所示。,2可鍛鑄鐵： 其石墨呈團絮狀。如圖b所示。,3球墨鑄鐵： 其石墨呈球狀。如圖c所示。,一、影響鑄鐵組織和性能的因素,1、化學(xué)成分,碳是形成石墨的元素，也是促進石墨化的素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。,硅是強烈促進石墨化的元素，隨著含硅量的增加，石墨顯著增多。,所以：當(dāng)鑄鐵中碳、硅含量

11、均高 時，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金屬基體中鐵素體增多，珠光體減少。,鑄鐵中的碳可以以化合態(tài)滲碳體和游離態(tài)石墨兩種形式存在。,碳以石墨形式析出的現(xiàn)象稱為石墨化。,1）碳和硅,3）錳,所以：硫含量限制在0.1-0.15%以下，高強度鑄鐵則應(yīng)更低。,使鑄鐵鑄造性能惡化（如降低流動性，增大收率）。,錳是弱阻礙石墨化元素，具有穩(wěn)定珠光體，提高鑄鐵強度和硬度的作用。,MnS,一般控制在0.61.2%之間,4）磷,磷對鑄鐵的石墨化影響不顯著。含磷過高將增加鑄鐵的冷脆性。,限制在0.5%以下，高強度鑄鐵則限制在0.20.3%以下。,2）硫,硫是強烈阻礙石墨化元素。,2冷卻速度,在實際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄

12、件的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳、硅），以獲得所需要的組織。,由此可知：隨著壁厚的增加，石墨片的數(shù)量和尺寸都增大，鑄鐵強度、硬度反而下降。這一現(xiàn)象稱為壁厚（對力學(xué)性能的）敏感性。,1）鑄型材料,2）鑄件壁厚,鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。,鑄鐵壁厚（mm）,（wC+wSi）%,白口鑄鐵,麻口鑄鐵,灰口鑄鐵,白口鑄鐵：,灰口鑄鐵：,麻口鑄鐵：,珠光體灰口鑄鐵,珠光體+鐵素體灰口鑄鐵,鐵素體灰口鑄鐵,P+Fe3C+Le,P+Fe3C+G+Le,珠光體灰口鑄鐵：,鐵素體灰口鑄鐵：,珠光體+鐵素體灰口鑄鐵：,P+G片,P+F+G片

13、,F+G片,二、灰口鑄鐵,（一）灰口鑄鐵的化學(xué)成分、組織和性能,1 灰口鑄鐵的化學(xué)成分與組織,灰口鑄鐵的化學(xué)成分一般為：2.63.6%C，1.23.0%Si， 0.41.2Mn，S0.15%，P0.3%。,1) 鐵素體灰口鑄鐵（F+G片）：,這種鑄鐵抗拉強度和硬度低，易加工，鑄造性能好。常用來制造性能要求不高的鑄件和一些薄壁件。,2) 鐵素體-珠光體灰口鑄鐵（F+P+G片）：,此種鑄鐵強度亦較低，但可滿足一般機件要求，且其鑄造性能、切削加工性能和減振性較好，因此應(yīng)用較廣。,3) 珠光體灰口鑄鐵（ P+G片）：,這種鑄鐵強度和硬度較高，主要用來制造較為重要的機件。,2 灰口鑄鐵的性能,2）良好的

14、減振性 3）良好的耐磨性 4）低的缺口敏感性,1）力學(xué)性能：b=120-250Mpa，僅為鋼件的20-30%， 0,（二）灰口鑄鐵的孕育處理,灰口鑄鐵的組織和性能，很大程度上取決于石墨的數(shù)量、大小和形態(tài)。,差,灰鑄鐵敲擊聲音沉悶； 假如C以滲碳體存在呢？,孕育處理 熔煉出相當(dāng)于白口或麻口組織的低碳、低硅的高溫鐵水，向鐵水中沖入細顆粒的孕育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然提高，從而得到在細晶粒珠光體上均勻的分布著細片狀石墨的組織。,孕育鑄鐵：P細+G細片,b=250-400Mpa， HB=170-270， 0,冷卻速度對其組織和性能的影響很小。,常用的孕育劑為含硅7

15、5%的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.25-0.6%。,孕育鑄鐵適用于靜載荷下，要求較高強度、硬度、耐磨性或氣密性的鑄件，特別是厚大截面鑄件。如重型機床床身，汽缸體、缸套及液壓件等。,必須指出： 孕育鑄鐵原鐵水的碳、硅含量不能太高； 原鐵水出爐溫度不應(yīng)低于1400； 經(jīng)孕育處理后的鐵水必須盡快澆注，以防止孕育作用衰退。,（三）灰口鑄鐵的工藝性能,3 鍛造性和焊接性差。,1 良好的鑄造性能。良好的流動性、小的收縮率。,2 良好的切削加工性能。,2 灰口鑄鐵的牌號選用,灰口鑄鐵的牌號用漢語拼音“HT”和一組數(shù)字表示， 數(shù)字表示其最低抗拉強度b （Mpa）。,1 灰口鑄鐵件的生產(chǎn)特點,1）灰口鑄鐵一般在

16、沖天爐中熔煉，成本低廉；,2）具有良好的鑄造性能。,3）灰口鑄鐵一般不通過熱處理來提高其性能。,（四）灰口鑄鐵生產(chǎn)特點及牌號選用,三、可鍛鑄鐵,（一）可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用,1 可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用,具有良好的塑性和韌性，耐蝕性較高，適于制造承受振動和沖擊、形狀復(fù)雜的薄壁小件，如汽車拖拉機的底盤類零件、各種水管接頭、農(nóng)機件等。,其強度、硬度、耐磨性優(yōu)良，并可通過淬火、調(diào)質(zhì)等熱處理強化?？扇〈戜撝圃煨⌒瓦B桿、曲軸等重要件。,1）鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵（F+G團）：,2）珠光體（P+ G團）：,2 可鍛鑄鐵的牌號,可鍛鑄鐵的牌號用漢語拼音和兩組數(shù)字表示，第一組數(shù)字表示其最低

17、抗拉強度b （Mpa），第二組數(shù)字表示其最低伸長率 。,KTH30006,KTZ45006,（二）可鍛鑄鐵的生產(chǎn)特點,1.鑄出白口坯料,1）碳、硅含量要低。通常為2.42.8%C，0.41.4%Si。,2）冷卻速度要快。,2.石墨化退火,920 -980 ,720 ,650,P+G團,F+ G團,石墨化退火的總周期一般為4070小時,高溫階段的石墨化退火時間需10-20小時,（三）可鍛鑄鐵的鑄造性能,1.流動性差,凝固溫度范圍大。薄件應(yīng)適當(dāng)提高澆注溫度。,2.收縮大,鑄態(tài)為白口，固態(tài)收縮大，易產(chǎn)生應(yīng)力、變形和裂紋。同時體積收縮大，易產(chǎn)生縮孔和縮松。,解決方法：退讓性；定向凝固。,四、球墨鑄鐵,

18、1球墨鑄鐵的組織、性能、牌號及用途,1）珠光體球墨鑄鐵（P + F少+G球）,其性能特點是：,a）強度高。特別是屈服強度高，屈、強比（0.2/b0.70.8）高于45號鋼（0.2/b0.6)。,b）疲勞強度較高,c）硬度和耐磨性遠比高強度灰鑄鐵高,因此，珠光體球墨鑄鐵可代替碳鋼制造某些受較大交變負荷的重要件，如曲軸、連桿、凸輪、蝸桿等。,b=600800 MPa ; =2%,我國主要用于代替可鍛鑄鐵制造汽車、拖拉機底盤類零件， 如后橋殼等。國外則大量用于鑄管，如上、下水管道及輸氣 管道等。,2）鐵素體球墨鑄鐵 （F + P少+G球）,其性能特點：,b=450500 MPa ; =17%,球墨鑄

19、鐵的牌號用漢語拼音“QT”和兩組數(shù)字表示，兩組 數(shù)字分別表示最低抗拉強度和伸長率。,2球墨鑄鐵的生產(chǎn),1）控制原鐵水化學(xué)成分,2）較高的鐵水溫度,3）球化處理和孕育處理,出爐溫度應(yīng)高于1400 。,a）應(yīng)嚴格控制 S0.07%、P0.1%。,b）適當(dāng)提高含碳量（3.64.0%C），以改善鑄造性能。,稀土鎂合金,球化劑加入量一般為鐵水重量的1.0-1.6%。,球化劑的作用：促使石墨在結(jié)晶時呈球狀析出。,a）球化處理,常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.4-1.0%。,b）孕育處理,孕育劑的作用：促進鑄鐵石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向 。,球化處理工藝有沖入法和型內(nèi)球化法

20、。,4）球墨鑄鐵的熱處理,退火、正火及其它熱處理（淬火、回火等）。,2球墨鑄鐵的鑄造工藝特性,凝固收縮率低，但縮孔和縮松傾向卻很大。 鑄型剛度一般時順序凝固； 鑄型剛度很好時可同時凝固，不用或用較小冒口。,五、蠕墨鑄鐵,蠕墨鑄鐵的性能特點：,（1）力學(xué)性能（強度和韌性）比灰鑄鐵高，與鐵素體球墨 鑄鐵相近。,（2）壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多。,（3）導(dǎo)熱性和耐疲勞性比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。,（4）耐磨性比灰口鑄鐵好，為HT300的2.2倍以上。,蠕墨鑄鐵主要用來代替高強度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素 體球墨鑄鐵和鐵素體可鍛鑄鐵生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件。如 大型柴油機機體、大型機床立柱等，更適合制造在

21、熱循 環(huán)作用下工作的零件，如大型柴油機汽缸蓋、排汽管、 制動盤、鋼錠模及金屬型等,（6）工藝性能良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削 加工性能近于球墨鑄鐵。,（5）減振性比球墨鑄鐵高，但比灰口鑄鐵低。,2-2 鑄鋼件生產(chǎn),一、鑄鋼的分類、性能、牌號及應(yīng)用,1 碳素鋼,2 合金鋼,1）低碳鋼,2）中碳鋼,3）高碳鋼,C0.25%,C=0.250.45%,C=0.500.60,1）低合金鋼,2）高合金鋼,Me5%,Me5%,Mn13,鑄造性能差、應(yīng)用較少。,鑄造性能較好、應(yīng)用廣泛。,鑄造性能差、應(yīng)用較少。,二、鑄鋼的熔鑄工藝特點,1. 鑄鋼的鑄造性能差,熔點高，鋼液易氧化、吸氣，流動性差、收縮大。,1

22、）鑄件要安放冒口和冷鐵；,2）必須嚴格控制澆注溫度，不能過高或過低，一般15001650；,3）鑄件的壁不能太??；,2. 鑄鋼的熱處理,退火：C 0.35%,正火：C 0.35%,3. 鑄鋼的熔煉,電爐,1）型砂應(yīng)具有高耐火性、良好的透氣性和退讓性；,圖 3.2-5 感應(yīng)電爐加熱原理圖,2-3 鑄造有色合金,一、鑄造銅合金,1鑄造黃銅,2鑄造青銅,(Cu-Zn),鑄造黃銅有相當(dāng)高的力學(xué)性能，如b=250450Mpa， =730%，HBS=60120。因其含銅量低，價格低于鑄造 青銅，而且它的凝固溫度范圍小，有優(yōu)良的鑄造性能。所以 鑄造黃銅常用于生產(chǎn)重載低速下或一般用途下的軸承、襯 套、齒輪等耐

23、磨件和閥門及大型螺旋槳等耐蝕件等。,青銅是指除了銅鋅合金以外的其它銅合金 。,鑄造錫青銅的力學(xué)性能雖低于黃銅，但其耐磨、耐蝕性 優(yōu)于黃銅，錫青銅特別適合制造高速滑動軸承和襯套。 除錫青銅外，還有鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等，其中鋁 青銅有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐磨、耐蝕性，但鑄造性能較 差，僅用于重要用途的耐磨、耐蝕件。,二、鑄造鋁合金,1 鋁硅合金（Al-Si）,鋁硅合金流動性好、線收縮率低、熱裂傾向小、氣密性好， 又有足夠的強度，所以應(yīng)用最廣。常用于制造形狀復(fù)雜的 薄壁件或氣密性要求較高的鑄件，如內(nèi)燃機缸體、 化油器、儀表外殼等。,2 鋁銅合金（Al-Cu）,3 鋁鎂合金（Al-Mg）,4 鋁鋅合金

24、（Al-Zn）,鋁銅合金的鑄造性能差，熱裂傾向大、氣密性和耐蝕性 較差，但耐熱性較好，主要用于制造活塞、汽缸頭等。,鋁鎂合金是所有鋁合金中比強度最高的，主要用于航天、 航空或長期在大氣、海水中工作的零件等 。,第三章 液態(tài)金屬的成形工藝方法,3-1 砂型鑄造成形工藝,一、手工造型,二、機器造型,適用于單件、小批量生產(chǎn),1)生產(chǎn)效率高; 2)鑄型質(zhì)量好（緊實度高而均勻、型腔輪廓清晰）; 3)設(shè)備和工藝裝備費用高，生產(chǎn)準備時間較長。 適用于中、小型鑄件的成批、大批量生產(chǎn)。,1 機器造型的造型方法：,1）振擊壓實,2）汽動微振壓實,3）高壓造型,4）拋砂緊實,1）射芯機,2）殼芯機,2 機器造型的造

25、芯方法：,3-2 金屬型鑄造成形工藝,液態(tài)金屬,金屬型,鑄件,一、金屬型的材料及結(jié)構(gòu),材料一般采用鑄鐵，要求較高時，可選用碳鋼或低合金鋼 。,金屬型的結(jié)構(gòu)有水平分型式、垂直分型式和復(fù)合分型式等 。,二、金屬型的鑄造工藝,1 加強金屬型的排氣,2 在金屬型的工作表面上噴刷涂料,3 預(yù)熱金屬型并控制其溫度,4 及時開型,三、金屬型鑄造的特點及適用范圍,1金屬型鑄件冷卻速度快，組織致密，力學(xué)性能高。,2鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量均優(yōu)于砂型鑄造件。尺寸精 度達IT12IT14，Ra值平均可達6.312.5m。,3 生產(chǎn)率高，勞動條件得到改善。,4 金屬型不透氣、無退讓性、鑄件冷卻速度快，易產(chǎn)生 氣孔、應(yīng)

26、力、裂紋、澆不到、冷隔、白口等鑄造缺陷。,應(yīng)用：主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)。,3-3 熔模鑄造成形工藝,在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化干燥后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的一種成形工藝方法。,一、熔模鑄造的工藝過程,母模,二、熔模鑄造的特點和適用范圍,1鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，公差等級可達IT11IT13， 表面粗糙度Ra值達1.612.5m。,2合金種類不受限制，尤其適用于高熔點及難加工的高合 金鋼，如耐熱合金、不銹鋼、磁鋼等。,3可鑄出形狀較復(fù)雜的鑄件，如鑄件上寬度大于3mm的 凹槽、直徑大于2mm的小孔均可直接鑄出。,4生產(chǎn)批量不受限制，單件、

27、成批、大量生產(chǎn)均可適用。,5工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長；原材料價格貴，鑄件成 本高；鑄件不能太大、太長，否則熔模易變形， 喪失原有精度。,應(yīng)用：它最適合25kg以下的高熔點、難以切削加工合金 鑄件的成批大量生產(chǎn)。,3-4 壓力鑄造成形工藝,液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中，并在壓力下結(jié) 晶，以獲得鑄件的成形工藝方法。,一、壓鑄機和壓鑄工藝過程,二、壓力鑄造的特點和適用范圍,1鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量最高。公差等級一般為 IT11IT13級，Ra為3.20.8m。,2鑄件的強度和表面硬度高。抗拉強度可比砂型鑄造 提高2530%，但伸長率有所下降。,3可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件。,4生產(chǎn)率高。

28、國產(chǎn)壓鑄機每小時可鑄 50150次，最高可達500次。,5便于采用鑲嵌法。,6壓鑄設(shè)備投資大，壓鑄型制造成本高，工藝準備時間 長，不適宜單件、小批生產(chǎn)。,7由于壓鑄型壽命的原因，目前壓鑄尚不適宜鑄鐵、鋼 等高熔點合金的鑄造。,8壓鑄件內(nèi)部存在縮孔和縮松，表皮下形成許多氣孔。,三、在壓鑄件的設(shè)計和使用中，應(yīng)注意的問題,應(yīng)使鑄件壁厚均勻，并以34mm壁厚為宜，最大壁厚 應(yīng)小于68mm，以防止縮孔、縮松等缺陷。,2 . 壓鑄件不能進行熱處理或在高溫下工作，以免壓鑄件 內(nèi)氣孔中的氣體膨脹，導(dǎo)致鑄件表面鼓泡或變形。,3 . 壓鑄件應(yīng)盡量避免切削加工，以防止內(nèi)部孔洞外露。,4 . 由于壓鑄件內(nèi)部疏松，塑性

29、、韌性相對較差，因此不 適宜制造承受沖擊的制件。,應(yīng)用：有色薄壁小件的大批量生產(chǎn)。,3-5 低壓鑄造成形工藝,低壓鑄造是在0.20.7大氣壓的低壓下將金屬液注入 型腔，并在壓力下凝固成形，以獲得鑄件的方法。,一、低壓鑄造的工藝過程,二、低壓鑄造的特點及應(yīng)用范圍,應(yīng)用：目前廣泛應(yīng)用于鑄造鋁合金鑄件，如汽車發(fā)動機缸體、缸蓋、活塞、葉輪等，也可用于球墨鑄鐵、銅合金等澆注較大的鑄件，如球鐵曲軸、銅合金螺旋槳等。,1澆注壓力和速度便于調(diào)節(jié)，可適應(yīng)不同材料的鑄型。,2鑄件的氣孔、夾渣等缺陷較少。,3便于實現(xiàn)順序凝固，使鑄件組織致密、力學(xué)性能高。,4由于省去了補縮冒口，使金屬的利用率提高到9098%。,3-6 其它鑄造成形工藝方法簡介,一、擠壓鑄造,二、陶瓷型鑄造,三、實型鑄造,串澆管接頭,四、離心鑄造,殼芯機：用熱塑性樹脂為粘結(jié)劑制造中空薄殼砂芯。,四、殼型鑄造,第四章 液態(tài)成形金屬件的工藝設(shè)計,4-1 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計,一、鑄件壁厚的設(shè)計,1 合理設(shè)計鑄件壁厚,1）鑄件的最小壁厚,在一定鑄造工藝條件下，所能澆注出的鑄件最小壁厚。,2）鑄件的臨界壁厚,在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁