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金属工艺学教学课件第五章铸造

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金属工艺学教学课件第五章铸造*第五章铸造(zhùzào)第一节铸造(zhùzào)工艺特点第二节金属的铸造性能第三节砂型铸造第四节特种铸造第五节铸造的工艺性第一页,共二十七页。*第一节铸造(zhùzào)的工艺特点铸造是将液态金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型(zhùxínɡ)中,冷却凝固后,获得毛坯或零件的方法,称为铸造。用铸造方法生产的毛坯与零件统称铸件,铸造后还需加工者称毛坯,不需加工直接使用者称零件。铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造:是以型砂为主要造型材料制备铸型的铸造工艺方法,是应用最广的铸造方法;特种铸造:是除砂型铸造...

金属工艺学教学课件第五章铸造
*第五章铸造(zhùzào)第一节铸造(zhùzào)工艺特点第二节金属的铸造性能第三节砂型铸造第四节特种铸造第五节铸造的工艺性第一页,共二十七页。*第一节铸造(zhùzào)的工艺特点铸造是将液态金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型(zhùxínɡ)中,冷却凝固后,获得毛坯或零件的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,称为铸造。用铸造方法生产的毛坯与零件统称铸件,铸造后还需加工者称毛坯,不需加工直接使用者称零件。铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造:是以型砂为主要造型材料制备铸型的铸造工艺方法,是应用最广的铸造方法;特种铸造:是除砂型铸造以外其它铸造方法的总称,常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。第二页,共二十七页。*第一节铸造(zhùzào)的工艺特点一、铸造(zhùzào)的适应性强二、铸件材料广泛三、铸件成本低四、铸造工艺灵活,生产率高第三页,共二十七页。*一、铸造(zhùzào)的适应性强铸造可以(kěyǐ)生产各种形状和尺寸的零件或毛坯,特别适用于生产具有复杂内脏的毛坯或零件,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等;铸件的尺寸可以(kěyǐ)从几毫米到几十米;铸件壁厚可以(kěyǐ)从0.5毫米到1米左右;铸件重量可以小至几克,大至数百吨。可以说铸造方法不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。在大件生产中,铸造的优越性更为显著。第四页,共二十七页。*二、铸件(zhùjiàn)材料广泛铸造可以适应大多数金属材料的成形,对不宜锻压和焊接的材料,铸造具有(jùyǒu)独特的优点,铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料。第五页,共二十七页。*三、铸件(zhùjiàn)成本低由于铸造原材料来源丰富,铸件(zhùjiàn)的形状和大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又可减少切削加工量,从而降低铸造成本。第六页,共二十七页。*四、铸件工艺(gōngyì)灵活,生产率高铸造既可以手工,也可以机械化生产。铸造所需设备较简单,容易自制,投资较少,特别适合中小型工厂和乡镇企业。因此铸造是毛坯生产最主要的方法之一,如按重量计,机床中60%~80%、汽车中50%~60%采用(cǎiyòng)铸件。但由于铸造工艺环节多,易产生多种铸造缺陷,且一般铸件的晶粒粗,力学性能不如锻件。因此铸件一般不适宜制作受力复杂和受力大的重要零件,而主要用于受力不大或受简单静载荷(特别适合于受压应力)的零件,如箱体、床身、支架、机座等。第七页,共二十七页。*第二节金属的铸造(zhùzào)性能一、流动性二、收缩率第八页,共二十七页。*一、流动性流动(liúdòng)性是指金属液本身的流动(liúdòng)能力,流动(liúdòng)性好坏影响到金属液的充型能力。(一)流动性对铸件质量的影响流动性好的金属,浇注时金属液容易充满铸型的型腔,能获得轮廓清晰、尺寸精确、形状复杂的薄壁铸件;还有利于金属液中夹杂物和气体的上浮排除,相反,金属的流动性差,则铸件易出现冷隔、浇不到、气孔、夹渣等缺陷。图5-1为冷隔。图5-1冷隔第九页,共二十七页。*一、流动性(二)常用金属的流动性金属的流动性可用螺旋线长度来测定,图5-2为螺旋形试样(shìyànɡ)。将金属液浇注入螺旋形铸型中,在相同的铸造条件下,获得的螺旋线越长,表明金属液的流动性越好。图5-2螺旋形试样(shìyànɡ)第十页,共二十七页。*一、流动性(三)影响流动性的因素合金的种类与化学成分不同种类的合金具有不同的流动性,根据(gēnjù)流动性试验可测得螺旋线长度,常用铸造合金中,灰铸铁的流动性较好,而铸钢的流动性相对较差。同类合金中,化学成分不同,合金的结晶特点不同,其流动性也不一样。浇注工艺条件提高浇注温度可改善金属的流动性。浇注温度越高,金属保持液态的时间越长,其粘度也越小,所以流动性也就越好。因此适当提高浇注温度是改善流动性的工艺措施之一。另外铸型材料的导热性、铸型内腔的形状和尺寸等因素对流动性也有影响。第十一页,共二十七页。*二、收缩率收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固态(gùtài)收缩三个阶段,如图5-3所示。图5-3合金收缩(shōusuō)的三个阶段第十二页,共二十七页。*二、收缩率(一)收缩对铸件质量的影响液态收缩和凝固收缩若得不至到补足,会使铸件产生缩孔和缩松缺陷;固态收缩若受到阻碍会产生铸造内应力,导致铸件变形开裂。缩孔与缩松缩孔是由于金属的液态收缩和凝固收缩部分得不到补足时,在铸件的最后凝固处出现的较大的集中孔洞。缩松是分散在铸件内的细小的缩孔。变形与开裂铸件凝固后继续冷却(lěngquè)过程中,若固态收缩受到阻碍就产生铸造内应力,当内应力达到一定数值,铸件便产生变形甚至开裂。第十三页,共二十七页。*二、收缩率(二)影响收缩(shōusuō)力的因素合金的种类和成分合金的种类和成分不同,其收缩率不同,铁碳合金中灰铸铁的收缩率小,铸钢的收缩率大。下表1-2为常用铸造合金的线收缩率。常用铸造合金的线收缩率(%)合金种类灰铸铁球墨铸铁铸钢铝硅合金普通黄铜锡青铜自由收缩0.7~1.01.01.6~2.31.0~1.21.8~2.01.4受阻收缩0.5~0.90.81.3~2.00.8~1.01.5~1.71.2表5-1常用铸造(zhùzào)合金的线收缩率第十四页,共二十七页。*二、收缩率工艺条件金属的浇注温度对收缩率有影响,浇注温度越高,液态收缩越大;铸件的结构和铸型材料对收缩也有影响,型腔形状越复杂、铸型材料的退让性越差,对收缩的阻碍越大,当铸件结构设计不合理,铸型材料的退让性不良(bùliáng)时,铸件会因收缩受阻而产生铸造应力,容易产生裂纹。第十五页,共二十七页。*第三节砂型(shāxíng)铸造一、造型材料二、造型方法三、浇注(jiāozhù)系统四、铸件的常见缺陷第十六页,共二十七页。*一、造型(zàoxíng)材料用来制作铸型和型芯的型砂或芯砂等称为造型材料。型砂和芯砂主要由原砂、粘土、有机和无机(wújī)粘结剂、水及其他附加物等配制而成。造型材料的性能直接影响着铸件的质量。型砂(含芯砂)的主要性能 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 :强度透气性耐火性退让性第十七页,共二十七页。*二、造型(zàoxíng)方法将型砂塑造成砂型的过程称为造型。造型是砂型铸造中最主要的工序,通常分为手工造型和机器造型两大类。手工造型方法按砂箱特征区分有两箱造型、三箱造型、地坑造型、脱箱造型;按模型特征区分有整模造型、挖砂造型、假箱造型、分模造型、活块造型、刮板造型。机器造型在成批、大量生产时,应采用机器造型,就是(jiùshì)将造型过程中的两道基本工序紧砂和起模机械化,大大提高劳动生产率,提高铸件的精度和表面质量,改善劳动条件。第十八页,共二十七页。*三、浇注(jiāozhù)系统浇注:把金属液从浇包注入铸型的操作过程称为浇注。浇注时,金属液注入铸型型腔内所经过的通道称为浇注系统,它包括外浇口、直浇口、横浇口和内浇口。为了保证浇注时金属液能平稳连续的注入型腔,并把熔渣(rónɡzhā)等杂质阻挡在型腔以外,一般应使内浇口截面积总和小于横浇口截面积,而横浇口截面积则小于直浇口截面积。冒口主要是对铸件最后冷却部位的收缩提供金属进行补缩,以便使铸件的缩孔集中在冒口内,故冒口尺寸要足够大,此外,冒口还有排气和集渣的作用。第十九页,共二十七页。*四、铸件(zhùjiàn)的常见缺陷铸件缺陷产生原因是复杂的,应该根据具体情况综合分析,找出原因,再采取相应措施加以防止。有缺陷的铸件则应在保证质量的前提下尽力修复,以免浪费。多肉类缺陷孔洞类缺陷裂纹、冷隔类缺陷表面类缺陷残缺(cánquē)类缺陷形状及重量差错类缺陷夹杂类缺陷成分、组织及性能不合格类缺陷第二十页,共二十七页。*第四节特种(tèzhǒng)铸造一、熔模铸造二、金属型铸造三、压力铸造四、离心铸造五、各种铸造方法(fāngfǎ)的比较第二十一页,共二十七页。*一、熔模铸造熔模铸造是用易熔的蜡料制成的和铸件形状相同的蜡模和浇注系统,在蜡模表面涂挂几层耐火涂料和石英砂,经硬火、干燥后将蜡模加热熔化,排出蜡液,得到一个中空的型壳,即获得无分型面的整体铸型,最后进行浇注,故熔模铸造又称为失蜡铸造。熔模铸造适合于形状复杂、精密的中小型铸件(质量(zhìliàng)一般不超过25kg);可生产高熔点、难切削的合金铸件。如用于形状复杂的涡轮发电机、增压器、汽轮机的叶片和叶轮,复杂刀具等,可生产各种不锈钢、耐热钢、磁钢等的精密铸件。第二十二页,共二十七页。*二、金属型铸造将液体金属浇入金属铸型以获得铸件的工艺过程,称为金属型铸造。由于金属型可以重复使用多次,几百次甚至到几千次,所以又称为永久型铸造。制造金属铸型最常用的材料为铸铁和铸钢。铸件的内腔可用金属型芯或砂芯来形成。金属型铸造的缺点(quēdiǎn)是主要在于制造金属型的成本高,周期长,铸造工艺要求严格,由于铸件冷却快,易产生难以切削的白口组织,不宜生产大型、复杂铸件。故金属型铸造主要适用于大批量生产形状简单的有色金属中小型铸件。如汽车、拖拉机、内燃机的铝活塞、气缸体、缸盖、油泵壳体,以及铜合金轴瓦、轴套等。金属型铸造有时也可用于某些铸铁和铸钢件。第二十三页,共二十七页。*三、压力(yālì)铸造压力铸造(简称压铸)是在高压下,快速地将液态(yètài)或半液态(yètài)合金压入金属铸型型腔,并在压力作用下凝固而获得铸件的一种工艺方法。高速、高压是压铸的两大特点。在所有的铸造方法中,压力铸造的生产率最高,每小时可铸几百个铸件。压力铸造广泛用于大批量生产薄壁、复杂的小型有色金属铸件,如铝合金汽缸体、缸盖、仪表、化油器等。第二十四页,共二十七页。*四、离心(líxīn)铸造离心铸造是将液体金属浇入高速旋转的铸型(zhùxínɡ)中,使金属在离心力作用下填充铸型(zhùxínɡ)并结晶的铸造方法。离心铸造大多是用以铸造中空的铸件,通常使用金属型,也可以使用砂型。离心铸造法生产的空心圆筒形铸件可省去型芯和浇注系统,省工又省料;且铸件表面结晶致密,无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷,铸件质量较好。离心铸造法的不足之处是铸件内表面较粗糙,尺寸不易控制,对内孔要切削加工的零件,则应增大加工余量。离心铸造目前主要用于成批大量生产一般形状的黑色金属及铜合金的大、中型回转体。如铸铁水管、缸套、活塞环坯料和输油管等。第二十五页,共二十七页。*五、各种(ɡèzhǒnɡ)铸造方法的比较各种铸造方法都有其优缺点和最适宜的应用范围(fànwéi)。如砂型铸造尽管有不少缺点,但其适应性强,所用设备比较简单,因此,它仍然是当前生产中最基本的铸造方法。特种铸造方法仅在一定条件下,才能显示其优越性。因此,在选择铸造方法时,必须根据合金种类、铸件大小与形状、批量、质量、车间设备及技术状况等来进行全面分析,综合比较,选择经济合理的方法。第二十六页,共二十七页。内容(nèiróng)总结1。铸造既可以手工,也可以机械化生产。图5-2螺旋形试样。图5-3合金(héjīn)收缩的三个阶段。表5-1常用铸造合金(héjīn)的线收缩率。浇注:把金属液从浇包注入铸型的操作过程称为浇注。有缺陷的铸件则应在保证质量的前提下尽力修复,以免浪费。离心铸造目前主要用于成批大量生产一般形状的黑色金属及铜合金(héjīn)的大、中型回转体。特种铸造方法仅在一定条件下,才能显示其优越性第二十七页,共二十七页。
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