金属材料及工艺---第7章 铸造工艺基础.pptx

第7章 铸造工艺基础铸造：是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得(hud)一定形状与性能铸件的成形方法铸造成形的优点：主要缺点： 合金铸造性能: 是指合金在铸造成形时获得(hud)外形准确、内部健全铸件的能力主要包括合金的流动性、凝固特性、收缩性、吸气性等，它们对铸件质量有很大影响第一页，共十九页 7.1 液态合金的充型充型：液态合金填充铸型的过程充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得(hud)形状完整、轮廓清晰铸件的能力影响因素：合金的流动能力，同时又受铸型性质、浇注条件及铸件结构等因素的影响第二页，共十九页 7.1.1 合金(hjn)的流动性 定义 试样 常用合金的流动性见表7.1.1 图7.1.1 螺旋形流动(lidng)试样第三页，共十九页7.1.2 影响流动性和充型能力的因素1化学成分纯金属和共晶(n jn)成分的合金，其他成分的合金 Fe-C合金的流动性与含碳量之间的关系如图7.1.2所示 图7.1.2 Fe-C合金的流动性与 含碳量的关系(gun x) 过热度t=t浇t液第四页，共十九页2铸型的结构和性质(xngzh)(1) 铸件结构，型腔结构(2) 铸型材料(3) 铸型温度 (4) 铸型中的气体 3浇注条件(1) 浇注温度 (2) 充型压力 (3) 浇注系统 第五页，共十九页。

7.2 铸件的凝固与收缩 铸件的成形过程(guchng)是液态金属在铸型中的凝固过程(guchng)7.2.1 铸件的凝固方式 (1) 逐层凝固；(2) 中间凝固 ；(3) 糊状凝固 (a) 逐层凝固 (b) 中间(zhngjin)凝固 (c) 糊状凝固 图7.2.1 铸件的凝固方式第六页，共十九页 7.2.2 铸造合金(hjn)的收缩 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩 合金的收缩通常用体收缩率或线收缩率来描述第七页，共十九页 金属(jnsh)从浇注温度冷却到室温要经历三个互联的收缩阶段图7.2.2 合金收缩(shu su)的3个阶段第八页，共十九页影响铸造合金收缩的主要因素如下： (1)化学成分的影响 (2)浇注温度(wnd)的影响 (3)铸件结构和铸型条件的影响 第九页，共十九页7.2.3 铸件的缩孔与缩松1缩孔和缩松的形成1)缩孔： 集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔 洞称为缩孔 (2)缩松： 细小而分散的孔洞称为缩松 缩松分为宏观(hnggun)缩松和显微缩松两种 图7.2.3 缩孔形成(xngchng)过程示意图 图7.2.4 宏观(hnggun)缩松第十页，共十九页。

2缩孔和缩松的防止方法 定向凝固补缩原则 ：为防止缩孔，可设置冒口补充热节处金属液体的收缩，或采用冷铁激冷远离冒口处的金属，使之按预想(yxing)的顺序凝固冷却 图7.2.5 铸件(zhjin)的热节图7.2.6 顺序(shnx)凝固示意图第十一页，共十九页 7.3 铸造应力与变形、开裂7.3.1 铸造应力铸造内应力根据形成原因不同可分为热应力、相变应力和收缩(机械)应力等三种 临时应力； 残余应力1热应力 热应力是由于(yuy)铸件壁厚度不均匀，各部分冷却速度不同，以至在同一时期内各部分收缩不一致而产生的a) (b) (c) (d) 图7.3.1 热应力的形成(xngchng)过程第十二页，共十九页 2机械应力(收缩(shu su)应力) 铸件冷却到弹性状态后，由于受到铸型、型芯和浇冒口等的机械阻碍而产生的应力，称为机械应力 图7.3.2 法兰铸件(zhjin)的机械应力第十三页，共十九页3. 相变应力 铸件在冷却过程中，由于各部分冷却速度不同(b tn)，导致相变不同(b tn)时发生，则会产生相变应力 4. 减小应力的措施 在铸造工艺上采取“同时凝固原则”，是减少和消除铸造应力的重要工艺措施。

图7.3.3 同时(tngsh)凝固示意图第十四页，共十九页7.3.2 铸件的变形防止方法壁厚均匀 形状对称同时凝固 反变形自然时效(shxio) 人工时效图6.3.4 T型梁铸钢件变形(bin xng)示意图第十五页，共十九页7.3.3 铸件的裂纹 1. 热裂 特征： 缝隙宽、形状曲折、氧化色影响因素：合金性质，铸型阻力防止方法：改善结构、退让性、降低含硫量 2. 冷裂特征：细小(xxio)、连续直线、裂缝干净或微氧化出现位置：形状复杂件受拉伸部位，应力集中处防止方法：降低内应力、降低含磷量第十六页，共十九页 7.4 铸件(zhjin)的缺陷与分析 砂型铸造的铸件常见的缺陷有：气孔、冷隔、浇不足、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等7.4.1 气孔 气孔是气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷图7.4.1 因型砂(xngsh)水分过高和透气性太差使铸件产生的气孔第十七页，共十九页7.4.2 砂眼(shyn)7.4.3 粘砂7.4.4 夹砂7.4.5 胀砂7.4.6 冷隔和浇不足图7.4.2 粘砂缺陷(quxin)图7.4.3 冷隔第十八页，共十九页内容(nirng)总结第7章 铸造工艺基础铸造：是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状与性能铸件的成形方法。

充型能力：液态合金充满铸 型型腔，获得形状完整(wnzhng)、轮廓清晰铸件的能力图7.1.1 螺旋形流动试样 Fe-C合金的流动性与含碳量之间的关系如图7.1.2所示图7.1.2 Fe-C合金的流动性与1) 铸件结构，型腔结构缩松分为宏观缩 松和显微缩松两种防止方法：降低内应力、降低含磷量第十九页，共十九页。