材料成形技術(shù)1-1.鑄造工藝基礎(chǔ)

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1、材料成形技術(shù)機(jī)械制造的基本過程機(jī)加工產(chǎn)品圖紙工藝文件材料外購件鑄造落料鍛造剪裁/沖壓/焊接熱處理產(chǎn)品裝配第一章鑄造鑄造——將液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，冷卻凝固后獲得一定形狀的毛坯或零件的方法。適于復(fù)雜外形和內(nèi)腔；適應(yīng)性廣；形狀尺寸與零件相近，減少切削加工；性能不如鍛件，質(zhì)量不穩(wěn)定；勞動(dòng)條件差。各類機(jī)械中鑄件比重機(jī)械類別%機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)械風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械汽車70~9060~8050~7040~7020~30本章內(nèi)容鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝與方法鑄件工藝設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1-1鑄造工藝基礎(chǔ)一、金屬的凝固1、金屬的凝固液態(tài)固

2、態(tài)2、鑄件的凝固方式縮孔縮松3、影響鑄件凝固方式的因素（1）合金的結(jié)晶溫度范圍（2）鑄件的溫度梯度(圖1-2)1）合金的性質(zhì)：低熔點(diǎn)合金溫度梯度??；2）鑄型的蓄熱能力強(qiáng)，溫度梯度大；3）澆注溫度高梯度小。二、金屬與合金的鑄造性能——金屬與合金在鑄造成形的工藝過程中，容易獲得外形正確、內(nèi)部健全的鑄件的性質(zhì)。充型能力收縮1.合金的充型能力充型能力——液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確，輪廓清晰的鑄件的能力。合金的流動(dòng)性澆注條件鑄型條件（1）合金的流動(dòng)性——液態(tài)合金的流動(dòng)能力。決定合金流動(dòng)性的因素1）合金的種類熔點(diǎn):高熔點(diǎn)合金凝固快，流動(dòng)性差。導(dǎo)熱率液體粘度

3、2）合金的成分3）雜質(zhì)與含氣量（2）澆注條件澆注溫度灰鑄鐵：1200℃~1380℃鑄鋼：1520℃~1620℃鋁合金：680℃~780℃充型壓力合金的流動(dòng)性澆注條件鑄型條件（3）鑄型條件鑄型的蓄熱能力鑄型溫度鑄型中的氣體鑄件結(jié)構(gòu)2、合金的收縮（1）（2）體收縮：從液態(tài)到常溫體積改變量。（3）線收縮：固態(tài)合金由高溫到常溫的尺寸改變量。各種合金收縮率及其計(jì)算見5、6頁。澆注溫度凝固開始溫度凝固終了溫度液態(tài)收縮凝固收縮室溫（1）（2）（3）固態(tài)收縮影響收縮的因素1）化學(xué)成分碳鋼:含碳量增加,凝固收縮增加，固態(tài)收縮略減；灰鑄鐵：碳、硅增加，收縮率減??；硫阻礙石

4、墨化，增加收縮率。2）澆注溫度3）鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件三、鑄造性能對鑄件質(zhì)量的影響收縮縮孔、縮松、應(yīng)力、變形、裂紋。。。充型能力澆不到、冷隔。。。1、縮孔和縮松（1）縮孔和縮松的形成1）縮孔：逐層凝固鑄件最后凝固部位。2）縮松：糊狀凝固，厚壁鑄件縮孔和縮松的形成規(guī)律合金的液態(tài)收縮和凝固收縮越大（鑄鋼、白口鐵、鋁青銅），越容易形成縮孔。澆注溫度高，液態(tài)收縮大，容易形成縮孔。結(jié)晶溫度范圍寬的合金，傾向于糊狀凝固，易形成縮松。純金屬和共晶合金傾向于逐層凝固，易形成集中縮孔。（2）縮孔和縮松的防止2、鑄造應(yīng)力熱應(yīng)力——由于鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致

5、在同一時(shí)期各部分收縮不一致而引起的。機(jī)械應(yīng)力——合金的線收縮受到鑄型或型芯機(jī)械阻礙而形成的應(yīng)力。（1）熱應(yīng)力T臨：彈塑性轉(zhuǎn)變溫度鋼、鑄鐵：620~650℃厚壁受拉薄壁受壓（2）機(jī)械應(yīng)力（收縮應(yīng)力）（3）減小和消除鑄造應(yīng)力的措施設(shè)計(jì)鑄件時(shí)壁厚均勻，形狀對稱。選用線收縮率小的合金，改善鑄型、型芯的退讓性。。工藝上采取同時(shí)凝固。時(shí)效。自然時(shí)效：放置半年以上；人工時(shí)效（去應(yīng)力退火）：550~650℃，2~4h。振動(dòng)時(shí)效：在其共振頻率下振動(dòng)10~60min。同時(shí)凝固3、鑄件的變形與裂紋鑄造應(yīng)力大于屈服強(qiáng)度變形鑄造應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度裂紋（1）鑄件的變形防止變形方法設(shè)

6、計(jì)鑄件時(shí)壁厚均勻，形狀對稱。工藝上采取同時(shí)凝固。模型制成與鑄件變形相反的形狀，抵消鑄件變形。時(shí)效。（2）鑄件的裂紋1）熱裂紋——鑄件在凝固后期，在接近固相線的高溫下形成的。機(jī)械應(yīng)力超過高溫強(qiáng)度（晶粒間有少量液體）裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。影響熱裂紋形成的主要因素合金性質(zhì)：結(jié)晶溫度范圍寬,凝固收縮大,熱裂傾向大.鑄鋼、鑄鋁、可鍛鑄鐵熱裂傾向大灰鐵、球鐵熱裂傾向小鑄型阻力:鑄型退讓性2）冷裂紋受拉伸部位、應(yīng)力集中部位；細(xì)小、連續(xù)直線狀，有時(shí)有輕微氧化色；減小鑄造應(yīng)力，降低含磷量。3、常見鑄件缺陷及產(chǎn)生原因