《铸造理论基础doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铸造理论基础doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 周 总第 1 次 学时：2 教学班级： 课程： 授课教师： 课 题：第第 1 1 章章 铸造成形工艺铸造成形工艺合金的合金的铸铸造性能造性能教学方法：讲授教学方法：讲授教教 具：具：教学目标：教学目标：1掌握合金的流动性及收缩性及及影响；掌握合金的流动性及收缩性及及影响；2 2 掌握防止缩孔、裂纹、变形的方法掌握防止缩孔、裂纹、变形的方法教学重点：教学重点：合金的流合金的流动动性及收性及收缩缩性性教学难点：教学难点：合金的流合金的流动动性及收性及收缩缩性性主要教学内容：主要教学内容：第第 1 章章 铸铸造成形工造成形工艺艺一一 铸铸造工造工艺艺特点及分特点及分类类二二 合金的合金的铸铸
2、造性能造性能（一）合金的流（一）合金的流动动性性（二）合金的收（二）合金的收缩缩性性课后回顾：课后回顾：一、组织教学一、组织教学1.课前问候，提问专业培养目标、岗位核心能力2.考勤3.复习提问二、导入新课二、导入新课企业介绍：企业介绍：三、新课内容三、新课内容第第 1 1 章章 铸造成形工艺铸造成形工艺铸造:将熔融的金属液浇入铸型型腔内，待其冷却、凝固后获得所需形状和 性能的毛坯或零件的工艺方法。实质:利用熔融金属的流动性来实现成形，用铸 造方法制成的毛坯或零件称为铸件。一一 铸铸造工造工艺艺特点及分特点及分类类1铸造生产的特点 优点：铸造具有成本低，适应性强等，在生产中得到广泛应用 缺点：铸
3、件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学 性能不如锻件高。铸件质量不够稳定，废品率高。 2铸造的分类 砂型铸造和特种铸造二二 合金的合金的铸铸造性能造性能（一）（一） 合金的流动性合金的流动性1流动性的概念流动性的概念 合金的流动性是指熔融合金液的流动能力。合金的流动性越好，合金液充 填铸型型腔的能力越强。 2影响合金流动性的因素影响合金流动性的因素 （1)1)化学成分化学成分 共晶成分的合金流动性最好 （2 2）工艺条件）工艺条件 浇注温度对合金流动性的影响极为显著，但浇注温度在提 高金属的流动性的同时又会导致金属液的吸气、收缩等缺陷。 铸型充型条件也会对合金流动性产生影响，设
4、计铸件时必须保证铸件的壁 厚大于规定的最小壁厚，并在工艺上采取措施，如加高直浇道，扩大内浇道截 面，增加通气道等。铸型的热导性，充型压力也会影响合金流动性。（二）合金的收缩性（二）合金的收缩性备注备注1收缩的概念收缩的概念 液体合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减少的现象，称为合金的收缩。合金的收缩分为三个阶段：三个阶段： （1）液态收缩 （2）凝固收缩 （3）固态收缩 体积收缩是产生缩孔、缩松缺陷的主要原因。 合金的固态收缩，虽然也是体积变化，但只是引起铸件外部尺寸的变化， 通常用线收缩率表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要 原因。 不同的合金其收缩率不同表 11-1 几种
5、铁碳合金的体积收缩率2影响收缩性的因素影响收缩性的因素（1）化学成分）化学成分 灰口铸铁中，碳是形成石墨的元素，硅是促进石墨化的元 素，所以碳、硅含量越多，收缩越小。硫能阻碍石墨的析出，使铸铁的收缩率 增大。 （2）浇注温度）浇注温度 浇注温度越高，过热度越大，液态收缩越大。 （3）铸件结构与铸型）铸件结构与铸型条件条件 由于铸件的各个部分冷速不同，在冷却过程中 互相制约而对收缩产生的阻力。又因铸型和型芯对铸件收缩产生机械阻力，因 而合金在铸型中并不是自由收缩，而是受阻收缩。 3缩孔与缩松的形成及其防止缩孔与缩松的形成及其防止 液态合金在铸型内凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，体积缩减，若
6、其收缩得不到补充，在铸件最后凝固的部分将形成孔洞，容积大而集中的孔洞 称为缩孔；细小而分散的孔洞称为缩松。 （1）缩孔的形成）缩孔的形成 缩孔的形成过程如图 11-1 所示。（2）缩松的形成）缩松的形成 形成缩松的基本原因和形成缩孔一样，即铸型内合金的 液态收缩和固态收缩大于外壳固态收缩，同时在铸件最后凝固的区域得不到液 态合金的补充，或者由于合金的凝固范围较宽，最后倾向于糊状凝固，使小而 分散的小孔难以得到液体补充所造成。缩松的形成过程可由图 11-2 所示的圆柱形铸件来说明。从形态特征来看，缩孔是铸件内部一些较大且集中的空洞，缩松是小而分 散的细孔。从缩孔和缩松的形成过程可以看出，结晶温度
7、间隔大的合金， 易于形成缩松；纯金属或共晶成分的合金，缩松的倾向性很小，多易于形 成缩孔。缩松分布面广，既难于补缩，又难以发现；集中缩孔较易检查和 修补，也便于采取工艺措施来防止。 （3）缩孔的防止缩孔的防止 定向凝固是防止产生缩孔的有效措施。定向凝固就是采取一定工艺措施， 如设冒口和放置冷铁，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位 凝固，最后是冒口本身的凝固，通过控制铸件按规定的方向从一部分到另一部 分逐渐凝固的过程，将缩孔转移到冒口中，如图 11-3 所示。4铸造应力、变形及裂纹铸造应力、变形及裂纹铸造内应力是导致铸件变形、裂纹的主要原因。 （1）铸造应力）铸造应力 铸造应力按产
8、生的原因不同可分为收缩应力和热应力收缩应力和热应力。 收缩应力收缩应力是由于铸件在固态收缩时受到铸型和型芯的阻碍而产生的，如图 11-4 所示。但落砂后，收缩阻力消失，收缩应力即随之消失。当应力超过材料 的高温强度，铸件就产生裂纹，如图 11-4 中 A 处。因此，在铸造生产中应保证 型砂和芯砂具有足够的退让性，正确设置芯骨，合理布置浇注系统，及时落砂， 以减小收缩应力。热应力热应力是铸件在冷却过程中产生的，由于各部分壁厚不同、冷却速度不同、 固态收缩不一致，但铸件各部分是连成一个整体，彼此相互制约，其结果便产 生了应力，这种应力称为热应力，热应力形成过程如图 11-5 所示。防止热应力形成的
9、基本途径:尽量减少铸件各部位的温差，使其均衡凝 固。具体工艺措施是减少铸件与铸型的温差；适当控制铸件的打箱时间等。（2）铸件的变形、裂纹及其防止铸件的变形、裂纹及其防止 变形变形带有残余应力的铸件会自发地变形使残余应力减少，对于厚薄不均，截面不对称及具有细长特点的杆类、板类及轮类等零件，当残余应力超过铸件材料的屈服点时，就会产生变形，如图 11-6 所示。常用反变形法、机械校正法防止和消除铸件变形。裂纹裂纹当铸造内应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。热裂热裂的形状特征是裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色。热裂是铸钢和铝合金铸件的常见缺陷，是在凝固末期高温下形成的；防止：使铸件结构合理外，还应合理选用型砂、芯砂的粘结剂，以改善其退让性。冷裂冷裂的形状特征是裂缝细小，呈连续直裂状，缝内干净，有时呈轻微氧化色，常出现在受拉伸的部位，冷裂是在较低温度下形成的。壁厚差别大、形状复杂的铸件，尤其是大而薄的铸件，易发生冷裂。防止：凡能减小铸造内应力或降低合金脆性的因素，都能防止冷裂的发生。钢和铸铁中的含磷量若超过限制量（p0.5%） ，冷裂倾向将明显增加。因此，在金属熔炼中必须严格控制。
