工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件

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1、第八讲第八讲:1.铸钢和有色铸件生产铸钢和有色铸件生产 Production of cast steel and nonferrous alloy components2特种铸造特种铸造 Special foundry工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件铸钢和有色铸件生产The Manufacturing of Cast Steel and Nonferrous Castings 一、铸钢件生产 1.铸钢种类： 按化学成分：碳钢和合金钢 以中碳钢为主即：ZG25ZG45； 合金钢：低合金和高合金钢； 2.牌号（1）碳钢(Carbon Steel)：ZG#，碳的万分数。（2）合

2、金钢(Alloy Steel)： 低合金钢ZG40Mn、ZG30MnSi 高合金钢ZGMn13 、ZG1Cr18Ni9Ti 、ZG1Cr13工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件 3.铸钢生产特点（1）铸钢铸造性能差，应采取： 1）高耐火度、高强度和透气性好铸型； 2）顺序凝固的工艺； 3）控制浇注温度15001650（2）铸钢存在铸造、组织缺陷和大应力， 进行热处理: 1) 碳含量大于0.35%、或结构复杂:退火； 2) 碳含量小于0.35%:正火+高温回火； 3) 铸钢不能:淬火处理。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件铸钢齿圈铸造工艺工程材料及制造基础第

3、八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件铸钢齿圈:工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件薄壁铸钢件铸造工艺工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件二、有色铸件生产(Nonferrous Castings ) 1.铝合金件 （1）分类及性能 1）铝-硅合金：铸造性能最好，用的最多； 2）铝-铜合金：耐热、强度高，但铸造性能差； 3）铝-镁合金：抗蚀性和机械性能好，有光泽； 4）铝-锌合金：铸态下强度高，但易开裂，不采用。 （2）铸造工艺特点 1）除铝-硅合金铸造性能好；其它的均不太好， 铸件致密性差。 2）铝合金熔点低，适合于金属型铸造和压力铸造。工程材料及制造基础第八讲

4、铸钢和有色铸件生产特种铸造课件（3）铝合金熔炼特点 铝在高温下极易氧化形成高熔点的三氧化二铝夹渣）和吸气（氢气），所以熔炼关键是除渣和排气：1）用六氯乙烷（或氯化锌）精炼；2）采用坩埚炉或感应炉熔炼。 2.铜合金铸件的生产（1）分类 1）纯铜（紫铜）：导电性和导热性好；2）铜-锡合金（锡青铜）：很好耐磨性和耐腐蚀性；3）铜-铝合金（铝青铜）：强度和塑性均高于锡青铜；4）铜-铅合金（铅青铜）：很好耐磨性；5）铜-锌合金（黄铜）：强度高，成本低，铸造性能好。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件（2）铜合金铸造特点 1）锡青铜：结晶温度范围宽，铸造性能差； 但不易氧化 。 2）铝青

5、铜或铝黄铜：结晶温度范围窄，逐层凝固； 由于铝容易氧化，形成夹渣， 应采取挡渣措施。 3）黄铜： 铸造性能好，在锡青铜和铝青铜之间。硅黄铜铸造性能在黄铜中是属于最好的，采用顺序凝固进行补缩。 工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件（3 3）铜合金熔炼特点）铜合金熔炼特点： 铜易氧化和吸气，应采取：1）用木炭、碎玻璃、苏打或硼砂覆盖液面；2）脱氧（磷、铝和锌）；3）除气（氢气）方法：吹氮气、加氯盐 或沸腾法；4）精练：如铝青铜应用苏打、萤石、 冰晶石等碱性熔剂精练。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件三、特种铸造三、特种铸造 Special foundry1.定

6、义： 砂型以外铸造方法统称。2.常见特种铸造：n熔模铸造 陶瓷铸造n金属型铸造 连续铸造n压力铸造 挤压铸造n离心铸造 真空吸铸n低压铸造 实型铸造工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件重点特种铸造 1.熔模铸造 Investment Foundry （1）工艺过程： （2）特点： 铸件尺寸精度高，表面粗糙度低； 用于生产形状复杂铸件。工序繁多、 周期长和不宜大件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件熔模铸造工艺过程工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件2.金属型铸造 Metal Mould（1）工艺过程：（2）特点： 铸件机械性能高； 尺寸精

7、度高、表面粗糙度低；生产率高；金属型不透气、无退让性和制造成本高。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件金属型种类:工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件3.压力铸造 Pressure Foundry（1）工艺过程特点: 高速（0.5120M/s）、高压 （ 500MPa）（2）特点： 适合薄壁件；铸件性能比砂型高2530%； 尺寸精度高、粗糙度低；生产率高； 缺点：铸件易有气孔。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件卧式压力铸造(Horizontal)工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件立式压力铸造(Upright)工程材料及

8、制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件4.离心铸造(Centrifugal Foundry)（1）工艺过程：离心力充型和凝固。（2）特点： 不用芯子获得套筒类铸件； 气体、夹杂的排除和补缩，铸件性能好；铸件无浇、冒口，金属消耗少；可获得双金属铸件； 缺点：铸件存在比重偏析。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件立式离心铸造工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件卧式离心铸造工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件5.低压铸造（1）工艺过程

9、：压力为2060千帕。（2）特点： 铸件致密，机械性能好；适合薄壁复杂件；简化了浇、冒系统，节约了金属；易于自动化，降低劳动强度。 适合于生产耐压、防漏铸件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件低压铸造原理图：工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件6.陶瓷铸造(Ceramics Foundry)（1）工艺过程：用刚玉粉与硅酸乙酯水解 液配制浆料灌注，获得铸 型与陶瓷相似。（2）特点：（与熔模比） 生产大型精密件； 不适合批量大、重量轻和形状复杂的件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程

10、材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件7.连续铸造(Continuous Foundry)（1）工艺过程：金属液连续浇入结晶器一 端， 又不断拉出已凝固铸件方法。（2）特点：1）铸件冷速快，组织致密，长度方向组织均匀；2）无浇、冒口，节约金属；3）易于自动化，生产率高；4）只能生产截面不变的长形件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件8.挤压铸造(Extrusion)（1）工艺过程：金属液浇入两半型间，两半型靠拢将金属液挤压充满铸型，杂质和气泡随多余金属液的

11、溢出而排出。（2）特点： 铸件致密，机械性能好；尺寸精度高，粗糙度低；工序简单，生产率高； 适合于轻合金薄板型铸件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件9.真空吸铸(Vacuum Foundry)（1）工艺过程：在结晶器内建立真空，使金属液上升到型腔结晶 获得铸件。（2）特点： 铸件组织致密，机械性能高；省了浇、冒口，节约金属；易自动化、提高生产率和降低劳动强度； 不适合形状复杂铸件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件10.实型铸造Block mou

12、ld（1）工艺过程：用气化模造型，不取模型直接 浇注。钢丸代替型砂为磁型。（2）特点： 1）铸件尺寸精度高，加工余量小； 2）无二氧化硅污染； 3）铸件易清理、不起模，生产率高； 4）不适合厚大、复杂铸件； 5）气化模污染空气。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件11.石墨型铸造：低熔点金属液浇注到石墨铸型中，获得铸件。石墨型铸造特点： 1）石墨型导热能力强，铸件组织致密，性能较高；2）石墨硬度低，加工容易；3）石墨型会往铸件中渗碳，不适合生产低碳钢铸件。 总之，适合于

13、中、小批量、低熔点合金， 如铜、铝、锌等合金铸件。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件三.新出现的几种特种铸造1.差压铸造：采用干燥压缩空气或惰性气体,形成50KPa压差,使金属液充型和凝固的铸造方法,特点是充型平稳,铸件组织致密,机械性能高。2.V 法铸造：用严密塑料薄膜,使无粘结剂的砂子,在真空状态下紧实而获得铸件的方法,特点是无灰尘,无需砂处理系统,只是铸件不能太大,太复杂。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件3、流变铸造： 凝固期激烈搅拌金属液

14、，当固体达50%，浇入压型中获得铸件的方法。 4、触变铸造：将流变铸造坯料加热至半固态，放入压型中形成铸件方法。工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件 词汇：特种铸造：Special Foundry碳钢：Carbon Steel合金钢：Alloy Steel有色铸件生产：Nonferrous Castings Production特种铸造: Special Foundry熔模铸造: Investment Foundry工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件金属型铸造: Metal Mould Foundry压力铸造: Pressure Foundry离心铸造: Centrifugal Foundry陶瓷铸造: Ceramics Foundry挤压铸造: Extrusion Foundry实型铸造: Block mould Foundry砂型铸件结构工艺性: Technology of Structure of Sand Castings工程材料及制造基础第八讲铸钢和有色铸件生产特种铸造课件