第二章铸造生产及质量控制81241

《第二章铸造生产及质量控制81241》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章铸造生产及质量控制81241（144页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一节第一节 概述概述 第二节第二节 铸造合金的工艺性能铸造合金的工艺性能第三节第三节 砂型铸造砂型铸造第四节第四节 特种铸造特种铸造第二章第二章 铸造生产及质量控制铸造生产及质量控制 金金属属的的成成形形方方法法可可分分为为铸铸造造、塑塑性性成成形形（或或称称压压力力加加工）、切削加工、焊接和粉末冶金工）、切削加工、焊接和粉末冶金五大类。五大类。 第一节第一节 概概 述述定义：定义：将将液态金属液态金属浇注到与零件形状相适应的浇注到与零件形状相适应的铸型型铸型型腔腔中，待其冷却凝固，以获得中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件毛坯或零件的生产方法。的生产方法。q铸造的基本过程：铸造的基本过程：液

2、液液液 态态态态金金金金 属属属属充充充充 型型型型铸铸铸铸 件件件件凝凝凝凝 固固固固收收收收 缩缩缩缩（1 1）材料来源广；）材料来源广；（2 2）废品可重熔；）废品可重熔；（3 3）设备投资低。）设备投资低。 铸造生产的特点铸造生产的特点1 1可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。（1 1）合金种类不受限制；）合金种类不受限制；（2 2）铸件大小几乎不受限制。最小壁厚可）铸件大小几乎不受限制。最小壁厚可 达达0.3mm0.3mm；重量可从几克到几百

3、吨。；重量可从几克到几百吨。2 2适应性强：适应性强： 4 4成本低：成本低： 5 5废品率高；力学性能较差不如锻件；劳动条件差。废品率高；力学性能较差不如锻件；劳动条件差。 3 3尺寸精度高尺寸精度高：一般比锻件、焊件精度高一般比锻件、焊件精度高充型能力不足时，会产生充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。等缺陷。 1 1、液态合金的流动性、液态合金的流动性合金的流动性是：合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力液态合金本身的流动能力。 充型充型 液态合金填充铸型的过程。液态合金填充铸型的过程。充型能力充型能力液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、液体金属

4、充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的健全铸件的能力。轮廓清晰的健全铸件的能力。2-1 2-1 液态金属的充型能力液态金属的充型能力 第二节第二节 铸造合金的的工艺性能铸造合金的的工艺性能一、影响液态金属冲型能力的因素一、影响液态金属冲型能力的因素n流动性好的合金流动性好的合金易于充满薄而复杂的型腔易于充满薄而复杂的型腔;（不易产生浇不（不易产生浇不足、冷隔等缺陷）足、冷隔等缺陷）有利于合金液中气体和非金属夹杂物上浮并有利于合金液中气体和非金属夹杂物上浮并排除；（不易产生夹渣和气孔）排除；（不易产生夹渣和气孔）有利于对铸件凝固时的收缩进行补缩；（不有利于对铸件凝固时的收缩进行补缩；（不易产生缩

5、孔和缩松）易产生缩孔和缩松）有利于使凝固后期出现的热裂纹及时得到合有利于使凝固后期出现的热裂纹及时得到合金液补充而弥合。金液补充而弥合。0.45%C 铸钢：200出气口浇口杯4.3%C 铸铁：1800合金的流动性用浇铸合金的流动性用浇铸“流动性试样流动性试样”方法来测定。一方法来测定。一般用螺旋形试样般用螺旋形试样，还有球形、，还有球形、U形等。形等。n纯金属、共晶成分合金的流动性最好。纯金属、共晶成分合金的流动性最好。原因：恒温下进行原因：恒温下进行共晶合金与其他成分合金相比熔点低共晶合金与其他成分合金相比熔点低n其它成分合金的流动性较差，且结晶温度间其它成分合金的流动性较差，且结晶温度间隔

6、越大，流动性越差隔越大，流动性越差原因：结晶是在一个温度范围内进行的，即原因：结晶是在一个温度范围内进行的，即经过液、固并存的两相区。经过液、固并存的两相区。n合金中其他元素也影响流动性。合金中其他元素也影响流动性。P减低液相减低液相线温度，粘度下降，提高流动性，线温度，粘度下降，提高流动性，Si也有相也有相似作用似作用合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶方式结晶方式 a）在恒温下凝固b）在一定温度范围内凝固PbSn20406080204060800流动性（cm）100200300温度（）0合金流动性还取决于合金的合金流动性还取决于合金的结晶特点

7、结晶特点 u合金在结晶过程中放出的结晶潜热越多，保持液态的合金在结晶过程中放出的结晶潜热越多，保持液态的时间越久，流动性越好；时间越久，流动性越好；u结晶晶粒的形状也有影响，晶粒成球状或规则形状往结晶晶粒的形状也有影响，晶粒成球状或规则形状往往比形成树枝状晶粒流动性好。往比形成树枝状晶粒流动性好。合金流动性还取决于合金的合金流动性还取决于合金的物理性质物理性质 n合金的比热容（合金的比热容（C C）和密度越大，导热率越小，因本身）和密度越大，导热率越小，因本身含有较多的热量而散热较慢，流动性好；含有较多的热量而散热较慢，流动性好；n在相同条件下，合金的表面张力越大，流动性越差；在相同条件下，合

8、金的表面张力越大，流动性越差；n液态合金的粘度越大，流动性越差。液态合金的粘度越大，流动性越差。（3 3）浇注系统的结构）浇注系统的结构 浇注系统的结构越复杂，流动阻力浇注系统的结构越复杂，流动阻力 越大，充型能力越差。越大，充型能力越差。 二、浇注条件二、浇注条件三、铸型的性质三、铸型的性质（1 1）铸型的蓄热系数）铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的铸型的蓄热系数表示铸型从其中的金属吸取热量并储存在本身中的能力。蓄热系数越大，激冷金属吸取热量并储存在本身中的能力。蓄热系数越大，激冷能力就越强，液态保留时间越短，冲型能力降低。能力就越强，液态保留时间越短，冲型能力降低。（1 1）浇

9、注温度）浇注温度 一般一般T T浇浇越高，液态金属的充型能力越强。越高，液态金属的充型能力越强。（2 2）充型压力）充型压力 液态金属在流动方向上所受的压力越大，液态金属在流动方向上所受的压力越大， 充型能力越强。充型能力越强。（2 2）铸型温度）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型的温差铸型温度越高，液态金属与铸型的温差 越小，充型能力越强。越小，充型能力越强。（3 3）铸型的表面状态和铸型中的气体）铸型的表面状态和铸型中的气体（2 2）铸件复杂程度）铸件复杂程度 铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的 充填就困难。充填就困难。 四、铸件结构四、铸件结构（1 1）

10、折算厚度）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积铸件体积 与与表面积表面积之比之比。折算厚度大，热量散失慢，充型能力折算厚度大，热量散失慢，充型能力 就就好好。铸铸件件壁壁厚厚相相同同时时，垂垂直直壁壁比比水水平平壁壁更更容容易易充充填填 。 二、提高冲型能力的措施1 1、正确选择合金成分和采用合理的熔炼工艺、正确选择合金成分和采用合理的熔炼工艺2 2、调整铸型的性质、调整铸型的性质3 3、改善浇注条件、改善浇注条件 2-2 2-2 液态金属的凝固与收缩液态金属的凝固与收缩一、铸件的凝固方式一、铸件的凝固方式 1. 1. 逐层凝固逐层凝固 2. 2. 糊

11、状凝固糊状凝固 3. 3. 中间凝固中间凝固 在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要是固液两相并存的凝固区的宽窄。是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸件的铸件的铸件的铸件的“ “凝固方式凝固方式凝固方式凝固方式” ”就是依据凝固区的宽窄来划分的就是依据凝固区的宽窄来划分的就是依据凝固区的宽窄来划分的就是依据凝固区的宽窄来划分的。逐层凝固逐层凝固逐层凝固逐层凝固纯金属和共晶成分的合纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不存在固液金在凝固中因为不存在固液两相并存的凝固区，所以固两相并存的凝固区，所以固体与液体分界面清晰可见，体与液体分界面清晰可见，一直向铸件中

12、心移动。一直向铸件中心移动。糊状凝固糊状凝固糊状凝固糊状凝固铸件在结晶过程中，当结晶铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽，且铸件截面上的温度范围很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则固液两相共存温度梯度较小，则固液两相共存的凝固区贯穿整个区域。的凝固区贯穿整个区域。中间凝固中间凝固中间凝固中间凝固大多数合金的凝固是介于逐大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固。间凝固。影响铸件凝固方式的主要因素影响铸件凝固方式的主要因素 ：（1 1）合金的结晶温度范围）合金的结晶温度范围 合金的结合金的结晶温度范晶温度范围愈小，围愈小，凝固区域凝固区域愈窄，愈愈窄，

13、愈倾向于逐倾向于逐层凝固层凝固 。表层中心t铸件固相线液相线成分温度表层中心t铸件液固液表层中心St铸件温度液相线固凝固区（2 2）铸件的温度梯度）铸件的温度梯度 在合金结晶温度范围已定在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决的前提下，凝固区域的宽窄取决与铸件内外层之间的温度差。若与铸件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝固区由宽变窄大，则其对应的凝固区由宽变窄 。表层中心St铸件温度成分温度S1T1T2T浇T液T固T室定义：定义：定义：定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过程中

14、，其体积或尺寸缩减的现象。程中，其体积或尺寸缩减的现象。分类：分类：分类：分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。铸铸件件温温度度降降低低浇注温度浇注温度室温室温凝固终止温度凝固终止温度开始凝固温度开始凝固温度液态收缩液态收缩凝固收缩凝固收缩固态收缩固态收缩体体积积收收缩缩线线收缩收缩二、合金的收缩二、合金的收缩1. 1. 收缩的概念收缩的概念体收缩是铸件产生体收缩是铸件产生缩孔缩孔或缩松或缩松的根本原因。的根本原因。 体收缩率：体收缩率：线收缩率线收缩率：线收缩是铸件产生线收缩是铸件产生应力、应力、变形、裂纹变形、裂纹的根本原因。的根本原因。 （

15、3 3）固态收缩固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。从凝固终止温度到室温间的收缩。 T T固固 T T室室（2 2）凝固收缩凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。 T T液液 T T固固合金的收缩经历如下三个阶段：合金的收缩经历如下三个阶段：（1 1） 液态收缩液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度从浇注温度到凝固开始温度 之间的收缩。之间的收缩。T T浇浇 T T液液（3 3）铸件结构和铸型条件的影响）铸件结构和铸型条件的影响 铸件在铸型中是铸件在铸型中是受阻收缩而不是自由收缩。阻力来自于铸型和型芯；受阻收缩而不是自由收缩。阻力来自于铸型和型芯；铸件的

16、壁厚不同，各处的冷却速度不同，冷凝时，铸铸件的壁厚不同，各处的冷却速度不同，冷凝时，铸件各部分相互制约也会产生阻力。因此铸件的实际收件各部分相互制约也会产生阻力。因此铸件的实际收缩率比合金的自由收缩率要小。缩率比合金的自由收缩率要小。（2 2）浇浇注注温温度度的的影影响响 浇浇注注温温度度升升高高，合合金金液液态态收收缩缩量增加，故合金总收缩量增大。量增加，故合金总收缩量增大。（1 1）化化学学成成分分的的影影响响 铸铸钢钢，随随w wC C增增加加，收收缩缩率率增增大大。灰灰口口铸铸铁铁，随随w wC C和和w wSiSi的的增增加加，则则石石墨墨增增加加，收收缩缩率率下下降降。不同的合金，

17、化学成分不同，收缩率也不一样。不同的合金，化学成分不同，收缩率也不一样。 影响收缩的因素影响收缩的因素 2.缩孔与缩松缩孔与缩松 液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞孔洞 。大而集中大而集中的称为的称为缩孔缩孔，细小而分散细小而分散的称为的称为缩松缩松。1)1)缩孔和缩松的形成缩孔和缩松的形成1313 集集中中缩缩孔孔易易于于检检查查和和修修补补，便便于于采采取取工工艺艺措措施施防防止止。但但缩缩松松，特特别别是是显显微微缩缩松松，

18、分分布布面面广广，既既难难以以补补缩缩，又又难难以以发现。发现。a）合合金金液液态态收收缩缩和和凝凝固固收收缩缩愈愈大大( (如如铸铸钢钢、白白口口铸铸铁铁、铝铝青青铜铜等等) )，收收缩缩的的容容积就愈大，愈易形成缩孔。积就愈大，愈易形成缩孔。b)合合金金浇浇注注温温度度愈愈高高，液液态态收收缩缩也也愈愈大大( (通通常常每每提提高高100 100 ，体体积积收收缩缩增增加加1.6%1.6%左右左右) )，愈易产生缩孔。，愈易产生缩孔。C)结结晶晶间间隔隔大大的的合合金金，易易产产生生缩缩松松；纯纯金金属属或或共共晶晶成成分分的的合合金金，易易形形成成集集中中的的缩孔。缩孔。图2-6 相图与

19、缩孔、缩松和铸件致密性的关系2)2)缩孔和缩松的防止缩孔和缩松的防止 防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固次序，使铸件实现次序，使铸件实现“顺序凝固顺序凝固”。 暗冒口冒口冒口 储存补缩用金属储存补缩用金属液的空腔。液的空腔。顺序凝固顺序凝固 铸件按照一定铸件按照一定的次序逐渐凝固。的次序逐渐凝固。冷铁热节加压补缩加压补缩热等静压消除缩孔和缩松热等静压消除缩孔和缩松铸造应力铸造应力相变应力相变应力热热应力应力机械应力机械应力铸件收缩受阻铸件收缩受阻铸件收缩受阻铸件收缩受阻铸件因铸件因铸件因铸件因V V冷却冷却冷却冷却、温度不同，、温度不同

20、，、温度不同，、温度不同，各部位收缩不一致产生各部位收缩不一致产生各部位收缩不一致产生各部位收缩不一致产生铸件组织发生相变时，因温铸件组织发生相变时，因温铸件组织发生相变时，因温铸件组织发生相变时，因温度差异出现体积变化不一致度差异出现体积变化不一致度差异出现体积变化不一致度差异出现体积变化不一致2-3铸造应力、变形与裂纹铸造应力、变形与裂纹 铸件在凝固以后的继续冷却过程中，其铸件在凝固以后的继续冷却过程中，其固态收缩受到阻固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力碍，铸件内部即将产生内应力。 一、铸造应力一、铸造应力 1.1.机械应力（收缩应力）机械应力（收缩应力） 合金的线收缩受到铸型、合金

21、的线收缩受到铸型、型芯、浇冒系统的机械阻型芯、浇冒系统的机械阻碍而形成的内应力碍而形成的内应力。机械应力是暂时应力。机械应力是暂时应力。上型下型由于形状复杂，厚薄不均，各部分的冷却速度不由于形状复杂，厚薄不均，各部分的冷却速度不同，以至在同一时刻，铸件各部位收缩不一致而引起的同，以至在同一时刻，铸件各部位收缩不一致而引起的内应力称为内应力称为热应力。热应力。热应力的形成过程如下图。热应力的形成过程如下图。铸件的壁厚相差越大，合金的线收缩率越高，弹性模量越铸件的壁厚相差越大，合金的线收缩率越高，弹性模量越大，则铸件内产生的热应力越大；大，则铸件内产生的热应力越大；残余应力残余应力2 2热应力热应

22、力 热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。 相变应力是具有固态相变的铸件在冷却过程中因各部分达相变应力是具有固态相变的铸件在冷却过程中因各部分达到相同温度的时间不同，相变程度也不同，相变前后的组织具到相同温度的时间不同，相变程度也不同，相变前后的组织具有不同的比容，使各部分体积发生不均衡变化而产生应力。有不同的比容，使各部分体积发生不均衡变化而产生应力。 一般厚壁处为压应力，薄壁处为拉应力。一般厚壁处为压应力，薄壁处为拉应力。 相变应力可能是临时应力，也可能是残余应力。相变应力可能是临时应力，也可能是残余应力。3 3相变应力相变应力

23、 4 4、铸造应力的防止和消除措施、铸造应力的防止和消除措施n同时凝固同时凝固冷铁冷铁（放在厚处）、浇口（开在薄处）（放在厚处）、浇口（开在薄处）n提高铸型温度提高铸型温度n改善铸型和型芯的退让性改善铸型和型芯的退让性n设计时尽量使铸件各部分能自由收缩，如壁厚设计时尽量使铸件各部分能自由收缩，如壁厚均匀、均匀、避免热节，壁厚不同时其连接处要有过渡避免热节，壁厚不同时其连接处要有过渡n去应力退火（人工时效、热时效）去应力退火（人工时效、热时效）n自然时效自然时效n共振时效（共振法）共振时效（共振法）n选择弹性模量和收缩系数小的材料选择弹性模量和收缩系数小的材料二、铸件的变形与防止二、铸件的变形与

24、防止 +-反变形法防止变形的方法：1）使铸件壁厚尽可能均匀；2）采用同时凝固的原则；3）采用反变形法。三、铸件的裂纹与防止三、铸件的裂纹与防止 1 1 热裂热裂 热裂的形状特征是：热裂的形状特征是：沿晶界萌生和扩展、缝隙宽、形状沿晶界萌生和扩展、缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。曲折、缝内呈氧化色。 热裂的防止：热裂的防止： 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。 应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。 合理设计铸件结构。合理设计铸件结构。 减少铸件各部分温差，建立同时凝固的条件。减少铸件各部分温差，

25、建立同时凝固的条件。 对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量，对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量， 防止热脆性。防止热脆性。 2 2 冷裂冷裂 冷裂的特征是：冷裂的特征是：穿晶扩展，裂纹细小，呈连续直线状，穿晶扩展，裂纹细小，呈连续直线状，断口表面干净，并有金属光泽或轻微氧化色。断口表面干净，并有金属光泽或轻微氧化色。 冷裂的防止：冷裂的防止： 1 1）使铸件壁厚尽可能均匀；）使铸件壁厚尽可能均匀；2 2）采用同时凝固的原则；）采用同时凝固的原则；3 3）对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷的）对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷的 含量，防止冷脆性含量，防止冷脆性。 4 4）严格控制合金

26、熔炼质量，特别是减少有害）严格控制合金熔炼质量，特别是减少有害元素和非金属夹杂物的含量，提高合金的强度元素和非金属夹杂物的含量，提高合金的强度或改变其塑韧性。或改变其塑韧性。2-4铸件中的偏析、气体与非金属夹杂物铸件中的偏析、气体与非金属夹杂物 （1） 晶内偏析晶内偏析 晶内偏析是由合金的不平衡凝固造成的。晶内偏析是由合金的不平衡凝固造成的。1、显微偏析、显微偏析 影响晶内偏析程度的因素：影响晶内偏析程度的因素： 合金相图上液相线和凝固线的水平距离（距离越大，合金相图上液相线和凝固线的水平距离（距离越大，偏析越严重）偏析越严重） 偏析元素在固溶体中的扩散能力（扩散能力越小，偏析元素在固溶体中的

27、扩散能力（扩散能力越小，偏析越大）偏析越大） 铸件的冷凝速度铸件的冷凝速度晶内偏析对铸件的影响：晶内偏析对铸件的影响： 使铸件力学性能降低，特别是塑性和韧性降低显著；使铸件力学性能降低，特别是塑性和韧性降低显著；化学成分的不均匀性导致铸件抗蚀性降低。化学成分的不均匀性导致铸件抗蚀性降低。一、铸件中的偏析一、铸件中的偏析 减轻和消除晶内偏析的措施：减轻和消除晶内偏析的措施：将铸件加热到低于固相线将铸件加热到低于固相线100-200进行长时间进行长时间的高温扩散退火的高温扩散退火 对合金进行孕育处理或加入某些元素使枝晶尺对合金进行孕育处理或加入某些元素使枝晶尺寸减小或增加单位面积上枝晶数量。例如：

28、寸减小或增加单位面积上枝晶数量。例如：Cu-Sn合金中加合金中加Fe、Ni或微量或微量P，能增加枝晶数目。，能增加枝晶数目。 （2 2）晶界偏析）晶界偏析 产生晶界偏析的两种情况：产生晶界偏析的两种情况： 一种是两各晶粒彼此相对生长，结果晶界相遇，这样，一种是两各晶粒彼此相对生长，结果晶界相遇，这样，在最后凝固的晶界部分将含有较多的溶质和其他低熔点物在最后凝固的晶界部分将含有较多的溶质和其他低熔点物质，从而造成晶界偏析；质，从而造成晶界偏析； 另一种情况是晶界与晶体的生长方向平行由于表面张另一种情况是晶界与晶体的生长方向平行由于表面张力平衡条件的要求，在晶界与液相交接处出现一个凹槽，力平衡条件

29、的要求，在晶界与液相交接处出现一个凹槽，此处不利于溶质原子扩散，从而使溶质元素富集，同样也此处不利于溶质原子扩散，从而使溶质元素富集，同样也可能存在其他低熔点和高熔点的杂质，凝固后便形成晶界可能存在其他低熔点和高熔点的杂质，凝固后便形成晶界偏析。偏析。 防止方法：细化晶粒；减少合金中氧化物和硫化物防止方法：细化晶粒；减少合金中氧化物和硫化物等夹杂物等夹杂物 （1)1)正常偏析正常偏析 所谓正常偏析是指平衡分配系数所谓正常偏析是指平衡分配系数Ko1的合金则与上述的合金则与上述情况相反，这是正常现象，故称为正常偏析。情况相反，这是正常现象，故称为正常偏析。 正常偏析很难完正常偏析很难完全避免。全避

30、免。2、宏观偏析、宏观偏析 (2) 2) 反偏析反偏析( (逆偏析）逆偏析） 反偏析是指在反偏析是指在Ko1的合金中，虽然结晶是由外层逐渐向的合金中，虽然结晶是由外层逐渐向内进行，但在外层的一定范围内溶质的浓度分布由外向内逐内进行，但在外层的一定范围内溶质的浓度分布由外向内逐渐降低，这恰好与正常偏析相反，故称为反偏析。渐降低，这恰好与正常偏析相反，故称为反偏析。 防止或减轻反偏析的主要途径防止或减轻反偏析的主要途径： 增大温度梯度，或向合金中添加晶粒细化剂，抑制液体的晶增大温度梯度，或向合金中添加晶粒细化剂，抑制液体的晶间流动。间流动。 减小液态金属在结晶过程中所受的压力，减少合金含气量减小液

31、态金属在结晶过程中所受的压力，减少合金含气量 。 （3）比重偏析比重偏析 比重偏析是合金熔体凝固时先结晶的固相与周围熔体比重偏析是合金熔体凝固时先结晶的固相与周围熔体之间有明显的密度差或熔体中存在互不相溶且密度明显不之间有明显的密度差或熔体中存在互不相溶且密度明显不同的两种液相时，在重力的作用下会造成铸件上、下部分同的两种液相时，在重力的作用下会造成铸件上、下部分化学成分明显的不同。化学成分明显的不同。 减轻或消除比重偏析的途径：减轻或消除比重偏析的途径： 加快凝固速率和充分搅拌熔体加快凝固速率和充分搅拌熔体 加入防止初晶沉浮的元素，在凝固时先形成与熔体加入防止初晶沉浮的元素，在凝固时先形成与

32、熔体密度相近的树枝状新相作骨架，使偏析相的沉浮所阻。密度相近的树枝状新相作骨架，使偏析相的沉浮所阻。2-5铸件中的气体与非金属夹杂物铸件中的气体与非金属夹杂物 气体来源气体来源 熔炼过程中的气体主要来源：熔炼过程中的气体主要来源：各种炉料的锈蚀物、炉衬、各种炉料的锈蚀物、炉衬、工具、溶剂及周围气氛中的水分、氮、氧等气体。工具、溶剂及周围气氛中的水分、氮、氧等气体。 铸型中气体来源：铸型中气体来源：型砂中的水分，粘土在金属液的热作型砂中的水分，粘土在金属液的热作用下结晶水分解，有机物燃烧产生的大量气体。用下结晶水分解，有机物燃烧产生的大量气体。 浇注过程的气体来源：浇注过程的气体来源：一是浇包未

33、烘干，接触金属液时一是浇包未烘干，接触金属液时便产生气体；二是浇注系统设计不当，卷入气体；三是铸便产生气体；二是浇注系统设计不当，卷入气体；三是铸型透气性差，引起气体进入型腔。型透气性差，引起气体进入型腔。 此外，浇注速度控制不当，或型腔内气体不能及时排此外，浇注速度控制不当，或型腔内气体不能及时排除，当温度急剧上升、气体体积膨胀使型腔内压力增加，除，当温度急剧上升、气体体积膨胀使型腔内压力增加，使气体进入金属液，增加金属中的气体含量。使气体进入金属液，增加金属中的气体含量。一、铸件中的气体一、铸件中的气体 气体种类及存在形态气体种类及存在形态 气体种类：气体种类：氢、氧、氮、一氧化碳和二氧化

34、碳氢、氧、氮、一氧化碳和二氧化碳 存在形态：存在形态：固溶体、化合物和气态固溶体、化合物和气态 气体对铸件质量的影响气体对铸件质量的影响 减少了铸件的有效截面积，当孔穴内有尖角时，引减少了铸件的有效截面积，当孔穴内有尖角时，引起应力集中，增大缺口敏感性，降低铸件的力学性能起应力集中，增大缺口敏感性，降低铸件的力学性能 溶于固溶体的气体，恶化金属塑性和冲击韧性溶于固溶体的气体，恶化金属塑性和冲击韧性 影响合金的铸造性能，主要表现在影响热裂性能，影响合金的铸造性能，主要表现在影响热裂性能，还影响疏松和冲型能力。还影响疏松和冲型能力。 夹杂物来源夹杂物来源 铸件的非金属夹杂物来源于合金熔炼时的原材料

35、、脱氧和脱硫产铸件的非金属夹杂物来源于合金熔炼时的原材料、脱氧和脱硫产物、熔渣、耐火材料以及精炼后的转包和浇注过程中所产生的二次氧物、熔渣、耐火材料以及精炼后的转包和浇注过程中所产生的二次氧化物等。化物等。 非金属夹杂物对铸件质量的影响非金属夹杂物对铸件质量的影响 非金属夹杂物对铸件使用性能的影响非金属夹杂物对铸件使用性能的影响 降低铸件的塑性、韧性和疲劳强度；降低铸件的塑性、韧性和疲劳强度； 降低铸件在腐蚀介质中的抗蚀性；降低铸件在腐蚀介质中的抗蚀性；（2）非金属夹杂物对铸件工艺性能的影响）非金属夹杂物对铸件工艺性能的影响 使合金的铸造性能变坏；使合金的铸造性能变坏； 硬度较高的氧化物和硅酸

36、盐夹杂的存在会加速刀具的磨损，使切硬度较高的氧化物和硅酸盐夹杂的存在会加速刀具的磨损，使切削性能变坏；削性能变坏； 非金属夹杂还会影响铸件的热处理性能和焊接性能。非金属夹杂还会影响铸件的热处理性能和焊接性能。二、铸件中的非金属夹杂物二、铸件中的非金属夹杂物 三、减少铸件中气体和非金属夹杂物的措施三、减少铸件中气体和非金属夹杂物的措施 1.吸附净化法吸附净化法 此类净化法是靠在合金液中加入净化剂，或靠过滤器的机械过滤作此类净化法是靠在合金液中加入净化剂，或靠过滤器的机械过滤作用，以达到去除液态合金中的气体和夹杂物的目的。用，以达到去除液态合金中的气体和夹杂物的目的。 通常向液态金属中通入氮、氩等

37、气体，或加入能产生这类气体的盐通常向液态金属中通入氮、氩等气体，或加入能产生这类气体的盐类，使之产生大量的气泡，由于气泡中有害的分压为零，因而有害气体类，使之产生大量的气泡，由于气泡中有害的分压为零，因而有害气体便会不断地进入气泡，达到一定值后，气泡便浮出液面，从而将有害气便会不断地进入气泡，达到一定值后，气泡便浮出液面，从而将有害气体带入大气；机械过滤作用是靠过滤器的机械阻碍或吸附作用达到去除体带入大气；机械过滤作用是靠过滤器的机械阻碍或吸附作用达到去除合金液中夹杂物的目的合金液中夹杂物的目的。 2.非吸附净化法非吸附净化法 此类方法主要籍助物理作用达到净化效果。通常采用真空处理和超此类方法

38、主要籍助物理作用达到净化效果。通常采用真空处理和超声波处理。声波处理。 真空处理真空处理 超声波处理超声波处理 化学法化学法 砂砂型型铸铸造造是是应应用用最最广广的的铸铸造造方方法法，约约占占总总产产量量的的60%以上，其基本工艺过程如下：以上，其基本工艺过程如下：第第三三节节砂型铸造砂型铸造零件图零件图铸造工艺图铸造工艺图模样图、芯盒图、铸型装配图模样图、芯盒图、铸型装配图制造模样及芯盒制造模样及芯盒混制芯砂混制芯砂预处理造型材料预处理造型材料混制型砂混制型砂造型造型制芯制芯准准备备炉料炉料熔熔炼炼金属金属浇注浇注化验化验落砂、清理落砂、清理检验检验热处理热处理合格铸件合格铸件合型合型烘干砂

39、型烘干砂型烘干芯子烘干芯子零零件件图图铸铸造造工工艺艺图图砂砂型型砂砂芯芯芯砂芯砂芯盒芯盒 型砂型砂模样模样熔化熔化合合 箱箱落落砂砂、清清理理检检 验验铸铸 件件浇注浇注冷却冷却凝固凝固一、造型材料一、造型材料 砂型铸造用的造型和制芯材料主要由原砂、粘土和砂型铸造用的造型和制芯材料主要由原砂、粘土和油类等粘结剂、木屑和煤粉等添加剂以及适量的水等组油类等粘结剂、木屑和煤粉等添加剂以及适量的水等组成。成。 1 1、型砂应具有的性能要求型砂应具有的性能要求 应具有一定的强度应具有一定的强度 应具有良好的透气性应具有良好的透气性 型砂具有一定的耐火度和化学稳定性，以保证在高温液型砂具有一定的耐火度和

40、化学稳定性，以保证在高温液态金属下不软化、不融化、不与液态金属发生反应，使铸件不态金属下不软化、不融化、不与液态金属发生反应，使铸件不易粘砂和不产生过量气体易粘砂和不产生过量气体 应具有良好的退让性。应具有良好的退让性。 应具有良好的工艺性能，即在造型时不粘模，具有好的应具有良好的工艺性能，即在造型时不粘模，具有好的流动性和可塑性，使铸型有清晰的轮廓，从而保证铸件有精确流动性和可塑性，使铸型有清晰的轮廓，从而保证铸件有精确的轮廓尺寸。的轮廓尺寸。2 2、常用型（芯）砂的种类、常用型（芯）砂的种类 粘土粘结剂的种类不同，常用的型（芯）有粘土粘结剂的种类不同，常用的型（芯）有粘土型砂粘土型砂、水玻

41、璃砂水玻璃砂和和有机粘结剂有机粘结剂砂砂三类。三类。 粘土型砂粘土型砂 粘土型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定比例配置而成粘土型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定比例配置而成。砂粒是型砂中。砂粒是型砂中耐高温的骨干；粘土和水形成胶体，以薄膜形式覆盖在砂粒表面，把松散的砂粒联耐高温的骨干；粘土和水形成胶体，以薄膜形式覆盖在砂粒表面，把松散的砂粒联结起来，使型砂具有强度性能等；附加物如煤粉、木屑等用来改善型砂的某些性能，结起来，使型砂具有强度性能等；附加物如煤粉、木屑等用来改善型砂的某些性能，如良好的透气性、退让性和高的抗夹砂能力。如良好的透气性、退让性和高的抗夹砂能力。 原砂原砂是以石英颗粒为

42、主的石英原砂（即硅砂），铸造用砂大部分采用天然砂，是以石英颗粒为主的石英原砂（即硅砂），铸造用砂大部分采用天然砂，根据来源可分为河砂、湖砂、海砂、风砂等。少量亦有经开采得到的石英石或硅砂根据来源可分为河砂、湖砂、海砂、风砂等。少量亦有经开采得到的石英石或硅砂岩破碎、筛分而得到的人造硅砂，天然砂应用最广泛，而人造砂主要应用于铸钢件。岩破碎、筛分而得到的人造硅砂，天然砂应用最广泛，而人造砂主要应用于铸钢件。 粘土粘土是型砂中应用最广的粘结剂，由于粘土颗粒非常细小，一般粒径在是型砂中应用最广的粘结剂，由于粘土颗粒非常细小，一般粒径在0.02mm以下，加水后粘土质点之间便产生表面张力而使颗粒相互粘结，

43、使型砂具以下，加水后粘土质点之间便产生表面张力而使颗粒相互粘结，使型砂具有强度的基本原因。有强度的基本原因。 粘土分为：普通粘土（如高岭土）又称白泥，耐火性好，成本低，应用广，粘土分为：普通粘土（如高岭土）又称白泥，耐火性好，成本低，应用广，多用于干型铸造。多用于干型铸造。 膨润土又称陶土，比普通粘土细小，粒径为普通粘土粒径的膨润土又称陶土，比普通粘土细小，粒径为普通粘土粒径的1/200，粘结性能比普通粘土好。，粘结性能比普通粘土好。 附加材料附加材料：为了防止铸件表面粘砂并增加铸造件表面光滑性，可在型砂中加：为了防止铸件表面粘砂并增加铸造件表面光滑性，可在型砂中加入煤粉，或在型砂和型芯的表面

44、覆盖一层能耐高温的石墨粉。为了改善型砂的退让入煤粉，或在型砂和型芯的表面覆盖一层能耐高温的石墨粉。为了改善型砂的退让性，可在型砂中掺入木屑，在芯骨上绕上稻草绳以及用炉渣和焦碳作为型芯、砂型性，可在型砂中掺入木屑，在芯骨上绕上稻草绳以及用炉渣和焦碳作为型芯、砂型的一部分以保证足够的退让性和透气性。的一部分以保证足够的退让性和透气性。2 2、常用型（芯）砂的种类、常用型（芯）砂的种类 水玻璃型砂水玻璃型砂 水玻璃型砂是以水玻璃为粘结剂的一种型砂。它是由原水玻璃型砂是以水玻璃为粘结剂的一种型砂。它是由原砂、水玻璃和附加物（膨润土和砂、水玻璃和附加物（膨润土和NaOH水溶液等）配置而成。水溶液等）配置

45、而成。 水玻璃砂铸型或型芯无需烘干，通常向铸型或型芯吹水玻璃砂铸型或型芯无需烘干，通常向铸型或型芯吹CO2气体便可快速硬化。其原理在于气体便可快速硬化。其原理在于CO2是酸性氧化物，它能与是酸性氧化物，它能与水玻璃（硅酸钠水溶液）水解产物中的水玻璃（硅酸钠水溶液）水解产物中的NaOH反应，生成反应，生成Na2CO3和水，从而促使硅酸溶胶的生成，并将砂粒包裹连接和水，从而促使硅酸溶胶的生成，并将砂粒包裹连接起来，使型砂具有一定强度。起来，使型砂具有一定强度。 优点：优点：硬化速度快、生产周期短、易实现机械化、劳动硬化速度快、生产周期短、易实现机械化、劳动条件好条件好 缺点：缺点：易粘砂、湿强度低

46、、退让性差、出砂困难、回用易粘砂、湿强度低、退让性差、出砂困难、回用性差性差 目前，目前，主要用于铸钢件生产，主要用于铸钢件生产，很少用于铸铁和有色金属很少用于铸铁和有色金属铸造。铸造。2 2、常用型（芯）砂的种类、常用型（芯）砂的种类 有机粘结砂有机粘结砂 有机粘结砂是用植物油、合脂和树脂作粘结剂将原砂、粘土、附加有机粘结砂是用植物油、合脂和树脂作粘结剂将原砂、粘土、附加物和水混制而成的一种型砂，它主要用作芯砂。物和水混制而成的一种型砂，它主要用作芯砂。 植物油砂植物油砂一般用亚麻油、桐油、豆油等作粘结剂，其主要特性是具一般用亚麻油、桐油、豆油等作粘结剂，其主要特性是具有有高的干强度、低的发

47、气量、小的吸湿性、好的流动性和不易粘模高的干强度、低的发气量、小的吸湿性、好的流动性和不易粘模。同。同时，在高温燃烧分解生成还原性气体时，在高温燃烧分解生成还原性气体CO和和H2，形成气体隔膜，有利于提，形成气体隔膜，有利于提高铸件内腔的表面光洁度，并使高铸件内腔的表面光洁度，并使砂芯具有良好的透气性、退让性和溃散砂芯具有良好的透气性、退让性和溃散性性。但其湿度太低，不易打芯，烘干前和烘干过程中易变形。因此通常。但其湿度太低，不易打芯，烘干前和烘干过程中易变形。因此通常在油砂在加入少量粘土、水或纸浆废液。在油砂在加入少量粘土、水或纸浆废液。 合脂砂合脂砂是用制皂生产中的石蜡经氧化、蒸馏提取皂用

48、脂肪酸后剩是用制皂生产中的石蜡经氧化、蒸馏提取皂用脂肪酸后剩下的残液，经煤油或汽油稀释后作粘结剂。性能与植物油砂相近。下的残液，经煤油或汽油稀释后作粘结剂。性能与植物油砂相近。 树脂砂树脂砂是以合成树脂作粘结剂的型（芯）砂。优点：是以合成树脂作粘结剂的型（芯）砂。优点：发气量比植发气量比植物油砂低，透气性好、固化后干强度高、且溃散性好，铸件质量高物油砂低，透气性好、固化后干强度高、且溃散性好，铸件质量高；铸；铸型或型芯能自行硬化或稍加热就固化，可节省能源和工时费用，且工艺型或型芯能自行硬化或稍加热就固化，可节省能源和工时费用，且工艺过程简单，易实现机械化和自动化，适于成批大量生产。缺点：有少量

49、过程简单，易实现机械化和自动化，适于成批大量生产。缺点：有少量游离甲醛气味污染环境，成本较高，对模样有较高的粘着性。游离甲醛气味污染环境，成本较高，对模样有较高的粘着性。二、浇注系统、冒口和冷铁设计二、浇注系统、冒口和冷铁设计 1、浇注系统、浇注系统 将液态金属引入铸型的必要通道。将液态金属引入铸型的必要通道。 设计要求：设计要求： （1）保证在一定的时间内使液态金属充满型腔，以防止大）保证在一定的时间内使液态金属充满型腔，以防止大型薄壁铸件浇不足的缺陷；型薄壁铸件浇不足的缺陷； （2）能使液态金属平稳地流入型腔，并能将金属液中的）能使液态金属平稳地流入型腔，并能将金属液中的熔渣挡在浇注系统中

50、，以及能将型腔中的气体顺利排出，从而熔渣挡在浇注系统中，以及能将型腔中的气体顺利排出，从而可避免金属液的冲击、飞溅，防止铸件产生氧化，夹渣和气孔可避免金属液的冲击、飞溅，防止铸件产生氧化，夹渣和气孔等缺陷；等缺陷； （3）能合理地控制和调节铸件各部分地温度分布，以减）能合理地控制和调节铸件各部分地温度分布，以减小或消除缩孔、缩松、裂纹和变形等缺陷；小或消除缩孔、缩松、裂纹和变形等缺陷； （4）浇注系统的结构应尽可能简单且体积较小，以简化）浇注系统的结构应尽可能简单且体积较小，以简化造型操作、减少金属液的消耗和清理工作。造型操作、减少金属液的消耗和清理工作。 浇注系统由浇注系统由浇口杯、直浇道、

51、横浇浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道道和内浇道四部分组成。四部分组成。 浇口杯作用：浇口杯作用：承接来自浇包的金属承接来自浇包的金属液，并将其引入直浇道。还可起缓冲、液，并将其引入直浇道。还可起缓冲、挡渣和浮渣的作用。挡渣和浮渣的作用。 直浇道作用：直浇道作用：把金属液从浇口杯引把金属液从浇口杯引入横浇道或直接导入型腔，并建立金属入横浇道或直接导入型腔，并建立金属液充填整个铸型的压头。液充填整个铸型的压头。 横浇道作用：横浇道作用：把直浇道和内浇道连把直浇道和内浇道连接起来，并使金属液平稳而均匀的分配接起来，并使金属液平稳而均匀的分配给各个内浇道，还起挡渣作用。给各个内浇道，还起挡渣作用。 内浇

52、道作用：内浇道作用：控制金属液流动速度控制金属液流动速度和方向，使之平稳地充填型腔。和方向，使之平稳地充填型腔。 浇注系统的类型（按内浇道在铸件浇注系统的类型（按内浇道在铸件中的位置）：中的位置）：顶注式、低注式、中注式、顶注式、低注式、中注式、阶梯式和垂直缝隙式阶梯式和垂直缝隙式等。等。典型浇注系统的结构a)封闭式 b）开放式1浇口环 2直浇道 3直浇道窝 4横浇道 5末端延长段 6内浇道二、浇注系统、冒口和冷铁设计二、浇注系统、冒口和冷铁设计 2、 冒口冒口 冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。 冒口一般设置在铸件最后凝固部位的上方或侧面。冒

53、口一般设置在铸件最后凝固部位的上方或侧面。 冒口作用冒口作用：补偿铸件凝固过程中产生地体积收缩，避免：补偿铸件凝固过程中产生地体积收缩，避免铸件最后凝固区域产生缩孔和缩松缺陷，还具有集渣和排气铸件最后凝固区域产生缩孔和缩松缺陷，还具有集渣和排气作用。作用。 确定冒口位置原则：确定冒口位置原则： 冒口应设置在铸件最后所需补缩部位的上方或热节冒口应设置在铸件最后所需补缩部位的上方或热节附近附近 冒口应尽量设置在铸件最高最厚处，以便于靠金属冒口应尽量设置在铸件最高最厚处，以便于靠金属液的自重进行补缩液的自重进行补缩 对铸件上不同高度处的热节进行补缩，冒口可分别对铸件上不同高度处的热节进行补缩，冒口可

54、分别设置，但要用冷铁把各个冒口的补缩范围隔开设置，但要用冷铁把各个冒口的补缩范围隔开 冒口设置应尽量不阻碍铸件的收缩，不要设置在铸冒口设置应尽量不阻碍铸件的收缩，不要设置在铸件应力集中部位，以免产生裂纹件应力集中部位，以免产生裂纹冒口普通冒口特种冒口明冒口暗冒口保温冒口发热冒口大气压力冒口易割冒口二、浇注系统、冒口和冷铁设计二、浇注系统、冒口和冷铁设计 3、冷铁、冷铁 冷铁冷铁作用：作用：加速铸件厚壁部位的冷却，使其与邻近部位同时凝固，加速铸件厚壁部位的冷却，使其与邻近部位同时凝固，避免在热节处出现缩孔、缩松，当它与冒口配合使用时，可实现铸件的避免在热节处出现缩孔、缩松，当它与冒口配合使用时，

55、可实现铸件的顺序凝固和扩大冒口的有效补缩距离，消除铸件的缩孔、缩松缺陷。顺序凝固和扩大冒口的有效补缩距离，消除铸件的缩孔、缩松缺陷。 冷铁分为冷铁分为内冷铁内冷铁和和外冷铁外冷铁两种。两种。 内冷铁：内冷铁：采用与铸件材质相同或相近的材料直接插入需要激冷处型采用与铸件材质相同或相近的材料直接插入需要激冷处型腔内，随后与浇注金属熔接在一起，成为铸件壁的一部分。内冷铁大多腔内，随后与浇注金属熔接在一起，成为铸件壁的一部分。内冷铁大多用于厚而大又不十分重要的铸件，例如砧座、落锤等。对于承受高温、用于厚而大又不十分重要的铸件，例如砧座、落锤等。对于承受高温、高压铸件不宜采用。高压铸件不宜采用。 外冷铁

56、：外冷铁：只与铸件上被激冷部位表面相接触而不熔接，故可回收重只与铸件上被激冷部位表面相接触而不熔接，故可回收重复使用。复使用。 冷铁的设计：冷铁的设计：包括安装位置、形状和尺寸。通常冷铁位置的安放与包括安装位置、形状和尺寸。通常冷铁位置的安放与冒口同时考虑。凡在铸件热节处不设置冒口就必须放冷铁。冷铁的尺寸冒口同时考虑。凡在铸件热节处不设置冒口就必须放冷铁。冷铁的尺寸取决于铸造合金的种类和冷铁的用途。通常冷铁的厚度为铸件壁厚的取决于铸造合金的种类和冷铁的用途。通常冷铁的厚度为铸件壁厚的125倍。倍。造造型型和和制制芯芯是是砂砂型型铸铸造造最最基基本本的的工工序序，按按照照紧紧实实型型砂砂和起模的

57、方法，可分为手工造型和机器造型两大类。和起模的方法，可分为手工造型和机器造型两大类。1.1.手工造型手工造型全部用手工或手动工具完成的造型。全部用手工或手动工具完成的造型。手工造型特点：手工造型特点：适应性强，无需复杂设备，成本低。适应性强，无需复杂设备，成本低。 缺点：铸件质量不稳定，生产效率低，劳动强度大缺点：铸件质量不稳定，生产效率低，劳动强度大 适用于单件，小批量或大型铸件的生产。适用于单件，小批量或大型铸件的生产。 手手工工造造型型按按模模样样特特征征可可分分为为：整整模模造造型型，分分模模造造型型、活活块块造造型型、挖挖砂砂造造型型、假假箱箱造造型型、刮刮板板造造型型；按按砂砂箱箱

58、特特征征分分：两两箱箱造造型型、三三箱箱造造型型、脱脱箱箱造造型型、地地坑坑造造型型。具具体体特特点及应用见下表点及应用见下表。三、造型和造芯方法三、造型和造芯方法 为为省省却却挖挖砂砂操操作作，在在造造型型前前特特制制一一个个底底胎胎，然然后后在在底底胎胎上上造造下下箱箱；底底胎可多次使用，不参与浇注胎可多次使用，不参与浇注表表常用手工造型方法的特点及应用常用手工造型方法的特点及应用造型方法造型方法主要特点主要特点适用范围适用范围整模造型整模造型整整体体模模，平平面面分分型型面面，型型腔腔在在一一个个砂砂箱箱内内；造造型型简简单单，铸铸件件精精度度表表面面质量较好质量较好分模造型分模造型模模

59、样样沿沿最最大大截截面面分分为为两两半半，型型腔腔位位于上、下两个砂箱，造型简便于上、下两个砂箱，造型简便挖砂造型挖砂造型假箱造型假箱造型最最大大截截面面位位于于一一端端并并为为平平面面的的简简单单铸铸件件的的单单件件、小小批生产批生产最最大大截截面面在在中中部部，一一般般为为对对称称性性铸铸件件，如如套套、管管、阀类零件单件、小批生产阀类零件单件、小批生产模模样样为为整整体体，但但分分型型面面不不是是平平面面，造造型型时时手手工工挖挖去去阻阻碍碍取取模模的的型型砂砂，生产率低，技术水平高生产率低，技术水平高分分型型面面不不是是平平面面的的铸铸件件的的单件、小批生产单件、小批生产分分型型面面不

60、不是是平平面面的的铸铸件件的的成批生产成批生产活块造型活块造型对对铸铸件件上上妨妨碍碍起起模模的的小小部部分分做做成成活活动动部部分分。起起模模时时先先取取出出主主体体部部分分，再取出活动部分再取出活动部分用用于于妨妨碍碍起起模模部部分分的的铸铸件件的单件、小批生产的单件、小批生产采采用用活活动动砂砂箱箱造造型型，合合型型后后脱脱出出砂砂箱箱表表2-2常用手工造型方法的特点及应用常用手工造型方法的特点及应用造型方法造型方法主要特点主要特点适用范围适用范围刮板造型刮板造型用用刮刮板板代代替替模模样样造造型型。节节约约木木材材，缩缩短短生生产产周周期期，生生产产率率低低，技技术术水水平高，精度较差

61、平高，精度较差两箱造型两箱造型铸铸型型由由上上型型和和下下型型构构成成，各各类类模模样样，操作方便操作方便三箱造型三箱造型脱箱造型脱箱造型用用于于等等截截面面或或回回转转体体大大中中型铸件的单件、小批生产型铸件的单件、小批生产最最基基本本的的造造型型方方法法。各各种种铸型，各种批量铸型，各种批量铸铸件件两两端端截截面面尺尺寸寸比比中中间间大大，必必须须有两个分型面有两个分型面主主要要用用于于手手工工造造型型，具具有有两两个个分分型型面面的的铸铸件件的的单单件件、小批生产小批生产用于小铸件的生产。用于小铸件的生产。地坑造型地坑造型在在地地面面砂砂床床中中造造型型，不不用用砂砂箱箱或或只只用上箱用

62、上箱用用于于要要求求不不高高的的中中、大大型型铸件的单件、小批生产铸件的单件、小批生产续续零件零件part木模木模wooden pattern砂箱砂箱flask 分模面分模面parting line 手工造型的两箱造型图解手工造型的两箱造型图解型芯型芯Core上箱上箱flask 下箱下箱型腔型腔Cavatity浇注系统浇注系统gating system分型面分型面P/L三箱造型三箱造型three-piece three-piece mouldingmouldingn铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用 三箱造型三箱造型n模样是整体的

63、，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错型缺陷n铸件最大截面在一端，且为平面。整模造型 Single piece pattern整模造型整模造型模样是整体的，但铸件的分型面是曲面。为了起模方便，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、生产率低 挖砂造型挖砂造型挖砂造型为了克服挖砂造型的缺点，先将模样放在一个预先作好的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。操作简便，分型面整齐 假箱造型假箱造型假箱造型将模样沿最大截面处分为两半，型腔分别位于上、下两个半型内。造型简单，节省工时 分模造型 Split pattern 套管的分模造型分模造型分

64、模造型分模造型视频铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。制模时将此部分作成活块，在主体模样起出后，从侧面取出活块。单件小批生产带有突起部分的铸件活块造型Loose piece paLoose piece patttternern活块造型活块造型活块造型视频 用刮板代替模样造型。可大大降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高. 刮板造型Sweep pattern 刮板造型刮板造型 特点：铸件质量稳定、表面质量好尺寸精度高、加工特点：铸件质量稳定、表面质量好尺寸精度高、加工余量小、生产率高、劳动条件好、生产总成本低、便于机余量小、生产率高、劳动条件好、生产总成本低、便

65、于机械化。械化。 缺点：设备和工装费投资大，生产准备周期长缺点：设备和工装费投资大，生产准备周期长 适用于大量和成批生产铸件。适用于大量和成批生产铸件。2、机器造型（芯）、机器造型（芯）1.1.机器造型的紧砂方法机器造型的紧砂方法机机器器造造型型的的紧紧砂砂方方法法主主要要有有压压实实、震震实实、震震压压、抛抛砂砂四种基本形式。四种基本形式。1）震压紧砂）震压紧砂：以压缩空气为动力，工作原理：以压缩空气为动力，工作原理如图如图所示。所示。2）抛砂紧砂）抛砂紧砂：工作原理：工作原理如图如图所示。所示。n填砂震击紧砂辅助压实起模顶杆起模式震压造型机的工作过程 录象进气填砂升起排气落下撞击震击气缸升

66、起压实抬起振压造型机工作过程振压造型机工作过程 抛砂造型n抛砂机的抛砂机头的电动机驱动高速叶片，连续地将传送带运来的型砂在机头 内初步紧实，并在离心力的作用下，型砂呈团状被高速（3060ms）抛到砂箱中，使型砂逐层地紧实。 抛砂紧实同时完成填砂与紧实两个工序，生产效率高、型砂紧实密度均匀。抛砂机适应性强，可用于任何批量的大、中型铸型或大型芯的生产。 抛砂造型影片2.2.机器造型的起模方法机器造型的起模方法1）顶箱起模：）顶箱起模：如图如图2-21a所示。机构简单，但易漏砂，用所示。机构简单，但易漏砂，用于型腔简单、高度小的铸型，多用于上型，以省却翻箱。于型腔简单、高度小的铸型，多用于上型，以省

67、却翻箱。2）漏模起模：）漏模起模：如图如图2-21b所示。一般用于形状复杂或高度所示。一般用于形状复杂或高度较大的铸型。较大的铸型。3）翻转起模：）翻转起模：如图如图2-21c所示。机构较复杂，但不易掉砂，所示。机构较复杂，但不易掉砂，适用于型腔较深，形状复杂的铸型，常用于下型。适用于型腔较深，形状复杂的铸型，常用于下型。图图2-21起模方法示意图起模方法示意图三、造型生产线三、造型生产线 将将造造型型机机和和其其它它辅辅机机（翻翻转转机机、下下芯芯机机、合合型型机机、压压铁铁机机、落落砂砂机机等等）按按照照铸铸造造工工艺艺流流程程，用用运运输输设设备备（铸铸型型输输送送机机或或辊辊道道）联联

68、系系起起来来，组组成成一一套套机机械械化化、自自动化铸造生产系统，动化铸造生产系统，如图如图下图所示。下图所示。造型生产线造型生产线四、四、 砂型铸造的特点及应用砂型铸造的特点及应用 （1）特点）特点适于铸造各种金属适于铸造各种金属不受铸件形状限制不受铸件形状限制如形状复杂件、大件如形状复杂件、大件不受批量限制不受批量限制成本低成本低铸件尺寸精度低、表面粗糙铸件尺寸精度低、表面粗糙缺陷多，质量不稳定缺陷多，质量不稳定劳动条件差劳动条件差（2）应用）应用广泛广泛特大件特大件一、一、金属型铸造金属型铸造1.1.金属型的构造金属型的构造 金金属属型型的的材材料料一一般般采采用用铸铸铁铁，铸铸件件内内

69、腔腔可可用用金金属属型型芯芯或或砂砂芯芯得得到到。结结构构有有整整体体式式、水水平平分分型型式式、垂垂直直分分型型式式、复复合合分型式等。分型式等。 金金属属型型铸铸造造是是在在重重力力作作用用下下将将金金属属液液体体浇浇入入金金属属铸铸型型以以获获得得铸铸件件的的方方法法。铸铸型型用用金金属属制制成成，可可反反复复使使用用，故故又又称永久型铸造（硬模铸造）。称永久型铸造（硬模铸造）。 3-4 3-4 特种铸造特种铸造 图图2-24金属型结构简图金属型结构简图a)水平分型式水平分型式c)复合分型式复合分型式b)垂直分型式垂直分型式1一型芯一型芯 2一上型一上型 3下型下型 4模底板模底板 5动

70、型动型6定型定型金属型铸造金属型铸造金属型铸造过程视3 3）刷刷涂涂料料：金金属属型型表表面面应应喷喷刷刷一一层层耐耐火火涂涂料料，以以保保护护型型壁壁表表面面，免免受受直直接接冲冲蚀蚀和和热热击击。还还可可改改变变冷冷却却速速度度，实实现现铸铸件件的的顺顺序序凝凝固固。不不同同合合金金采采用用不不同同涂涂料料，铝铝合合金金常常用用氧氧化化锌锌粉粉、滑滑石石粉粉和和水水玻玻璃璃的的涂涂料；灰铸铁用石墨、滑石粉、耐火粘土、石英粉等。料；灰铸铁用石墨、滑石粉、耐火粘土、石英粉等。 4 4）浇注温度：注温度：浇注温度注温度应比砂型比砂型铸造高造高2020 3030。 5 5）开开型型时间: :在在型

71、型内内停停留留时间越越长，温温度度越越低低，收收缩量量越越大大，取取出出铸件件越越困困难，产生生内内应力力和和裂裂纹的的倾向向越越大大；同同时冷冷却却时间越越长，生生产率率下下降降。因因此此合合适适的的开开型型时间十十分分重重要要。如如：铸铁件件出出型型温温度度为780 780 950 950 ，开型，开型时间10 10 60s 60s。2.2.金属型铸造的工艺特点金属型铸造的工艺特点2 2）金金属属型型预预热热：未未预预热热的的金金属属型型导导热热性性好好，使使金金属属液液冷冷却却过过快快，铸铸件件易易出出现现冷冷隔隔、浇浇不不足足、夹夹杂杂、气气孔孔等等缺缺陷陷；铸铸型型受受强强烈烈热热冲

72、冲击击，应应力力倍倍增增，极极易易损损坏坏。故故在在浇浇注注前前必必须须预预热热。预预热热温温度度应应根根据据合合金金种种类类和和铸件结构而定。一般铸件结构而定。一般200200350350。1 1）加强金属型的排气：）加强金属型的排气：型腔上部设排气孔，在分型面上开通气槽。型腔上部设排气孔，在分型面上开通气槽。3 3. .金属金属型型铸造的特点和造的特点和应用范用范围 金金属属型型铸铸造造适适用用于于大大批批生生产产的的有有色色合合金金铸铸件件，如如铝铝合合金的活塞，汽缸体等。金的活塞，汽缸体等。1 1）金属型）金属型铸件冷却快，件冷却快，组织致密，机械性能致密，机械性能较高；高；2 2）铸

73、件件的的精精度度和和表表面面质量量较高高；尺尺寸寸精精度度IT12IT12 IT16IT16，12.512.5 6.3 6.3；3 3）实实现现了了“一一型型多多铸铸”，提提高高了了生生产产率率，改改善善了了劳劳动动条条件；件；4 4）金金属属型型不不透透气气且且无无退退让让性性，铸铸件件易易产产生生浇浇不不到到、裂裂纹纹或白口等缺陷。或白口等缺陷。 二、熔模铸造成形工艺二、熔模铸造成形工艺 在易熔模样表面包覆若干层耐火材料，待其硬化干燥后，将模样熔去制成中空型壳，经高温焙烧后进行浇注而获得铸件的一种成形工艺方法。（失蜡铸造、精密铸造） 1、熔模铸造的工艺过程、熔模铸造的工艺过程制造压型蜡模组

74、结壳脱蜡单个蜡模焙烧制造蜡模脱壳清理浇注熔模铸造熔模铸造熔模铸造视频熔模铸造视频2、熔模铸造的特点和适用范围、熔模铸造的特点和适用范围1 1铸件的精度和表面质量较高，公差等级可达铸件的精度和表面质量较高，公差等级可达IT11IT11 IT13IT13， 表面粗糙度表面粗糙度RaRa值达值达1.61.612.5m12.5m。 2 2合金种类不受限制，尤其适用于高熔点及难加工的高合合金种类不受限制，尤其适用于高熔点及难加工的高合 金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 3 3可铸出形状较复杂的铸件，最小壁厚可达可铸出形状较复杂的铸件，最小壁厚可达0.3mm0.3mm，

75、最小孔，最小孔 径为径为0.5mm0.5mm。 4 4生产批量不受限制，单件、成批、大量生产均可适用。生产批量不受限制，单件、成批、大量生产均可适用。 5 5工艺过程较复杂，生产周期长；原材料价格贵，铸件成本工艺过程较复杂，生产周期长；原材料价格贵，铸件成本 高；铸件不能太大、太长，否则熔模易变形，丧失原有精高；铸件不能太大、太长，否则熔模易变形，丧失原有精 度度 应用：应用：它最适合它最适合25kg25kg以下的高熔点、难以切削加工合金以下的高熔点、难以切削加工合金 铸件的成批大量生产。铸件的成批大量生产。三、压力铸造三、压力铸造 液态金属在高压作用高压作用下快速压入快速压入金属铸型金属铸型

76、中，并在压在压力下结晶力下结晶，以获得铸件的工艺方法。 1 1、压铸设备设备和和压铸工工艺过程程 压压铸铸过过程程主主要要由由压压铸铸机机来来实实现现。常常用用压压铸铸机机分分为为热热压压室室和和冷冷压压室室两两大大类类。压压室室与与熔熔化化炉炉（坩坩埚埚）相相连连的的为为热热压压室室，适适于于铅铅、锌锌、锡锡等等低低熔熔点点合合金金；压压室室与与熔熔化化炉炉（坩坩埚埚）分分开开的的为为冷冷压压室室，广广泛泛用用于于压压铸铸铝铝、镁镁、铜铜等等合合金金。如如卧卧式式冷冷压压室室压压铸铸机机，其其工工作作原原理理包包括括合合型型、浇浇注，压射、开型、顶出铸件几个过程。注，压射、开型、顶出铸件几个

77、过程。压铸机压铸机分类分类按压室是否浸在熔融金按压室是否浸在熔融金属中，分属中，分n冷室压铸机冷室压铸机n热室压铸机热室压铸机按压室位置，分按压室位置，分n卧式压铸机卧式压铸机n立式压铸机立式压铸机主要构成：合型机构、压射机主要构成：合型机构、压射机构、机座、液压传动系统、控制构、机座、液压传动系统、控制系统、润滑冷却系统等。系统、润滑冷却系统等。压力铸造动画卧式压铸机工作原理卧式压铸机工作原理 大型压铸机及压铸模大型压铸机及压铸模大型压铸机大型压铸机卧式压铸机卧式压铸机卧式冷室压铸机卧式冷室压铸机动画立式压铸机立式压铸机立式压铸机视频2、压力铸造工艺特点、压力铸造工艺特点 压铸压力 压铸过程

78、中，作用在金属液上的压力一般以比压表示，所谓比压是指压射过程中压室内单位面积上液态金属所受到的静压力。通常比压过小会导致铸件组织的不致密和轮廓不清晰，因此，增大比压可提高铸件的致密度。但比压过大，又会使压铸模受到金属液的强烈冲刷和增大合金的粘模倾向，降低压铸模使用寿命。一般比压为3080MPa。 填充速度 填充速度是指金属液通过压铸型内浇口导入型腔的线速度，它的高低直接影响到铸件内部的质量和尺寸精度。通常充填速度过低，易使铸件轮廓不清晰，甚至不能成形。充填速度过高，会使铸件产生气孔和氧化夹杂等缺陷，并使铸件粘型，降低铸件表面质量和压铸模寿命。一般1040m/s。 合金的浇注温度 浇注温度通常用

79、保温坩埚中液态合金的温度表示。浇注温度的高低，直接影响铸件成形、尺寸精度、表面质量、力学性能和压铸模的使用寿命。主要根据压铸合金的种类、压铸件的壁厚和复杂程度来确定。 一般比常温低4080。 压铸模的工作温度 压铸模的工作温度的高低对铸件质量的影响与合金的浇注温度有类似之处。因此在生产过程中应控制压铸模的工作温度，使之保持在一定温度范围内。工作前要预热，铝、镁合金压铸预热130200，铜合金压铸预热200400。并喷刷特殊涂料。 压铸时间 压铸时间包括充填、持压和铸件在压铸模中的停留时间。压铸时间包括充填、持压和铸件在压铸模中的停留时间。 充填时间充填时间是指金属液开始进入型腔到充满型腔所需的

80、时间。是指金属液开始进入型腔到充满型腔所需的时间。充充填时间与压铸件的轮廓尺寸、壁厚和结构以及金属液和压铸模的温填时间与压铸件的轮廓尺寸、壁厚和结构以及金属液和压铸模的温度等因素有关。充填时间主要通过控制压射比压、压射速度或内浇度等因素有关。充填时间主要通过控制压射比压、压射速度或内浇口尺寸来实现，一般为口尺寸来实现，一般为0.010.010.2s0.2s。 持压时间持压时间是指金属液充满型腔后，仍需在压力下持续的时间。是指金属液充满型腔后，仍需在压力下持续的时间。以使压射冲头通过未凝固的金属将压力传递给铸件，从而获得组织以使压射冲头通过未凝固的金属将压力传递给铸件，从而获得组织致密的铸件。持

81、压时间与合金特性和铸件壁厚有关。一般为致密的铸件。持压时间与合金特性和铸件壁厚有关。一般为1 13s3s。 留摸时间留摸时间是指铸件在压铸摸中从持压终了到开型取出铸件所需是指铸件在压铸摸中从持压终了到开型取出铸件所需时间时间。留摸时间太短，铸件出摸时温度较高，强度低，故铸件从型。留摸时间太短，铸件出摸时温度较高，强度低，故铸件从型内顶出时易产生变形，且铸件中气体膨胀使其表面产生鼓泡。但是，内顶出时易产生变形，且铸件中气体膨胀使其表面产生鼓泡。但是，若留时间过长，铸件出摸温度低，收缩大、抽芯及顶出铸件阻力大，若留时间过长，铸件出摸温度低，收缩大、抽芯及顶出铸件阻力大，对有热脆合金铸件会发生开裂。

82、对有热脆合金铸件会发生开裂。3、压力铸造的特点和适用范围、压力铸造的特点和适用范围 （1）铸件的尺寸精度和表面质量最高。公差等级一般 为 IT11IT11IT13IT13级，Ra为3.23.20.80.8m。 （2）铸件的强度和表面硬度高。抗拉强度可比砂型铸造 提高252530%30%，比金属型铸件高1012%。 （3）可压铸出形状复杂的薄壁件。最小壁厚，铝合金 为0.5mm，而锌合金仅为0.3mm。 （4）生产率高。国产压铸机每小时可铸50150次， 最高可达500次。 （5）压铸设备投资大，压铸型制造成本高，工艺准备时 间长，不适宜单件、小批生产不适宜单件、小批生产。（6）由于压铸型寿命的

83、原因，目前压铸尚不适宜铸铁、钢 等高熔点合金的铸造。 （7) 铸件内部存在缩孔和缩松，表皮下形成许多气孔。在压铸件的设计和使用中，应注意的问题在压铸件的设计和使用中，应注意的问题(1)应使铸件壁厚均匀，并以34mm壁厚为宜，最大壁厚 应小于68mm，以防止缩孔、缩松等缺陷。(2)压铸件不能进行热处理或在高温下工作，以免压铸件 内气孔中的气体膨胀，导致铸件表面鼓泡或变形。 (3) 压铸件应尽量避免切削加工，以防止内部孔洞外露。 (4) 由于压铸件内部疏松，塑性、韧性相对较差，因此不 适宜制造承受冲击的制件。应用应用：有色薄壁小件的大批量生产。有色薄壁小件的大批量生产。四、低压铸造四、低压铸造 低

84、压铸造是在（0.020.07）MPa的低压下将金属液注入型腔，并在压力下凝固成形，以获得铸件的方法。1、低压铸造的、低压铸造的工艺过程工艺过程低压铸造的低压铸造的组成组成压缩气压缩气坩埚炉坩埚炉铸型铸型熔化黄铜水熔化黄铜水低压铸造工艺原理低压铸造工艺原理主要步骤主要步骤通气充型通气充型加压凝固加压凝固放气开模放气开模低压铸造示意图 低低压铸造的工造的工艺过程程 ：1 1）准准备备合合金金液液和和铸铸型型。合合金金液液倒倒入入保保温温坩坩埚埚中中，装装上上密密封盖，升液管及铸型。封盖，升液管及铸型。2 2）升升液液，浇浇注注。合合金金在在较较低低压压力力下下从从升升液液管管平平稳稳上上升升，注入

85、型腔。注入型腔。3 3）增压凝固，型内合金在较高压力下结晶、凝固。）增压凝固，型内合金在较高压力下结晶、凝固。4 4）减减压压、降降液液，坩坩埚埚上上部部与与大大气气连连通通，升升液液管管内内合合金金液液流回坩埚。流回坩埚。5 5）开型取出铸件。）开型取出铸件。2、低压铸造的特点及应用范围、低压铸造的特点及应用范围应用：应用：目前广泛应用于铸造铝合金铸件，目前广泛应用于铸造铝合金铸件，如汽车发动机缸如汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等，体、缸盖、活塞、叶轮等，也可用于球墨铸铁、铜合金等也可用于球墨铸铁、铜合金等浇注较大的铸件，如球铁曲轴、铜合金螺旋桨等。浇注较大的铸件，如球铁曲轴、铜合金螺旋桨

86、等。1 1）充充型型平平稳且且易易控控制制，减减少少了了冲冲击、飞溅现象象，不不易易产产生生夹渣、砂眼、气孔等缺陷，夹渣、砂眼、气孔等缺陷，提高了提高了产品合格率。品合格率。2 2）金金属属液液上上升升速速度度和和结晶晶压力力可可调整整，低低压铸造造适适用用于于各各种种铸型、各种合金和各种大小的型、各种合金和各种大小的铸件。件。3 3）浇注系统简单，金属利用率高。）浇注系统简单，金属利用率高。4 4）与与重重力力铸造造（砂砂型型、金金属属型型）比比较，铸件件的的轮廓廓清清晰晰，力学力学性能性能较高，高，劳动条件改善，易于机械化和自条件改善，易于机械化和自动化。化。 五、五、离心铸造离心铸造离离

87、心心铸铸造造：将将金金属属液液浇浇入入高高速速旋旋转转的的铸铸型型中中，使使其其在在离离心心力力作作用用下下充充填填铸铸型型并并凝凝固固的的铸铸造造方方法法。可可用用金金属属型型也也可可用用砂型砂型。1.1.离心铸造的类型离心铸造的类型根根据据铸铸型型旋旋转转轴轴的的空空间间位位置置，离离心心铸铸造造可可分分为为立立式式和卧式两大类。和卧式两大类。1）立立式式离离心心铸铸造造：铸铸型型绕绕垂垂直直轴轴旋旋转转，如如图图所所示示。在在离离心心力力和和重重力力的的共共同同作作用用下下，内内表表面面为为回回转转抛抛物物面面，因因此此用于高度小于直径的环、套类短铸件。用于高度小于直径的环、套类短铸件。

88、2）卧卧式式离离心心铸铸造造：铸铸型型绕绕水水平平轴轴旋旋转转，如如图图所所示示，铸铸件件壁厚均匀，适于长度较大的管、套类零件。壁厚均匀，适于长度较大的管、套类零件。返回文档返回文档离心铸造示意图离心铸造示意图a)立式离心铸造立式离心铸造b)立式离心立式离心浇浇注成形铸件注成形铸件c)卧式离心铸造卧式离心铸造1，16浇包浇包2，14铸型铸型3，13液体金属液体金属4带轮和带带轮和带5旋转轴旋转轴6铸件铸件7电动机电动机8浇注系统浇注系统9型腔型腔10型芯型芯11上型上型12下型下型15浇注槽浇注槽17端盖端盖离心铸造离心铸造立式离心铸造机原理图 卧式离心铸造离心铸造的生产过程视频2 2、离心、

89、离心铸造的特点和造的特点和应用范用范围 1）铸铸件件组组织织致致密密，无无缩缩孔孔、缩缩松松、气气孔孔、夹夹渣渣等等缺缺陷陷，力学性能好力学性能好。2）铸铸造造中中空空铸铸件件时时，可可不不用用型型芯芯和和浇浇注注系系统统，大大大大简简化化了生产过程，节约金属。了生产过程，节约金属。3）便于制造双金属铸件，如钢套镶铜轴承）便于制造双金属铸件，如钢套镶铜轴承。4）离离心心力力作作用用下下，金金属属液液的的充充型型能能力力得得到到提提高高，可可浇浇注注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等。流动性较差的合金铸件和薄壁铸件，如涡轮、叶轮等。优点：优点：应用：应用：大多用于黑色金属和铜合金制造

90、各种套、环、管、筒、大多用于黑色金属和铜合金制造各种套、环、管、筒、辊和叶片等零件。例如汽车、拖拉机的汽缸套、活塞环、辊和叶片等零件。例如汽车、拖拉机的汽缸套、活塞环、轴瓦等。轴瓦等。六、六、挤压铸造挤压铸造挤挤压压铸铸造造：用用铸铸型型的的一一部部分分直直接接挤挤压压金金属属液液，使使金金属属在在压压力力作作用用下下成成形形、凝凝固固而而获获得得零零件件或或毛毛坯坯的的方方法法；又称液态模锻。又称液态模锻。1.1.挤压铸造的原理挤压铸造的原理挤挤压压铸铸造造原原理理如如图图所所示示，铸铸型型中中浇浇入入金金属属液液，上上型型向向下下运运动动挤挤压压金金属属液液而而成成形形。挤挤压压铸铸造造的

91、的压压力力和和速速度度较较低低，无无涡涡流流飞飞溅溅现现象象，成成形形时时伴伴有有局局部部塑塑性性变变形形，铸铸件件致致密密无无气孔。气孔。返回文档返回文档挤压铸造原理图挤压铸造原理图a)合型前合型前b)合型后合型后挤压铸造动画型板挤压铸造原理图型板挤压铸造原理图 型板挤压铸造原理图挤压铸造铁锅动画2、挤压铸造的特点及应用范围 n挤压铸造的特点是：挤压铸造的特点是：n（1 1）压铸件的尺寸压铸件的尺寸精度高精度高（IT11IT13IT11IT13），），表面表面粗糙度粗糙度小（小（Ra6.3Ra6.31.6m1.6m），），铸件的加工余量小。铸件的加工余量小。n（2 2）无）无需设浇冒口，金属

92、利用率高。需设浇冒口，金属利用率高。n（3 3）铸件铸件组织致密组织致密，晶粒细小，力学性能好。，晶粒细小，力学性能好。n（4 4）工艺简单，节省能源和劳动力，易实现机械化和自动化生产，生工艺简单，节省能源和劳动力，易实现机械化和自动化生产，生产率比金属型铸造高产率比金属型铸造高1 12 2倍。倍。n缺点：缺点：浇到铸型型腔内的金属液中浇到铸型型腔内的金属液中夹杂物夹杂物无法排出。挤压铸造要求准无法排出。挤压铸造要求准确定量浇注，否则影响铸件的尺寸精度。确定量浇注，否则影响铸件的尺寸精度。n用途：用途：用于生产强度要求较高、气密性好、薄板类铸件。如各种阀体、用于生产强度要求较高、气密性好、薄板

93、类铸件。如各种阀体、活塞、机架、轮毂、耙片和铸铁锅等。活塞、机架、轮毂、耙片和铸铁锅等。七、七、实型铸造实型铸造实实型型铸铸造造又又称称气气化化模模铸铸造造和和消消失失模模铸铸造造，它它是是采采用用泡泡沫沫塑塑料料代代替替木木模模或或金金属属模模进进行行造造型型。造造型型后后模模样样不不取取出出，浇浇入入金金属属液液后后，模模样样燃燃烧烧气气化化消消失失，金金属属液液填填充充模样的位置，冷却凝固成铸件的生产方法。模样的位置，冷却凝固成铸件的生产方法。1.1.实型铸造的工艺过程实型铸造的工艺过程实实型型铸铸造造的的工工艺艺过过程程如如图图所所示示，包包括括模模样样制制造造、造造型、浇注、清理等过

94、程。型、浇注、清理等过程。实型铸造示意图 实型铸造动画通用采用消失模新工艺铸造的铝合金缸体2、实型铸造具有以下特点n（1） 由于采用了遇金属液即气化的泡沫塑料模样，无需起由于采用了遇金属液即气化的泡沫塑料模样，无需起模，无分型面，无型芯，因而无飞边毛刺，铸件的尺寸精度模，无分型面，无型芯，因而无飞边毛刺，铸件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模铸造，但尺寸却可大于熔模铸造。和表面粗糙度接近熔模铸造，但尺寸却可大于熔模铸造。n（2）各种形状复杂铸件的模样均可采用泡沫塑料模粘合，各种形状复杂铸件的模样均可采用泡沫塑料模粘合，成形为整体，减少了加工装配时间，可降低铸件成本成形为整体，减少了加工装配时间，可

95、降低铸件成本10%30%，也为铸件结构设计提供充分的自由度。，也为铸件结构设计提供充分的自由度。n（3）简化了铸件生产工序，缩短了生产周期，使造型效率简化了铸件生产工序，缩短了生产周期，使造型效率比砂型铸造提高比砂型铸造提高25倍。倍。n缺点：缺点：实型铸造的模样只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、实型铸造的模样只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、强度低，强度低，模样易变形模样易变形，影响铸件尺寸精度。浇铸时模样产生，影响铸件尺寸精度。浇铸时模样产生的气体污染环境。的气体污染环境。n用途：用途：实型铸造主要用于不易起模等复杂铸件的批量及单件实型铸造主要用于不易起模等复杂铸件的批量及单件生产。生产。

96、各种常用铸造方法比较各种常用铸造方法比较n特种铸造的发展很快，除以上常用的几种外，还有许特种铸造的发展很快，除以上常用的几种外，还有许多其它特种铸造方法，如磁型铸造、陶瓷型铸造、连多其它特种铸造方法，如磁型铸造、陶瓷型铸造、连续铸造、壳型铸造、真空吸铸和冷冻铸造等。续铸造、壳型铸造、真空吸铸和冷冻铸造等。n习题及思考题习题及思考题1、影响液态金属冲型能力的因素有哪些？影响液态金属冲型能力的因素有哪些？2、在生产中为改善大型薄壁铸件的成形性，提高其冲型能、在生产中为改善大型薄壁铸件的成形性，提高其冲型能力，通常可采取哪些措施？力，通常可采取哪些措施？3、试述铸件产生热裂和冷裂的原因、裂纹的形态及其防止、试述铸件产生热裂和冷裂的原因、裂纹的形态及其防止措施。措施。4、铸件中气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响？如何、铸件中气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响？如何减少铸件中的气体和非金属夹杂物？减少铸件中的气体和非金属夹杂物？5、金属型铸造和砂型铸造相比有哪些工艺特点？控制金属、金属型铸造和砂型铸造相比有哪些工艺特点？控制金属型铸造质量的主要因素有哪些？型铸造质量的主要因素有哪些？6、试分析比较各种铸造方法的工艺特点及其应用范围。、试分析比较各种铸造方法的工艺特点及其应用范围。