1、什么是什么是鑄造鑄造: : 即將液態(tài)金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔中，待即將液態(tài)金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的工藝方法其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的工藝方法, ,亦稱鑄造亦稱鑄造. .金屬的液態(tài)成形的作用金屬的液態(tài)成形的作用: 金屬的液態(tài)成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按鑄型材金屬的液態(tài)成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按鑄型材料的不同，金屬液態(tài)成形可分為砂型鑄造和特種鑄造（包括壓力鑄料的不同，金屬液態(tài)成形可分為砂型鑄造和特種鑄造（包括壓力鑄造、金屬型鑄造等）造、金屬型鑄造等）. .其中砂型鑄造是最基本的液態(tài)成形方法，所生其中砂型鑄造是最基本的

2、液態(tài)成形方法，所生產(chǎn)的鑄件要占鑄件總量的產(chǎn)的鑄件要占鑄件總量的80%80%以上以上. .（1）材料來源廣；（2）廢品可 重熔；（3）設(shè)備投資低。 鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)1可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。（1）合金種類不受限制；（2）鑄件大小幾乎不受限制。2適應(yīng)性強(qiáng)： 3成本低： 液態(tài)成型的缺點(diǎn)液態(tài)成型的缺點(diǎn)工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝過程還難以控制過程還難以控制液態(tài)成形零件內(nèi)部組織的均勻性、液態(tài)成形零件內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差致密性一般較差液態(tài)成形零件易出現(xiàn)縮孔、縮松、液態(tài)成形零件易出現(xiàn)縮孔、縮松、

3、氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品缺陷，產(chǎn)品 質(zhì)量不夠穩(wěn)定質(zhì)量不夠穩(wěn)定由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴勻，且常伴 有缺陷，其力學(xué)性能有缺陷，其力學(xué)性能比同類材料的塑性成形低比同類材料的塑性成形低液態(tài)成型液態(tài)成型缺缺 點(diǎn)點(diǎn)砂型鑄造過程砂型鑄造過程7-17-1 砂型鑄造成形工藝砂型鑄造成形工藝一、手工造型一、手工造型二、機(jī)器造型二、機(jī)器造型 適用于單件、小批量生產(chǎn)適用于單件、小批量生產(chǎn)1 1) )生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高; ; 2)2)鑄型質(zhì)量好鑄型質(zhì)量好（緊實(shí)度高而均勻、型腔輪廓清晰）;3)3)設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)

4、間較長。設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長。 適用于適用于中、小型中、小型鑄件的鑄件的成批、大批量生產(chǎn)成批、大批量生產(chǎn)。 1 1 機(jī)器造型的造型方法：機(jī)器造型的造型方法：1 1）振擊壓實(shí)）振擊壓實(shí)2 2）汽動(dòng)微振壓實(shí)）汽動(dòng)微振壓實(shí)3 3）高壓造型）高壓造型4 4）拋砂緊實(shí)）拋砂緊實(shí)射芯機(jī)射芯機(jī)2 2 機(jī)器造型的造芯方法：機(jī)器造型的造芯方法：液態(tài)合金的工藝性能液態(tài)合金的工藝性能液態(tài)合金的工藝性能表征為液態(tài)合金的液態(tài)合金的工藝性能表征為液態(tài)合金的鑄造性能鑄造性能通常是指合金的通常是指合金的流動(dòng)性流動(dòng)性、收縮性收縮性吸氣性吸氣性及及偏析偏析等性能等性能合金合金鑄造性能鑄造性能是是選擇鑄造金屬材料

5、選擇鑄造金屬材料，確定鑄件的確定鑄件的鑄造工藝方案鑄造工藝方案及進(jìn)行及進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的的依據(jù)依據(jù)合金的充型能力合金的充型能力液態(tài)金屬液態(tài)金屬充滿鑄型型腔充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確獲得尺寸精確、輪廓清晰輪廓清晰的成型件的能力的成型件的能力充型能力的概念充型能力的概念:充型能力不足充型能力不足澆不足澆不足冷冷 隔隔夾夾 砂砂氣氣 孔孔夾夾 渣渣充型能力的決定因數(shù)充型能力的決定因數(shù)合金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性鑄型性質(zhì)鑄型性質(zhì)澆注條件澆注條件鑄件結(jié)構(gòu)等鑄件結(jié)構(gòu)等澆不足缺陷澆不足缺陷氣孔缺陷夾砂缺陷合金流動(dòng)性主要取決于合金化學(xué)成分所決定的結(jié)晶特點(diǎn)結(jié)晶特點(diǎn) a）在恒溫下凝固b）在一定溫度范圍內(nèi)凝

6、固PbSb20406080204060800流動(dòng)性（cm）100200300溫度（）0（3）澆注系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力 越大，充型能力越差。 二、澆注條件二、澆注條件三、鑄型充填條件三、鑄型充填條件（1）鑄型的蓄熱系數(shù) 鑄型的蓄熱系數(shù)表示鑄型從其中的 金屬吸取熱量并儲存在本身的能力。（1）澆注溫度 一般T澆越高，液態(tài)金屬的充型能力越強(qiáng)。（2）充型壓力 液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力越大， 充型能力越強(qiáng)。（2）鑄型溫度 鑄型溫度越高，液態(tài)金屬與鑄型的溫差 越小，充型能力越強(qiáng)。（3）鑄型中的氣體（2）鑄件復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄型的 充填就困難。 四、鑄件結(jié)構(gòu)四

7、、鑄件結(jié)構(gòu)（1）折算厚度 折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，為鑄件體積與表面積之比。折算厚度大，熱量散失慢，充型能力就 好。鑄件壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填。 1-2 1-2 液態(tài)金屬的凝固與收縮液態(tài)金屬的凝固與收縮ab一、鑄件的凝固方式一、鑄件的凝固方式 1. 1. 逐層凝固逐層凝固 2. 2. 糊狀凝固糊狀凝固 3. 3. 中間凝固中間凝固 影響鑄件凝固方式的主要因素 ：（1）合金的結(jié)晶溫度范圍 合金的結(jié)晶溫度范圍愈小，凝固區(qū)域愈窄，愈傾向于逐層凝固 。表層中心t鑄件固相線液相線成分溫度表層中心t鑄件液固液c表層中心St鑄件溫度液相線固凝固區(qū)（2）鑄件的溫度梯度 在合金結(jié)晶溫度范圍已定的

8、前提下，凝固區(qū)域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其對應(yīng)的凝固區(qū)由寬變窄 。表層中心St鑄件溫度成分溫度S1T1T2二、合金的收縮二、合金的收縮1. 1. 收縮的概念收縮的概念T澆T液T固T室合金的收縮經(jīng)歷如下三個(gè)階段：（1）液態(tài)收縮 從澆注溫度到凝固開始溫度 之間的收縮。T澆 T液體收縮率是鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松的根本原因。 %100 鑄鑄件件鑄鑄件件鑄鑄型型VVVV %100 鑄鑄件件鑄鑄件件鑄鑄型型LLLL 體收縮率：線收縮率：線收縮率是鑄件產(chǎn)生應(yīng)力、變形、裂紋的根本原因。 （3）固態(tài)收縮 從凝固終止溫度到室溫間的收縮。 T固 T室（2）凝固收縮 從凝固

9、開始到凝固終止溫度間的收縮。 T液 T固2. 2. 縮孔與縮松縮孔與縮松 液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的稱為縮孔，細(xì)小而分散的稱為縮松。1) 1)縮孔和縮松的形成縮孔和縮松的形成2)2)縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止 防止縮孔和縮松常用的工藝措施就是控制鑄件的凝固次序，使鑄件實(shí)現(xiàn)“順序凝固”。 暗冒口冒口 儲存補(bǔ)縮用金屬液的空腔。順序凝固 鑄件按照一定的次序逐漸凝固。冷鐵熱節(jié)尋找熱節(jié)的方法等溫線法內(nèi)切圓法冷鐵同時(shí)凝固 整個(gè)鑄件幾乎同時(shí)凝固。1-3 1-3 液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋

10、 一、液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力一、液態(tài)成形內(nèi)應(yīng)力 鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮受到阻礙，鑄件內(nèi)部即將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 1. 1.機(jī)械應(yīng)力（收縮應(yīng)力）機(jī)械應(yīng)力（收縮應(yīng)力） 合金的線收縮受到鑄型、型芯、澆冒系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。上型下型1-3 鑄造內(nèi)應(yīng)力、鑄件的變形與裂紋 一、鑄造內(nèi)應(yīng)力的形成與控制1.熱應(yīng)力： 由于形狀復(fù)雜，厚薄不均，各部分的冷卻速度不 同，以至在同一時(shí)刻，鑄件各部位收縮不一致而引起的 內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力的形成過程如下圖。2 2熱應(yīng)力熱應(yīng)力 熱應(yīng)力是由于鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的應(yīng)力。 tT1

11、2t0t1t2t3THT臨T室t0t1:塑性狀態(tài)彈性狀態(tài)12+-12t1t2：t2t3：+-1212-+12 熱應(yīng)力使鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表層受壓縮。 熱應(yīng)力是永久應(yīng)力。熱應(yīng)力是永久應(yīng)力。二、鑄件的變形與防止二、鑄件的變形與防止 +-反變形法防止變形的方法： 1）使鑄件壁厚盡可能均勻；2）采用同時(shí)凝固的原則；3）采用反變形法。三、鑄件的裂紋與防止三、鑄件的裂紋與防止 1 1 熱裂熱裂 熱裂的形狀特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。 熱裂的防止： 應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。 應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機(jī)械應(yīng)力。 對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制硫的含

12、量， 防止熱脆性。 2 2 冷裂冷裂 冷裂的特征是：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。 冷裂的防止：1）使鑄件壁厚盡可能均勻；2）采用同時(shí)凝固的原則；3）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制磷的 含量，防止冷脆性。 1-4 1-4 液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制 常見鑄件缺陷及特征 名稱 特 征名稱 特 征氣 孔主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面較光滑，一般不在鑄件表面露出，大孔獨(dú)立存在，小孔則成群出現(xiàn)。 縮孔縮松 1縮孔：形狀為不規(guī)則的封閉或敞露的空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固部位。 2所松：鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細(xì)小的縮孔。 粘 砂鑄件的部分

13、或整個(gè)表面粘附著一層金屬和砂粒的機(jī)械混和物，多發(fā)生在鑄件厚壁和熱節(jié)處。 裂紋 1熱裂：斷面嚴(yán)重氧化，無金屬光澤，斷口沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則的裂紋。 2冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。 夾 砂 鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表面粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本體相連。 化學(xué)成分及力學(xué)性能不合格 鑄件的化學(xué)成分和硬度、強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符合技術(shù)條件要求。 白 口灰鑄鐵件斷面全部或表面出現(xiàn)亮白色組織，常在鑄件薄的斷面，棱角及邊緣部分。 鑄件缺陷的產(chǎn)生與鑄造工藝、造型材料、模具、合金的熔煉與澆注、鑄造合金的選擇、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要

14、求的設(shè)計(jì)是否合理等各個(gè)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。因此，應(yīng)從以下幾個(gè)方面控制鑄件質(zhì)量：1合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)2合理制定鑄件的技術(shù)要求 具有缺陷的鑄件并不都是廢品，在合格鑄件中，允許存在那些缺陷及其存在的程度，應(yīng)在零件圖或有關(guān)的技術(shù)文件中做出具體規(guī)定，作為鑄件質(zhì)量要求的依據(jù)。3鑄件質(zhì)量檢驗(yàn) 鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)是控制鑄件質(zhì)量的重要措施。鑄件檢驗(yàn)的項(xiàng)目有：鑄件外觀質(zhì)量，包括鑄件表面缺陷、表面粗糙度、重量公差和尺寸公差等；鑄件內(nèi)在質(zhì)量，包括鑄件內(nèi)部缺陷、化學(xué)成分、金相組織和材質(zhì)性能等；鑄件使用性能，包括鑄件在強(qiáng)力、高速、耐蝕、耐熱、耐低溫等不同條件下的工作能力。 鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)最常用的是宏觀法。它是通過肉眼觀察（或借

15、助尖咀錘）找出鑄件的表面缺陷和皮下缺陷，如氣孔、砂眼、夾渣、粘砂、縮孔、澆不到、冷隔、尺寸誤差等。對于內(nèi)部缺陷則要用儀器檢驗(yàn)，如著色滲透檢驗(yàn)、超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、熒光探傷、耐壓試驗(yàn)等。此外，若有必要還應(yīng)對鑄件進(jìn)行解剖檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、力學(xué)性能檢驗(yàn)和化學(xué)成分分析等。 常用液態(tài)成形合金及其熔煉 2-1 2-1 鑄鐵件生產(chǎn)鑄鐵件生產(chǎn) 鑄鐵是含碳量大于2.11%2.11%（通常為2.5%-4.0%2.5%-4.0%）的鐵碳合金。3 3麻口鑄鐵：麻口鑄鐵： 組織中既存在石墨、又有萊氏體，是白口和灰 口之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的麻 點(diǎn)，故而得名。根據(jù)碳在鑄鐵中根據(jù)碳在鑄鐵中存在形式存在

16、形式的不同，鑄鐵可分為：的不同，鑄鐵可分為：1. 1.白口鑄鐵白口鑄鐵：碳全部以FeFe3 3C C的形式存在，斷口呈銀色。由于白口鑄鐵具有良好的耐磨性，所以有時(shí)也用來制造一些耐磨件，如軋輥、粉碎機(jī)錘頭、襯板、球磨機(jī)磨球和犁鏵等。2 2灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：碳大部或全部以石墨石墨形式存在，斷口呈暗灰色。4 4蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 ： 其石墨呈蠕蟲狀。如圖d所示。 abcd根據(jù)鑄鐵中根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)石墨形態(tài)的不同，的不同，灰口鑄鐵灰口鑄鐵又可分為：又可分為：1 1普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵 ： 簡稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖a所示。2 2可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵： 其石墨呈團(tuán)絮狀。如圖b所示。3 3球墨鑄鐵：球

17、墨鑄鐵： 其石墨呈球狀。如圖c所示。一、影響鑄鐵組織和性能的因素一、影響鑄鐵組織和性能的因素 1 1、化學(xué)成分、化學(xué)成分 碳是形成石墨的元素，也是促進(jìn)石墨化的素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。 硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，隨著含硅量的增加，石墨顯著增多。 所以：當(dāng)鑄鐵中碳、硅含量均高 時(shí)，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金屬基體中鐵素體增多，珠光體減少。 鑄鐵中的碳可以以化合態(tài)滲碳體滲碳體和游離態(tài)石墨石墨兩種形式存在。碳以石墨形式析出的現(xiàn)象稱為石墨化石墨化。1 1）碳和硅）碳和硅3 3）錳）錳所以：硫含量限制在硫含量限制在0.1-0.15%0.1-0.15%以下，高強(qiáng)度鑄鐵則應(yīng)更低。以下，

18、高強(qiáng)度鑄鐵則應(yīng)更低。 使鑄鐵鑄造性能惡化（如降低流動(dòng)性，增大收率）。錳是弱阻礙石墨化元素，具有穩(wěn)定珠光體，提高鑄鐵強(qiáng)度和硬度的作用。MnS一般控制在一般控制在0.60.61 1.2%.2%之間之間4 4）磷）磷 磷對鑄鐵的石墨化影響不顯著。含磷過高將增加鑄鐵的冷脆性。限制在限制在0.5%0.5%以下，高強(qiáng)度鑄鐵則限制在以下，高強(qiáng)度鑄鐵則限制在0.20.20.3%0.3%以下。以下。2 2）硫）硫硫是強(qiáng)烈阻礙石墨化元素。硫量高易促使碳以FeFe3 3C C 白口組織白口組織；硫量高 熱脆性； 2 2冷卻速度冷卻速度在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳

19、、硅），以獲得所需要的組織。由此可知：隨著壁厚的增加，石墨片的數(shù)量和尺寸都增大，鑄鐵強(qiáng)度、硬度反而下降。這一現(xiàn)象稱為壁厚（對力學(xué)性能的）敏感性。1 1）鑄型材料）鑄型材料2 2）鑄件壁厚）鑄件壁厚 鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。鑄鐵壁厚（mm）102030405060704.05.06.07.0（wC+wSi）%白口鑄鐵麻口鑄鐵灰口鑄鐵白口鑄鐵：灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵珠光體+鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵P+Fe3C+LeP+Fe3C+G+Le珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：珠光體珠光體+ +鐵素體灰口鑄鐵

20、：鐵素體灰口鑄鐵：P+G片片P+F+G片片F(xiàn)+G片片二、灰鑄鐵二、灰鑄鐵 （一）灰鑄鐵的化學(xué)成分、組織和性能（一）灰鑄鐵的化學(xué)成分、組織和性能 1 1 灰鑄鐵的化學(xué)成分與組織灰鑄鐵的化學(xué)成分與組織 灰鑄鐵的化學(xué)成分一般為：2.62.63.6%3.6%C C，1.21.23.0%Si3.0%Si， 0.40.41.2Mn1.2Mn，S S0.15%0.15%，P0.3%P0.3%。 1) 1) 鐵素體灰鑄鐵（鐵素體灰鑄鐵（F+G片片）：這種鑄鐵抗拉強(qiáng)度和硬度低，易加工，鑄造性能好。常用來制造性能要求不高的鑄件和一些薄壁件。2) 2) 鐵素體鐵素體- -珠光體灰鑄鐵（珠光體灰鑄鐵（F+P+G片片）

21、：）：此種鑄鐵強(qiáng)度亦較低，但可滿足一般機(jī)件要求，且其鑄造性能、切削加工性能和減振性較好，因此應(yīng)用較廣。3) 3) 珠光體灰鑄鐵（珠光體灰鑄鐵（ P+G片片）：）：這種鑄鐵強(qiáng)度和硬度較高，主要用來制造較為重要的機(jī)件。2 2 灰鑄鐵的性能灰鑄鐵的性能 2 2）良好的減振性良好的減振性 3 3）良好的耐磨性）良好的耐磨性 4 4）低的缺口敏感性）低的缺口敏感性 1 1）力學(xué)性能：）力學(xué)性能：b=120-250Mpa，僅為鋼件的20-30%， 0（二）灰鑄鐵的孕育處理（二）灰鑄鐵的孕育處理 灰鑄鐵的組織和性能，很大程度上取決于石墨的數(shù)量、大小和形態(tài)。 差05015050100100150150表面表面

22、中心160140170180硬度HB孕育處理 熔煉出相當(dāng)于白口或麻口組織的低碳、低硅的高溫鐵水，向鐵水中沖入細(xì)顆粒的孕育劑孕育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然提高，從而得到在細(xì)晶粒珠光體上均勻的分布著細(xì)片狀石墨的組織。 孕育鑄鐵：孕育鑄鐵：P P細(xì)細(xì)+ +GG細(xì)片細(xì)片b=250-400Mpa，HB=170-270， 0 0冷卻速度對其組織和性能的影響很小。冷卻速度對其組織和性能的影響很小。常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.0.25-0.6%25-0.6%。 孕育鑄鐵適用于靜載荷下，要求較高強(qiáng)度、硬度、耐磨性或氣密性的鑄件，特別是厚大截面鑄件厚大

23、截面鑄件。如重型機(jī)床床身，汽缸體、缸套及液壓件等。 必須指出： 孕育鑄鐵原鐵水的碳、硅含量不能太高； 原鐵水出爐溫度不應(yīng)低于1400； 經(jīng)孕育處理后的鐵水必須盡快澆注，以防止孕育作用衰退。 （三）灰鑄鐵的工藝性能（三）灰鑄鐵的工藝性能3 3 鍛造性和焊接性差。鍛造性和焊接性差。1 1 良好的鑄造性能。良好的鑄造性能。良好的流動(dòng)性、小的收縮率。2 2 良好的切削加工性能。良好的切削加工性能。2 2 灰鑄鐵的牌號選用灰鑄鐵的牌號選用灰鑄鐵的牌號用漢語拼音“HT”和一組數(shù)字表示，數(shù)字表示其最低抗拉強(qiáng)度b （Mpa）。1 1 灰鑄鐵件的生產(chǎn)特點(diǎn)灰鑄鐵件的生產(chǎn)特點(diǎn)1 1）灰鑄鐵一般在沖天爐中熔煉，成本低

24、廉；）灰鑄鐵一般在沖天爐中熔煉，成本低廉；2 2）具有良好的鑄造性能。）具有良好的鑄造性能。3 3）灰鑄鐵一般不通過熱處理來提高其性能。）灰鑄鐵一般不通過熱處理來提高其性能。（四）灰鑄鐵生產(chǎn)特點(diǎn)及牌號選用（四）灰鑄鐵生產(chǎn)特點(diǎn)及牌號選用灰鐵 牌牌 號號 組織組織 用途舉例用途舉例 HT100HT100F+GF+G片片 蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)軌的機(jī)床蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)軌的機(jī)床底座等對強(qiáng)度無要求的零件底座等對強(qiáng)度無要求的零件 HT150HT150F+P+GF+P+G片片底座、床身、與底座、床身、與HT200HT200相配的溜板、工作臺；泵殼、相配的溜板、工作臺；泵

25、殼、容器、法蘭盤容器、法蘭盤; ;工作壓力不太大的管件工作壓力不太大的管件 HT200HT200F+P+GF+P+G片片要求高的強(qiáng)度和一定耐蝕能力的泵殼、容器、塔器、要求高的強(qiáng)度和一定耐蝕能力的泵殼、容器、塔器、法蘭、硝化塔法蘭、硝化塔 機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒輪、活機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架 壓力為壓力為8080MpaMpa以下的油缸、泵體、閥門以下的油缸、泵體、閥門 HT250HT250P+GP+G片片HT300HT300P P細(xì)細(xì)+ +G G細(xì)片細(xì)片床身導(dǎo)軌、車床、沖床等受力較大的床身、機(jī)

26、座、主床身導(dǎo)軌、車床、沖床等受力較大的床身、機(jī)座、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、閥門、軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、氣缸體、氣缸蓋；冷襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、氣缸體、氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模鐓模、冷沖模 HT350HT350P P細(xì)細(xì)+ +G G細(xì)片細(xì)片三、三、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 （一）可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用（一）可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用 1 1 可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用具有良好的塑性和韌性，耐蝕性較高，適于制造承受振動(dòng)和沖擊、形狀復(fù)雜的薄壁小件，如汽車拖拉機(jī)的底盤類零件、各種水管

27、接頭、農(nóng)機(jī)件等。 其強(qiáng)度、硬度、耐磨性優(yōu)良，并可通過淬火、調(diào)質(zhì)等熱處理強(qiáng)化。可取代鍛鋼制造小型連桿、曲軸等重要件。 1 1）鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵（）鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵（F+GF+G團(tuán)團(tuán)）：）：2 2）珠光體（）珠光體（P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)）：）：2 2 可鍛鑄鐵的牌號可鍛鑄鐵的牌號 可鍛鑄鐵的牌號用漢語拼音和兩組數(shù)字表示，第一組數(shù)字表示其最低抗拉強(qiáng)度b （Mpa），第二組數(shù)字表示其最低伸長率 。KTH30006 KTZ45006 可鐵黑可鐵黑可鐵珠可鐵珠 b b b b 牌牌 號號 組織組織 用用 途途 舉舉 例例 KTH30006 KTH30006 F+GF+G團(tuán)團(tuán)三通、管件、中壓閥門

28、三通、管件、中壓閥門 KTH33008KTH33008F+GF+G團(tuán)團(tuán) 輸電線路件、汽車、拖拉機(jī)輸電線路件、汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)件及冷暖節(jié)殼、制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)件及冷暖器接頭等。器接頭等。KTH35010KTH35010F+GF+G團(tuán)團(tuán)KTH37012 KTH37012 F+GF+G團(tuán)團(tuán)KTZ45006 KTZ45006 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán) 曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙片、閘、萬向接頭、棘輪、耙片、閘、萬向接頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈條、礦車輪扳手、傳動(dòng)鏈條、礦車

29、輪 KTZ55004 KTZ55004 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)KTZ65002KTZ65002P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)KTZ70002 KTZ70002 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)（二）可鍛鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)（二）可鍛鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn) 1. 1.鑄出白口坯料鑄出白口坯料 1 1）碳、硅含量要低。）碳、硅含量要低。通常為2.42.42.8%2.8%C C，0.40.41.4%Si1.4%Si。 2 2）冷卻速度要快。）冷卻速度要快。2. 2.石墨化退火石墨化退火 920 -980 720 650Fe3C A+G團(tuán)P F+G團(tuán)P+GP+G團(tuán)團(tuán)F+ GF+ G團(tuán)團(tuán)t石墨化退火的總周期一般為4070小時(shí)高溫階段的石墨化

30、退火時(shí)間需10-20小時(shí)四、球墨鑄鐵四、球墨鑄鐵 1 1球墨鑄鐵的組織、性能、牌號及用途球墨鑄鐵的組織、性能、牌號及用途 1 1）珠光體球墨鑄鐵（）珠光體球墨鑄鐵（P + FP + F少少+ +GG球球） 正火其性能特點(diǎn)是：a）強(qiáng)度高。特別是屈服強(qiáng)度高，屈、強(qiáng)比屈、強(qiáng)比（ 0.20.2/b b0.70.70.80.8）高于45號鋼（ 0.20.2/b b0.6)0.6)。b）疲勞強(qiáng)度較高c）硬度和耐磨性遠(yuǎn)比高強(qiáng)度灰鑄鐵高因此，珠光體球墨鑄鐵可代替碳鋼制造某些受較大交變負(fù)荷的重要件，如曲軸、連桿、凸輪、蝸曲軸、連桿、凸輪、蝸桿桿等。 b=600800 MPa ; =2%我國主要用于代替可鍛鑄鐵制

31、造汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，如后橋殼等。國外則大量用于鑄管，如上、下水管道及輸氣管道等。 2 2）鐵素體球墨鑄鐵）鐵素體球墨鑄鐵 （F + PF + P少少+ +GG球球） 退火其性能特點(diǎn)： b=450500 MPa ; =17%球墨鑄鐵的牌號用漢語拼音“QTQT”和兩組數(shù)字表示，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和伸長率。 球鐵球鐵 牌牌 號號 組織組織 用用 途途 舉舉 例例 QT40017 QT40017 F+G F+G球球汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、驅(qū)動(dòng)橋汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、驅(qū)動(dòng)橋殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。QT42010QT4201

32、0 F+G F+G球球QT50005QT50005 F+P+G F+P+G球球機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。QT60002 QT60002 P+G P+G球球曲軸、凸輪軸、連桿、齒曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機(jī)床輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機(jī)床蝸輪、蝸桿等蝸輪、蝸桿等 QT70002 QT70002 P+ G P+ G球球QT80002 QT80002 P+ G P+ G球球QT120001QT120001 B B下下+ G+ G球球汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲軸、凸輪等軸、凸輪等2 2球墨鑄鐵的生

33、產(chǎn)球墨鑄鐵的生產(chǎn) 1 1）控制原鐵水化學(xué)成分）控制原鐵水化學(xué)成分 2 2）較高的鐵水溫度）較高的鐵水溫度 3 3）球化處理和孕育處理）球化處理和孕育處理 出爐溫度應(yīng)高于1400 。 a）應(yīng)嚴(yán)格控制 S0.07%、P0.1%。b）適當(dāng)提高含碳量（3.64.0%C），以改善鑄造性能。稀土鎂合金稀土鎂合金球化劑加入量一般為鐵水重量的1.0-1.6%1.0-1.6%。 球化劑的作用：促使石墨在結(jié)晶時(shí)呈促使石墨在結(jié)晶時(shí)呈球狀球狀析出析出。 a a）球化處理）球化處理常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.4-1.0%0.4-1.0%。 b b）孕育處理）孕育處理孕育劑的作用：促進(jìn)鑄鐵石墨化

34、，防止球化元素所造成促進(jìn)鑄鐵石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向的白口傾向 。球化處理工藝有沖入法沖入法和型內(nèi)球化法型內(nèi)球化法 。鐵水合金球化劑硅鐵粉鐵水包出鐵槽草木灰反應(yīng)室反應(yīng)室鑄件鑄件冒口冒口積渣包積渣包4 4）球墨鑄鐵的熱處理）球墨鑄鐵的熱處理退火、正火退火、正火及其它熱處理（淬火、回火等）。五、蠕墨鑄鐵五、蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵的性能特點(diǎn)：（1）力學(xué)性能（強(qiáng)度和韌性）比灰鑄鐵高，與鐵素體球墨 鑄鐵相近。（2）壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多。（3）導(dǎo)熱性和耐疲勞性比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。（4）耐磨性比灰口鑄鐵好，為HT300的2.2倍以上。蠕墨鑄鐵主要用來代替高強(qiáng)度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素體

35、球墨鑄鐵和鐵素體可鍛鑄鐵生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件。如大型柴油機(jī)機(jī)體、大型機(jī)床立柱等，更適合制造在熱循環(huán)作用下工作的零件，如大型柴油機(jī)汽缸蓋、排汽管、制動(dòng)盤、鋼錠模及金屬型等（6）工藝性能良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削 加工性能近于球墨鑄鐵。（5）減振性比球墨鑄鐵高，但比灰口鑄鐵低。牌號牌號組織組織用用 途途 舉舉 例例 RT260RT260 F+G F+G蠕蠕汽車、拖拉機(jī)底盤類零件、驅(qū)汽車、拖拉機(jī)底盤類零件、驅(qū)動(dòng)橋殼、閥體等動(dòng)橋殼、閥體等RT300RT300 F+P+G F+P+G蠕蠕 排氣管、變速箱體、汽缸蓋、排氣管、變速箱體、汽缸蓋、紡織零件、液壓件等紡織零件、液壓件等 RT340RT340

36、F+P+G F+P+G蠕蠕重型機(jī)床件、大型齒輪箱體、重型機(jī)床件、大型齒輪箱體、蓋、剎車鼓、玻璃模具、飛輪蓋、剎車鼓、玻璃模具、飛輪等等RT380RT380 P+G P+G蠕蠕 活塞環(huán)、氣缸套、制動(dòng)盤、玻活塞環(huán)、氣缸套、制動(dòng)盤、玻璃模具、剎車鼓、鋼珠研磨盤璃模具、剎車鼓、鋼珠研磨盤吸泥泵體等吸泥泵體等 RT420RT420 P+ G P+ G蠕蠕2-2 2-2 鑄鋼件生產(chǎn)鑄鋼件生產(chǎn) 一、鑄鋼的分類、性能、牌號及應(yīng)用一、鑄鋼的分類、性能、牌號及應(yīng)用 1 1 碳素鋼碳素鋼2 2 合金鋼合金鋼1 1）低碳鋼）低碳鋼2 2）中碳鋼）中碳鋼3 3）高碳鋼）高碳鋼C0.25%C=0.250.45%C=0.5

37、00.601 1）低合金鋼）低合金鋼2 2）高合金鋼）高合金鋼Me5%Mn13鑄造性能差、應(yīng)用較少。鑄造性能較好、應(yīng)用廣泛。鑄造性能差、應(yīng)用較少。鋼號鋼號舊舊鋼號鋼號化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）用途舉例用途舉例CSiMnP、SZG200400ZG150.200.500.800.04用于受力不大、要求韌性高的各種用于受力不大、要求韌性高的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、箱體等機(jī)械零件，如機(jī)座、箱體等ZG230450ZG250.300.500.900.04用于受力不大、要求韌性較高的各用于受力不大、要求韌性較高的各種機(jī)械零件，如外殼、軸承蓋、閥種機(jī)械零件，如外殼、軸承蓋、閥體、砧座等體、砧座

38、等ZG270500ZG350.400.500.900.04用于軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、用于軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、曲軸、缸體、箱體等曲軸、缸體、箱體等ZG310570ZG450.500.600.900.04用于負(fù)荷較高的零件，如大齒輪、用于負(fù)荷較高的零件，如大齒輪、缸體、制動(dòng)輪、棍子等缸體、制動(dòng)輪、棍子等ZG340640ZG550.600.600.900.04用于齒輪、棘輪、聯(lián)接器、叉頭等用于齒輪、棘輪、聯(lián)接器、叉頭等二、鑄鋼的熔鑄工藝特點(diǎn)二、鑄鋼的熔鑄工藝特點(diǎn) 1. 1. 鑄鋼的鑄造性能鑄鋼的鑄造性能差差流動(dòng)性差、收縮大。流動(dòng)性差、收縮大。1）鑄件要安放冒口和冷鐵；2）必須嚴(yán)格控制澆注溫

39、度；3）鑄件的壁不能太薄；2. 2. 鑄鋼的熱處理鑄鋼的熱處理退火：退火：C C 0.35% 0.35%正火：正火：C C 0.35% 0.35%3. 3. 鑄鋼的熔煉鑄鋼的熔煉電爐電爐2-3 2-3 鑄造有色合金鑄造有色合金一、鑄造銅合金一、鑄造銅合金1 1鑄造黃銅鑄造黃銅 2 2鑄造青銅鑄造青銅 (Cu-Zn)鑄造黃銅有相當(dāng)高的力學(xué)性能，如 b b=250=250450Mpa450Mpa，=7=73030%，HBS=60HBS=60120120。因其含銅量低，價(jià)格低于鑄造青銅，而且它的凝固溫度范圍小，有優(yōu)良的鑄造性能。所以鑄造黃銅常用于生產(chǎn)重載低速下或一般用途下的軸承、襯套、齒輪等耐磨件和

40、閥門及大型螺旋槳等耐蝕件等。青銅是指除了銅鋅合金以外的其它銅合金 。鑄造錫青銅的力學(xué)性能雖低于黃銅，但其耐磨、耐蝕性其耐磨、耐蝕性優(yōu)于黃銅，錫青銅特別適合制造高速滑動(dòng)軸承和襯套。除錫青銅外，還有鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等，其中鋁青銅有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐磨、耐蝕性有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐磨、耐蝕性，但鑄造性能較差，僅用于重要用途的耐磨、耐蝕件。 二、鑄造鋁合金二、鑄造鋁合金1 1 鋁硅合金鋁硅合金（Al-Al-Si Si）鋁硅合金流動(dòng)性好、線收縮率低、熱裂傾向小、氣密性好，鋁硅合金流動(dòng)性好、線收縮率低、熱裂傾向小、氣密性好，又有足夠的強(qiáng)度，所以應(yīng)用最廣。又有足夠的強(qiáng)度，所以應(yīng)用最廣。常用于制造形狀復(fù)雜

41、的 薄壁件或氣密性要求較高的鑄件，如內(nèi)燃機(jī)缸體、 化油器、儀表外殼等。 2 2 鋁銅合金（鋁銅合金（Al-CuAl-Cu）3 3 鋁鎂合金鋁鎂合金（Al-MgAl-Mg）4 4 鋁鋅合金（鋁鋅合金（Al-ZnAl-Zn）鋁銅合金的鑄造性能差，熱裂傾向大、氣密性和耐蝕性較差，但耐熱性較好，主要用于制造活塞、汽缸頭等。 鋁鎂合金是所有鋁合金中比強(qiáng)度最高的，主要用于航天、航空或長期在大氣、海水中工作的零件等 。 第三章 液態(tài)金屬的成形工藝方法3-1 3-1 砂型鑄造成形工藝砂型鑄造成形工藝一、手工造型一、手工造型二、機(jī)器造型二、機(jī)器造型 適用于單件、小批量生產(chǎn)適用于單件、小批量生產(chǎn)1 1) )生產(chǎn)效

42、率高生產(chǎn)效率高; ; 2)2)鑄型質(zhì)量好鑄型質(zhì)量好（緊實(shí)度高而均勻、型腔輪廓清晰）;3)3)設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長。設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長。 適用于適用于中、小型中、小型鑄件的鑄件的成批、大批量生產(chǎn)成批、大批量生產(chǎn)。 1 1 機(jī)器造型的造型方法：機(jī)器造型的造型方法：1 1）振擊壓實(shí)）振擊壓實(shí)2 2）汽動(dòng)微振壓實(shí)）汽動(dòng)微振壓實(shí)3 3）高壓造型）高壓造型4 4）拋砂緊實(shí)）拋砂緊實(shí)射芯機(jī)射芯機(jī)2 2 機(jī)器造型的造芯方法：機(jī)器造型的造芯方法： 3-2 3-2 金屬型鑄造成形工藝金屬型鑄造成形工藝 液態(tài)金屬液態(tài)金屬澆入澆入金屬型金屬型鑄件鑄件獲得獲得一、金屬型的材料及結(jié)構(gòu)

43、一、金屬型的材料及結(jié)構(gòu)材料一般采用鑄鐵鑄鐵，要求較高時(shí)，可選用碳鋼或低合金鋼碳鋼或低合金鋼 。金屬型的結(jié)構(gòu)有水平分型式、垂直分型式和復(fù)合分型式等 。二、金屬型的鑄造工藝二、金屬型的鑄造工藝 1 1 加強(qiáng)金屬型的排氣加強(qiáng)金屬型的排氣2 2 在金屬型的工作表面上噴刷涂料在金屬型的工作表面上噴刷涂料3 3 預(yù)熱金屬型并控制其溫度預(yù)熱金屬型并控制其溫度4 4 及時(shí)開型及時(shí)開型三、金屬型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍三、金屬型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍1金屬型鑄件冷卻速度快，組織致密，力學(xué)性能高。 2鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量均優(yōu)于砂型鑄造件。尺寸精 度達(dá)IT12IT12IT14IT14，Ra值平均可達(dá)6.36.312.

44、5m12.5m。 3 生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件得到改善。4 金屬型不透氣、無退讓性、鑄件冷卻速度快，易產(chǎn)生 氣孔、應(yīng)力、裂紋、澆不到、冷隔、白口氣孔、應(yīng)力、裂紋、澆不到、冷隔、白口等鑄造缺陷。 應(yīng)用應(yīng)用：主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)。主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)。3-3 3-3 熔模鑄造成形工藝熔模鑄造成形工藝在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化干燥后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的一種成形工藝方法。 壓型蠟?zāi)＝M結(jié)殼脫蠟單個(gè)蠟?zāi)１簾沧⒁弧⑷勰ｈT造的工藝過程一、熔模鑄造的工藝過程二、熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍二、熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍1鑄件的精度和

45、表面質(zhì)量較高，公差等級可達(dá)IT11IT11IT13IT13， 表面粗糙度Ra值達(dá)1.61.612.5m12.5m。 2合金種類不受限制，尤其適用于高熔點(diǎn)及難加工的高合 金鋼，如耐熱合金、不銹鋼、磁鋼等。 3可鑄出形狀較復(fù)雜的鑄件，如鑄件上寬度大于3mm的 凹槽、直徑大于2mm的小孔均可直接鑄出。 4生產(chǎn)批量不受限制，單件、成批、大量生產(chǎn)均可適用。 5工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長；原材料價(jià)格貴，鑄件成 本高；鑄件不能太大、太長，否則熔模易變形， 喪失原有精度。 應(yīng)用：應(yīng)用：它最適合它最適合25kg25kg以下的高熔點(diǎn)、難以切削加工合金以下的高熔點(diǎn)、難以切削加工合金 鑄件的成批大量生產(chǎn)。鑄件的成批大

46、量生產(chǎn)。3-4 3-4 壓力鑄造成形工藝壓力鑄造成形工藝液態(tài)金屬在高壓作用高壓作用下快速壓入快速壓入金屬鑄型金屬鑄型中，并在壓力下結(jié)在壓力下結(jié)晶晶，以獲得鑄件的成形工藝方法。 一、壓鑄機(jī)和壓鑄工藝過程一、壓鑄機(jī)和壓鑄工藝過程二、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍二、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 1鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量最高。公差等級一般為 IT11IT11IT13IT13級，Ra為3.23.20.80.8m。 2鑄件的強(qiáng)度和表面硬度高。抗拉強(qiáng)度可比砂型鑄造 提高25253030%，但伸長率有所下降。 3可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件。 4生產(chǎn)率高。國產(chǎn)壓鑄機(jī)每小時(shí)可鑄 50150次，最高可達(dá)500次。 5壓鑄設(shè)

47、備投資大，壓鑄型制造成本高，工藝準(zhǔn)備時(shí)間 長，不適宜單件、小批生產(chǎn)不適宜單件、小批生產(chǎn)。6由于壓鑄型壽命的原因，目前壓鑄尚不適宜鑄鐵、鋼 等高熔點(diǎn)合金的鑄造。 7壓鑄件內(nèi)部存在縮孔和縮松，表皮下形成許多氣孔。三、在壓鑄件的設(shè)計(jì)和使用中，應(yīng)注意的問題三、在壓鑄件的設(shè)計(jì)和使用中，應(yīng)注意的問題1. 應(yīng)使鑄件壁厚均勻，并以34mm壁厚為宜，最大壁厚 應(yīng)小于68mm，以防止縮孔、縮松等缺陷。2 . 壓鑄件不能進(jìn)行熱處理或在高溫下工作，以免壓鑄件 內(nèi)氣孔中的氣體膨脹，導(dǎo)致鑄件表面鼓泡或變形。3 . 壓鑄件應(yīng)盡量避免切削加工，以防止內(nèi)部孔洞外露。4 . 由于壓鑄件內(nèi)部疏松，塑性、韌性相對較差，因此不 適宜制

48、造承受沖擊的制件。應(yīng)用應(yīng)用：有色薄壁小件的大批量生產(chǎn)。有色薄壁小件的大批量生產(chǎn)。3-5 3-5 低壓鑄造成形工藝低壓鑄造成形工藝 低壓鑄造是在0.20.7大氣壓的低壓下將金屬液注入 型腔，并在壓力下凝固成形，以獲得鑄件的方法。一、低壓鑄造的工藝過程一、低壓鑄造的工藝過程二、低壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍二、低壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍應(yīng)用：應(yīng)用：目前廣泛應(yīng)用于鑄造鋁合金鑄件，目前廣泛應(yīng)用于鑄造鋁合金鑄件，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、葉輪等，體、缸蓋、活塞、葉輪等，也可用于球墨鑄鐵、銅合金等也可用于球墨鑄鐵、銅合金等澆注較大的鑄件，如球鐵曲軸、銅合金螺旋槳等。澆注較大的鑄件，如球鐵曲軸、銅

49、合金螺旋槳等。1澆注壓力和速度便于調(diào)節(jié)，可適應(yīng)不同材料的鑄型。 2鑄件的氣孔、夾渣等缺陷較少。 3便于實(shí)現(xiàn)順序凝固，使鑄件組織致密、力學(xué)性能高。 4由于省去了補(bǔ)縮冒口，使金屬的利用率提高到9098%。 7.1.27.1.2 砂型鑄造工藝（砂型鑄造工藝（P163P163）砂型鑄造工藝是生產(chǎn)鑄件的第一步，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、批量大小及生產(chǎn)條件確定鑄造工藝方案。包括澆注位置的選擇、分型面的選擇、工藝參數(shù)的確定，并標(biāo)示在零件圖上。一、澆注位置的選擇一、澆注位置的選擇澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置。1.鑄件的重要加工面和受力面應(yīng)朝下或位于側(cè)面 上上下下下下上上上上下下3.鑄件的大平面應(yīng)朝下，防止產(chǎn)

50、生氣孔和夾砂。熱輻射 2. 應(yīng)將面積較大的薄壁部位置于鑄型下部，或使其傾斜位置上上下下4.為防止鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松的缺陷，應(yīng)使鑄件的厚大部位朝上或側(cè)放 上上下下下下上上二、分型面位置的確定原則二、分型面位置的確定原則 上下中1.1. 分型面應(yīng)盡可能將鑄件重要加工面或大部分加工面與加分型面應(yīng)盡可能將鑄件重要加工面或大部分加工面與加工基準(zhǔn)面放在同一砂型內(nèi)，以確保精度。工基準(zhǔn)面放在同一砂型內(nèi)，以確保精度。指上、下或左、右砂型間的接觸表面。指上、下或左、右砂型間的接觸表面。 機(jī)床床身的頂部為加工基準(zhǔn)面，導(dǎo)軌部分為重要加工面，機(jī)床床身的頂部為加工基準(zhǔn)面，導(dǎo)軌部分為重要加工面，b b方案易錯(cuò)箱，影響精度；

51、方案易錯(cuò)箱，影響精度；a a方案在凸臺處增加一外型芯，可方案在凸臺處增加一外型芯，可使加工面和基準(zhǔn)面在同一砂型內(nèi)，保證鑄件的精度。使加工面和基準(zhǔn)面在同一砂型內(nèi)，保證鑄件的精度。二、分型面位置的確定原則二、分型面位置的確定原則 2. 2. 選擇分型面應(yīng)方便起模和簡化造型，盡可能減少分型面選擇分型面應(yīng)方便起模和簡化造型，盡可能減少分型面數(shù)目和活塊數(shù)目數(shù)目和活塊數(shù)目上下下上3.3.分型面盡量平直。如圖，盡量避免挖砂或假箱造型分型面盡量平直。如圖，盡量避免挖砂或假箱造型4. 4. 為便于造型、下芯、合箱及檢驗(yàn)鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型為便于造型、下芯、合箱及檢驗(yàn)鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱。腔及

52、主要型芯位于下箱。 下上上下5. 5. 分型面應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)目。如圖分型面應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)目。如圖a a接頭內(nèi)孔的形成接頭內(nèi)孔的形成需要型芯；而需要型芯；而b b可通過自帶型芯來形成，省去了造芯及芯盒。可通過自帶型芯來形成，省去了造芯及芯盒。三、鑄造工藝參數(shù)的確定三、鑄造工藝參數(shù)的確定 生產(chǎn)批量最小鑄出孔直徑灰口鑄鐵件鑄鋼件大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)1215153030503050501 1機(jī)械加工余量：為機(jī)械加工而增大的尺寸，隨鑄件的大機(jī)械加工余量：為機(jī)械加工而增大的尺寸，隨鑄件的大小、材質(zhì)、批量、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等變化。小、材質(zhì)、批量、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等變化。2. 2. 鑄孔鑄孔 較

53、大的孔和槽應(yīng)鑄出，減少切削工時(shí)和節(jié)約金屬。較大的孔和槽應(yīng)鑄出，減少切削工時(shí)和節(jié)約金屬。 三、鑄造工藝參數(shù)的確定三、鑄造工藝參數(shù)的確定 2 2起模斜度起模斜度 在造型和制芯時(shí)，為便于把模型從鑄型中或在造型和制芯時(shí)，為便于把模型從鑄型中或把芯子從芯盒中取出，而在模型或芯盒的起模方向上加一把芯子從芯盒中取出，而在模型或芯盒的起模方向上加一定的斜度。取決于該垂直壁的高度和造型方法。定的斜度。取決于該垂直壁的高度和造型方法。 通常隨著垂直壁高度的增加，起模斜度減小；通常隨著垂直壁高度的增加，起模斜度減小； 機(jī)器造型的起模斜度較手工造型的小；機(jī)器造型的起模斜度較手工造型的小； 外壁的起模斜度小于內(nèi)壁；外壁

54、的起模斜度小于內(nèi)壁； 一般在一般在0.50.555之間。之間。3 3鑄造圓角鑄造圓角 4 4鑄造收縮率鑄造收縮率5 5 型芯及芯頭型芯及芯頭圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/31/2。 通常灰鑄鐵為0.71.0%，鑄造碳鋼為1.32.0%，鋁硅合金為0.81.2%，錫青銅為1.21.4%。 型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形。 芯頭的作用：1）定位作用；2）固定作用；3）排氣作用。四、澆、冒口系統(tǒng)四、澆、冒口系統(tǒng) 1. 1. 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的組成及作用澆注系統(tǒng)的組成及作用2. 2. 冒口冒口冒口是在鑄型中設(shè)置的一個(gè)儲存金屬液的空腔。 冒口普通冒口特種冒

55、口明冒口暗冒口保溫冒口發(fā)熱冒口大氣壓力冒口易割冒口4-3 4-3 液態(tài)成形工藝設(shè)計(jì)實(shí)例液態(tài)成形工藝設(shè)計(jì)實(shí)例 上上下下材料：材料：HT200HT200收縮率：收縮率：1.0 %1.0 %上下下上 7.4 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅考慮使用性能，還應(yīng)考慮其鑄造工藝和所用合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求，即鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡化生產(chǎn)鑄件的制模、造型、制芯、合箱和清理等工序，并易于保證鑄件的質(zhì)量和提高成品率。 總的原則是：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。總的原則是：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。7.4.1 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求從簡化鑄造工藝過程出發(fā)，高效率、低成本地生產(chǎn)出合格從簡化鑄造工藝過程出發(fā)，

56、高效率、低成本地生產(chǎn)出合格鑄件。鑄件。2、鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)、鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)3.組合鑄件組合鑄件3. 結(jié)構(gòu)斜度 指在鑄件所有垂直與分型面的非加工面上設(shè)計(jì)斜度7.4.2、鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求、鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求Requirements of Foundry Technological Properties to Casting Structuren 從避免鑄造缺陷出發(fā)，與合金的鑄造性能有關(guān)的鑄造缺陷從避免鑄造缺陷出發(fā)，與合金的鑄造性能有關(guān)的鑄造缺陷如：澆不到、縮孔、縮松、鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等與鑄如：澆不到、縮孔、縮松、鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等與鑄件結(jié)構(gòu)的關(guān)系很密切。如果采用更合理的鑄件結(jié)構(gòu)

57、，便可件結(jié)構(gòu)的關(guān)系很密切。如果采用更合理的鑄件結(jié)構(gòu)，便可消除這些缺陷。消除這些缺陷。n 鑄件壁及肋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鑄件壁及肋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.鑄件的壁厚鑄件的壁厚2.壁的連接壁的連接3. 避免變形和裂紋的結(jié)構(gòu)避免變形和裂紋的結(jié)構(gòu)7.2 特種鑄造 砂型鑄造以外的鑄造方法，包括： 1.熔模鑄造；2.金屬型鑄造；3.壓力鑄造； 4.離心鑄造；5.低壓鑄造； 6.陶瓷鑄造； 7.連續(xù)鑄造；8.實(shí)型鑄造n一、熔模鑄造一、熔模鑄造n1 1、定義：是在易熔模樣表面包覆數(shù)層耐火涂、定義：是在易熔模樣表面包覆數(shù)層耐火涂料，待其硬化干燥后，將模樣熔去而制成型殼，料，待其硬化干燥后，將模樣熔去而制成型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的一

58、種方法。經(jīng)澆注而獲得鑄件的一種方法。n2 2、熔模鑄造的工藝過程、熔模鑄造的工藝過程n1. 制造母模；制造母模；n2. 制造壓型；制造壓型；n3. 制造熔模；制造熔模；n4. 型殼制造；型殼制造；n 結(jié)殼：熔模上涂耐火材料，撒砂，結(jié)殼：熔模上涂耐火材料，撒砂，n硬化，此工藝反復(fù)進(jìn)行。硬化，此工藝反復(fù)進(jìn)行。n 脫模：使蠟熔化并從型殼中脫出。脫模：使蠟熔化并從型殼中脫出。n 焙燒：型殼在焙燒：型殼在8001000加熱加熱n清除水分，增加強(qiáng)度。清除水分，增加強(qiáng)度。n 3、熔模鑄造的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n(1) (1) 鑄孔的直徑不要太小和太深，孔太小時(shí)，鑄孔的直徑不要太小和太深，孔太小時(shí)，涂料和砂粒很難進(jìn)入臘模

59、的孔洞內(nèi)。一般孔直涂料和砂粒很難進(jìn)入臘模的孔洞內(nèi)。一般孔直徑大于徑大于2 2mmmm，通孔的深度和直徑的最大比值為通孔的深度和直徑的最大比值為4 46 6，盲孔的比值為，盲孔的比值為2 2左右。左右。n（2 2）鑄槽的寬度大于）鑄槽的寬度大于2 2mmmm，槽深為槽寬的槽深為槽寬的2 26 6倍。倍。n（3 3）鑄件的壁厚一般為）鑄件的壁厚一般為2 28 8mmmmn（4 4）由于熔模鑄造不用冷鐵、少用冒口，多由于熔模鑄造不用冷鐵、少用冒口，多用直澆口直接補(bǔ)縮，因此要求鑄件壁厚均勻或用直澆口直接補(bǔ)縮，因此要求鑄件壁厚均勻或壁厚分布滿足順序凝固要求。壁厚分布滿足順序凝固要求。4 4、熔模鑄造的特

60、點(diǎn)和適用范圍、熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍（1)1)鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，尺寸公差等級為鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，尺寸公差等級為IT11IT11IT13IT13。表面粗糙度為表面粗糙度為Ra12.5Ra12.51.6m1.6m。 (2)(2)適用于各種合金鑄件，尤其適用于高熔點(diǎn)及難加適用于各種合金鑄件，尤其適用于高熔點(diǎn)及難加工的高合金鋼，如耐熱鋼、不銹鋼、磁鋼等。工的高合金鋼，如耐熱鋼、不銹鋼、磁鋼等。（3 3）可制成形狀復(fù)雜的鑄件最小孔徑為）可制成形狀復(fù)雜的鑄件最小孔徑為1.5mm1.5mm，最小，最小壁厚可達(dá)壁厚可達(dá)0.7mm0.7mm。（4 4）工藝過程復(fù)雜。生產(chǎn)周期長，鑄件成本較高，鑄