1、金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-241第二篇第二篇 鑄造鑄造第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-242第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造鑄造(Casting)(Casting)：將液態(tài)金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相將液態(tài)金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相 適適 應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得一定形狀、尺應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得一定形狀、尺寸毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為鑄造。寸毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為鑄造。 歷史悠久歷史悠久(4000(4000年以上年以上) ) 水平高超：水平高超：永樂大鐘（永樂大鐘（46.5t46.5t，2323萬字，含

2、金萬字，含金18.6Kg18.6Kg，含，含銀銀38Kg38Kg） 應用廣泛：應用廣泛：在在機器設備機器設備中鑄件所占比例很大。中鑄件所占比例很大。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造零件零件木模木模砂箱砂箱分模面分模面兩箱造型兩箱造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造4第二篇第二篇 鑄造鑄造零件圖零件圖鑄造工藝圖鑄造工藝圖鑄鑄型型型型芯芯芯盒芯盒 芯砂芯砂型砂型砂模型模型熔化熔化合合 箱箱落砂、清理落砂、清理檢檢 驗驗鑄鑄 件件澆注澆注冷卻冷卻凝固凝固金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-245第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造的優(yōu)點：鑄造的優(yōu)點：（1）材料來源廣；（2）廢品可重熔；（3）設備投資

3、低。 1可生產(chǎn)形狀任意復雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復雜的內(nèi)腔形狀復雜的制件制件。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。（3）生產(chǎn)批量不受限制2適應性強： 3成本低： 4對于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，液態(tài)成形是制造其毛坯或零件的唯一成型工藝。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-246第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造的缺點：鑄造的缺點：1. 金屬液態(tài)成形工藝過程比較復雜，一些工藝過程還難金屬液態(tài)成形工藝過程比較復雜，一些工藝過程還難以控制；以控制；2. 產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。液態(tài)成形零件缺陷較多，易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。液態(tài)成形零件缺陷較多，易

4、出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等缺陷；縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等缺陷；3. 產(chǎn)品的力學性能不是很高。由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，產(chǎn)品的力學性能不是很高。由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴有缺陷，其力學性能比同類材料組織不均勻，且常伴有缺陷，其力學性能比同類材料的塑性成形低的塑性成形低。4. 勞動條件差，三高兩彎。勞動條件差，三高兩彎。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-247第二篇第二篇 鑄造鑄造2、特種鑄造特種鑄造特點：鑄件性能較好，精度低，效率高特點：鑄件性能較好，精度低，效率高熔模鑄造熔模鑄造(investment casting)消失模鑄造消失模

5、鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造(permanent mold casting)壓力鑄造壓力鑄造(die casting)離心鑄造離心鑄造(centrifugal casting)1、型砂鑄造型砂鑄造(sand casting)金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-248第二篇第二篇 鑄造鑄造合金在鑄造時的難易程度稱為液態(tài)合金的鑄造性能合金在鑄造時的難易程度稱為液態(tài)合金的鑄造性能熔化時：不易氧化、吸氣熔化時：不易氧化、吸氣澆注時：易充滿型腔澆注時：易充滿型腔凝固時：不易產(chǎn)生縮孔，化學成分均勻凝固時：不易產(chǎn)生縮孔，化學成分均勻冷卻時：不易變形、開裂冷卻時：不易變形、開裂合金合金鑄造性能鑄造性能是

6、選擇鑄造金屬材料，確定鑄件的鑄造工藝是選擇鑄造金屬材料，確定鑄件的鑄造工藝方案及進行鑄件結構設計的依據(jù)方案及進行鑄件結構設計的依據(jù)金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-249第二篇第二篇 鑄造鑄造充型充型：液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。：液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。充型能力充型能力： 液態(tài)金屬液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的的成型件的能力。成型件的能力。充型能力不足充型能力不足澆澆不足不足冷冷 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)合金的流動性合金的流動性澆注條件澆注條件鑄型填充條件鑄型填充條件

7、金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2410第二篇第二篇 鑄造鑄造合金的合金的流動性流動性是：是： 液態(tài)合金本身的流動能力。液態(tài)合金本身的流動能力。出氣口澆口杯 通常用螺旋試樣來測試通常用螺旋試樣來測試合金流動性的優(yōu)、劣。將合合金流動性的優(yōu)、劣。將合金液澆入鑄型中，冷凝后測金液澆入鑄型中，冷凝后測出充滿型腔的試樣長度。澆出充滿型腔的試樣長度。澆出的試樣越長，合金的流動出的試樣越長，合金的流動性越好。性越好。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造合金的流動性好2022-6-2411 形成輪廓清晰的薄壁復雜件形成輪廓清晰的薄壁復雜件 易于夾雜、氣體上浮易于夾雜、氣體上浮 易于補縮易于補縮散熱伴

8、隨結晶現(xiàn)象散熱伴隨結晶現(xiàn)象鑄型對金屬液的阻力鑄型對金屬液的阻力型腔中氣體的作用型腔中氣體的作用澆不足澆不足但是金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2412影響流動性的因素影響流動性的因素第二篇第二篇 鑄造鑄造C C、SiSi含量含量；流動性；流動性u成分成分共晶成分：共晶成分：恒溫恒溫下結晶，流動性下結晶，流動性；其它成分：其它成分：兩相區(qū)兩相區(qū)內(nèi)結晶，流動性內(nèi)結晶，流動性. .u含含C C量：遠離量：遠離4.3%4.3%，流動性，流動性. .u合金元素：合金元素：SiSi、 MnMn、 S S、 P P 流流 流去流去SSMnSMnS流流 熔點熔點流流金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄

9、造2022-6-2413凡凡流動阻力，流動阻力，V V流流、V V冷冷流動性流動性 表面粗糙度：表面粗糙度表面粗糙度：表面粗糙度， 流動阻力流動阻力流動性流動性 散熱條件散熱條件： 導熱率導熱率流動性流動性（金屬、砂型（金屬、砂型鑄造）鑄造） 鑄型中氣體：鑄型中氣體： 氣體氣體， 流動阻力流動阻力流動性流動性產(chǎn)生原因：型腔中氣體受熱膨脹型腔中水分汽化其它有機物燃燒氣體反壓力氣體反壓力金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造u澆注溫度 T T,t ,t液液 流動性流動性，butbut收縮收縮，缺，缺陷陷u直澆口高度 高度高度，靜壓力，靜壓力 流動性流動性2022-6-2414第二篇第二篇 鑄造鑄造高溫出

10、爐，低溫澆注高溫出爐，低溫澆注u鑄件壁鑄件壁 ，V V冷冷,t ,t流動性流動性 澆不足、冷隔澆不足、冷隔規(guī)定規(guī)定最小壁厚最小壁厚金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造合理選擇化學成分（共晶成分）合理選擇化學成分（共晶成分）制定合理的熔煉工藝（制定合理的熔煉工藝（T T熔）熔）制定合理的造型工藝（排氣，烘干，制定合理的造型工藝（排氣，烘干，直澆口高直澆口高度，內(nèi)澆口截面積）度，內(nèi)澆口截面積）制定合理的澆注工藝（高溫出爐，低溫澆注）制定合理的澆注工藝（高溫出爐，低溫澆注）2022-6-2415金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2416表層中心St鑄件溫度鑄件的凝固過程：鑄件的凝固過程：液相

11、區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)。液相區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)。對鑄件質(zhì)量影響較大是液相和固相并存的凝固區(qū)的寬窄。對鑄件質(zhì)量影響較大是液相和固相并存的凝固區(qū)的寬窄。ab逐層凝固逐層凝固 糊狀凝固糊狀凝固表層中心t鑄件固相線液相線成分溫度表層中心t鑄件液固液c液相線固凝固區(qū)第二篇第二篇 鑄造鑄造中間凝固中間凝固金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造定義：定義： 鑄件從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸鑄件從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。縮減的現(xiàn)象。l 收縮收縮的概念的概念l 合金的收縮經(jīng)歷三個階段：合金的收縮經(jīng)歷三個階段：液態(tài)收縮液態(tài)收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮縮孔、縮松縮孔、縮松內(nèi)應力、變形

12、、裂紋內(nèi)應力、變形、裂紋金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造化學成分化學成分化學成分不同，化學成分不同，C C存在形式不同。存在形式不同。2022-6-2418工藝條件工藝條件澆注溫度澆注溫度 鑄件結構和鑄型條件鑄件結構和鑄型條件C C、Si,Si,石墨析出量石墨析出量收縮收縮金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造19u特點：特點：u形成：形成：逐層凝固逐層凝固u原因：原因：液態(tài)收縮和凝固收縮液態(tài)收縮和凝固收縮逐層凝固易產(chǎn)生縮孔逐層凝固易產(chǎn)生縮孔最后凝固區(qū)（熱節(jié)）最后凝固區(qū)（熱節(jié)） 液態(tài)收縮液態(tài)收縮，凝固收縮，凝固收縮縮孔縮孔金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造凝固等溫線法內(nèi)切圓法計算機凝固模擬法2022-

13、6-2420金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造冒口冒口： T T澆澆，流動性，流動性，butbut收縮收縮，縮孔，縮孔薄壁薄壁厚壁厚壁冒口、冷鐵（縮孔）冒口、冷鐵（縮孔） 完好鑄件。完好鑄件。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2422解決縮孔的方法演示：解決縮孔的方法演示： 冒口和冷鐵冒口和冷鐵冷鐵熱節(jié)第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造u特點：特點：u形成：形成：糊狀凝固（糊狀凝固（發(fā)生在最后凝固區(qū)發(fā)生在最后凝固區(qū)）u原因：原因：u措施：措施：凝固收縮凝固收縮糊狀凝固（凝固區(qū)域?qū)挼暮辖穑┮桩a(chǎn)生縮糊狀凝固（凝固區(qū)域?qū)挼暮辖穑┮桩a(chǎn)生縮松，松， 凝固區(qū)域凝固區(qū)域，縮松，

14、縮松合理控制凝固過程（合理控制凝固過程（順序凝固順序凝固）縮孔縮孔縮縮松松機械自動化學院機械自動化學院C o l l e g e o f M a c h i n e r y & A u t o m a t i o n 來自外界：鑄型、型芯（來自外界：鑄型、型芯（機械應力機械應力）阻礙阻礙定義：鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙而引定義：鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙而引起的應力（鑄件內(nèi)部產(chǎn)生的應力）。起的應力（鑄件內(nèi)部產(chǎn)生的應力）。 來自內(nèi)部：來自內(nèi)部：V V冷冷不同引起的收縮不一致（不同引起的收縮不一致（熱應力熱應力） 相變產(chǎn)生體積變化（相變應力）相變產(chǎn)生體積變化（相變應力）上型上型下型下型第三節(jié)第三節(jié)

15、 液態(tài)成形內(nèi)應力、變形與裂紋液態(tài)成形內(nèi)應力、變形與裂紋 金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造+拉應力拉應力 -壓應力壓應力T0-T1T0-T1均處于塑均處于塑性狀態(tài)性狀態(tài)T1-T2T1-T2處于彈性狀態(tài)，處于彈性狀態(tài)， 處于塑性狀態(tài)處于塑性狀態(tài)T2-T3T2-T3、均均處于彈性處于彈性狀態(tài)狀態(tài)金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2426第二篇第二篇 鑄造鑄造熱應力的消除方法熱應力的消除方法鑄件的結構：鑄件的結構：鑄件各部分能自由收縮鑄件各部分能自由收縮 工藝方面：工藝方面：采用同時凝固原則采用同時凝固原則時效處理：時效處理：人工時效人工時效( (退火退火) ) 550650 550650

16、；自然時效；自然時效鑄件的結構盡可能對稱鑄件的結構盡可能對稱鑄件的壁厚盡可能均勻鑄件的壁厚盡可能均勻金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造 產(chǎn)生原因：內(nèi)應力產(chǎn)生原因：內(nèi)應力 鑄件屈服強度鑄件屈服強度 措施：加裕量法、反變形法措施：加裕量法、反變形法金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2428第二篇第二篇 鑄造鑄造熱裂的形狀特征是熱裂的形狀特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。呈氧化色。 u產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 內(nèi)應力內(nèi)應力 鑄件抗拉強度鑄件抗拉強度熱裂的防止熱裂的防止： 溫差，熱裂傾向小的合金。溫差，熱裂傾向小的合金。 鑄型和型芯的退讓性，鑄型和型

17、芯的退讓性，收縮阻礙，以減小機械應力。收縮阻礙，以減小機械應力。 對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制硫的含量，對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制硫的含量， 防止熱脆性。防止熱脆性。 金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2429冷裂的特征是冷裂的特征是：裂紋細小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬：裂紋細小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。光澤或輕微氧化色。 冷裂的防止：冷裂的防止：1 1）使鑄件壁厚盡可能均勻；）使鑄件壁厚盡可能均勻；2 2）采用同時凝固的原則；）采用同時凝固的原則；3 3）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制磷的含量，防止）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴格控制磷的含量，防止冷脆

18、性。冷脆性。 金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造30第二篇第二篇 鑄造鑄造第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件生產(chǎn)鑄鐵件生產(chǎn) 鑄鐵是鑄鐵是含碳量含碳量大于大于2.11%2.11%（通常為（通常為2.5%-3.5%2.5%-3.5%）的鐵碳合金。）的鐵碳合金。（C C、SiSi、MnMn、P P、S S）滲碳體滲碳體石墨石墨白口鑄鐵白口鑄鐵麻口鑄鐵麻口鑄鐵灰口鑄鐵灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24313. 3. 麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：組織中既存在組織中既存在石墨石墨、又有、又有萊氏體萊氏體，是白口和灰口，是白口和灰口之間

19、的過渡組織，因斷口處有黑白相間的麻點，故而得名。之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的麻點，故而得名。1. 1.白口鑄鐵：白口鑄鐵：碳全部以碳全部以FeFe3 3C C的形式存在，斷口呈銀色。的形式存在，斷口呈銀色。 特點：脆而硬特點：脆而硬 應用：煉鋼原料應用：煉鋼原料 ；可鍛鑄鐵毛坯（經(jīng)長時間高溫退火；可鍛鑄鐵毛坯（經(jīng)長時間高溫退火 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 ）；耐磨件：農(nóng)具、磨球、軋輥）；耐磨件：農(nóng)具、磨球、軋輥2. 2. 灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：碳大部或全部以粗碳大部或全部以粗片狀石墨片狀石墨形式存在，斷口呈暗形式存在，斷口呈暗灰色。灰色。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24324 4

20、蠕墨鑄鐵：蠕墨鑄鐵： 其石墨呈蠕蟲狀。如圖其石墨呈蠕蟲狀。如圖d d所示。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，鑄鐵又可分為：的不同，鑄鐵又可分為：1 1普通灰口鑄鐵：普通灰口鑄鐵： 簡稱灰口鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖簡稱灰口鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖a a所示。所示。2 2可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵： 其石墨呈團絮狀。如圖其石墨呈團絮狀。如圖b b所示。所示。3 3球墨鑄鐵：球墨鑄鐵： 其石墨呈球狀。如圖其石墨呈球狀。如圖c c所示。所示。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2433金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造 碳以石墨的形式析出的過程。 通常視

21、石墨化過程充分與否，會得到不同基體的鑄鐵組織。2022-6-2434鑄鐵的基體通常有：鑄鐵的基體通常有： 鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵 鐵素體鐵素體珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵 珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵影響石墨化的因素影響石墨化的因素C C、Si Si強化強化石墨元素（石墨元素（，改善鑄鐵的鑄造性能），改善鑄鐵的鑄造性能）第二篇第二篇 鑄造鑄造C C、SiSi，石墨，石墨，片粗大，片粗大 b b、HBHB C C、Si Si 白口組織白口組織調(diào)制調(diào)制MnMn阻礙石墨化元素（阻礙石墨化元素（0.6-1.2%0.6-1.2%），），基體性能基體性能控制控制限制限制S S（0.15%0.15%）

22、阻礙石墨化元素（阻礙石墨化元素（SS白口傾向白口傾向）FeSFeS熱脆，熱脆，流動性。流動性。P P（0.15%HT=250-350MpaHT，HB=170-270HB=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斷面性能均勻斷面性能均勻孕育劑孕育劑為含硅為含硅75%75%的硅鐵，加入量為鐵水重量的的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.25-0.6%0.25-0.6%。 第二篇第二篇 鑄造鑄造應用應用 承受沖擊載荷或交變載荷不大，要求較高強度、硬度、耐磨性的承受沖擊載荷或交變載荷不大，要求較高強度、硬度、耐磨性的重要件、復雜件，特別是厚大截面鑄件（床身，汽缸

23、體、缸套及液壓件重要件、復雜件，特別是厚大截面鑄件（床身，汽缸體、缸套及液壓件等）。等）。 熔鑄特點熔鑄特點 沖天爐熔煉，出爐溫度較高（不應低于沖天爐熔煉，出爐溫度較高（不應低于14001400） ，孕育處，孕育處理后立即澆注，對型砂退讓性要求高。（鑄造性能理后立即澆注，對型砂退讓性要求高。（鑄造性能HTHT(CHT(C石團石團，強度、硬度高，具有一定的，強度、硬度高，具有一定的 韌性材料韌性材料) )耐沖擊、耐振動件（汽車后橋殼，機床扳手）；耐磨、耐蝕件、耐沖擊、耐振動件（汽車后橋殼，機床扳手）；耐磨、耐蝕件、薄壁復雜薄壁復雜小小鑄件鑄件T T澆：澆：13001300 （白口，流動性（白口，

24、流動性）；設置冒口（）；設置冒口（ 收縮收縮 ）；）；耐火性，退讓性耐火性，退讓性金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2443球化處理工藝有球化處理工藝有沖入法沖入法 和和型內(nèi)球化法型內(nèi)球化法。 P P F F+ +石墨（球狀）石墨（球狀）組織：組織：工藝特點：工藝特點：在高在高C C、Si Si的鐵水中加入的鐵水中加入球化劑球化劑和和孕育劑孕育劑稀土鎂合金稀土鎂合金SiSi、FeFe塊塊球狀石墨球狀石墨分類：分類： 鐵素體球鐵（塑性、韌性好）鐵素體球鐵（塑性、韌性好）+ + 珠光體球鐵（強度、硬度高）珠光體球鐵（強度、硬度高）鐵水合金球化劑硅鐵粉鐵水包出鐵槽草木灰反應室反應室鑄件鑄

25、件冒口冒口積渣包積渣包金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造性能特點：抗拉強度和性能特點：抗拉強度和屈服強度屈服強度很高；疲勞強度較很高；疲勞強度較高；硬度和耐磨比其他鑄鐵都高。高；硬度和耐磨比其他鑄鐵都高。2022-6-2444性能性能45#45#鍛鋼（正火）鍛鋼（正火）P P球鐵（正火）球鐵（正火）抗拉強度抗拉強度690690815815屈服強度屈服強度410410640640延伸率延伸率26263 3疲勞強度疲勞強度150150155155硬度硬度HBHB229 其他鑄鐵和鑄鋼；韌性、塑性、焊接性其他鑄鐵和鑄鋼；韌性、塑性、焊接性能能HTHT應用：代替應用：代替KTKT、HTHT制造性能要求高

26、的零件，在一定制造性能要求高的零件，在一定程度上可代替鑄鋼程度上可代替鑄鋼熔鑄特點：熔鑄特點： T T澆澆14501450 收縮收縮HTHT冒口，冒口，補縮作用，補縮作用，內(nèi)澆口截面積，防止縮孔、夾雜等缺內(nèi)澆口截面積，防止縮孔、夾雜等缺陷陷2022-6-2447金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2448蠕墨鑄鐵的性能特點：蠕墨鑄鐵的性能特點：（1 1）力學性能力學性能介于灰鑄鐵球墨鑄介于灰鑄鐵球墨鑄 鐵之間。鐵之間。（2 2）壁厚敏感性比壁厚敏感性比灰鑄鐵小。灰鑄鐵小。（3 3）導熱性和耐疲勞性導熱性和耐疲勞性比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。（4

27、 4）耐磨性優(yōu)于耐磨性優(yōu)于灰口鑄鐵球墨鑄鐵。灰口鑄鐵球墨鑄鐵。（6 6）工藝性能工藝性能良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削加工性能近于球墨鑄鐵。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 5）減振性減振性比球墨鑄鐵和灰口鑄鐵高。比球墨鑄鐵和灰口鑄鐵高。工藝特點工藝特點：高：高Si Si、C C的的鐵水進行蠕化處理鐵水進行蠕化處理+ +孕育處理孕育處理蠕化劑：稀土硅鐵或稀土硅鈣合金蠕化劑：稀土硅鐵或稀土硅鈣合金金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2449一、砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，適用于各種形狀、大小及各一、砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，適用于各種形狀、大小及各種合金鑄件的

28、生產(chǎn)。種合金鑄件的生產(chǎn)。二、學習要點：二、學習要點： 鑄造工藝圖：鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種工藝符號表示出鑄造工藝是在零件圖上用各種工藝符號表示出鑄造工藝方案的圖形。最主要的幾個組成因素是：方案的圖形。最主要的幾個組成因素是：分型面、型芯、鑄分型面、型芯、鑄造圓角、加工余量、拔模斜度，另外還有收縮率等。造圓角、加工余量、拔模斜度，另外還有收縮率等。 選擇造型方法、澆注位置和分型面是關鍵。選擇造型方法、澆注位置和分型面是關鍵。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2450為省卻挖砂操作，在造型前特制一為省卻挖砂操作，在造型前特制一個底胎，然后在底胎上造下箱；底個底胎，然后在底胎上造下

29、箱；底胎可多次使用，不參與澆注胎可多次使用，不參與澆注造型方法造型方法主要特點主要特點適用范圍適用范圍整模造型整模造型整體模，平面分型面，型腔在一個整體模，平面分型面，型腔在一個砂箱內(nèi)；造型簡單，鑄件精度表面砂箱內(nèi)；造型簡單，鑄件精度表面質(zhì)量較好質(zhì)量較好分分模模造型造型模樣沿最大截面分為兩半，型腔位模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個砂箱，造型簡便于上、下兩個砂箱，造型簡便挖砂造型挖砂造型假箱造型假箱造型最大截面位于一端并為平最大截面位于一端并為平面的簡單鑄件的單件、小面的簡單鑄件的單件、小批生產(chǎn)批生產(chǎn)最大截面在中部，一般為最大截面在中部，一般為對稱性鑄件，如套、管、對稱性鑄件，如套、管

30、、閥類零件單件、小批生產(chǎn)閥類零件單件、小批生產(chǎn)模樣為整體，但分型面不是平面，模樣為整體，但分型面不是平面，造型時手工挖去阻礙取模的型砂，造型時手工挖去阻礙取模的型砂，生產(chǎn)率低，技術水平高生產(chǎn)率低，技術水平高分型面不是平面的鑄件的分型面不是平面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)分型面不是平面的鑄件的分型面不是平面的鑄件的成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)活塊造型活塊造型將鑄件上妨礙起模的小部分做成活將鑄件上妨礙起模的小部分做成活動部分。起模時先取出主體部分，動部分。起模時先取出主體部分，再取出活動部分再取出活動部分用于妨礙起模部分的鑄件用于妨礙起模部分的鑄件的單件、小批生產(chǎn)的單件、小批生產(chǎn)金屬工藝學第二篇第二篇

31、 鑄造鑄造2022-6-2451造型方法造型方法主要特點主要特點適用范圍適用范圍刮板造型刮板造型用刮板代替模樣造型。節(jié)約木材，用刮板代替模樣造型。節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)率低，技術水縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)率低，技術水平高，精度較差平高，精度較差兩箱造型兩箱造型鑄型由上型和下型構成，各類模樣，鑄型由上型和下型構成，各類模樣，操作方便操作方便三箱造型三箱造型用于等截面或回轉體大中用于等截面或回轉體大中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)型鑄件的單件、小批生產(chǎn)最基本的造型方法。各種最基本的造型方法。各種鑄型，各種批量鑄型，各種批量鑄件兩端截面尺寸比中間大，必須鑄件兩端截面尺寸比中間大，必須有兩個分型面有兩個分型面

32、主要用于手工造型，具有主要用于手工造型，具有兩個分型面的鑄件的單件、兩個分型面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)小批生產(chǎn)地坑造型地坑造型在地面砂床中造型，不用砂箱或只在地面砂床中造型，不用砂箱或只用上箱用上箱用于要求不高的中、大型用于要求不高的中、大型鑄件的單件、小批生產(chǎn)鑄件的單件、小批生產(chǎn)續(xù)續(xù)金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造整模造型整模造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造挖砂造型挖砂造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造假箱造型假箱造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造活塊造型活塊造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造刮板造型刮板造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造三箱造型三箱造型金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造

33、鑄造2022-6-2458兩箱造型兩箱造型成批、大量成批、大量 緊砂方法緊砂方法震壓震壓緊實緊實拋砂緊實拋砂緊實中、小型鑄件中、小型鑄件大、中型鑄件大、中型鑄件高壓高壓緊實緊實復雜鑄件復雜鑄件射砂緊實射砂緊實大量生產(chǎn)小型簡單鑄件大量生產(chǎn)小型簡單鑄件金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2459金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2460金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2461第二篇第二篇 鑄造鑄造 鑄造工藝圖鑄造工藝圖將工藝設計的內(nèi)容（工藝方案）用工藝符號將工藝設計的內(nèi)容（工藝方案）用工藝符號或文字在零件圖上表示出來或文字在零件圖上表示出來 所形成的圖樣。所形成

34、的圖樣。鑄造工藝圖的繪制鑄造工藝圖的繪制分型面的選擇分型面的選擇澆注位置的確定澆注位置的確定工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)的確定設計要點設計要點金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2462澆注位置澆注位置澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置。基本原則基本原則“三朝下，兩便于三朝下，兩便于”重要面、受力面朝下薄而大的平面朝下寬大平面朝下金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2463分型面的數(shù)量分型面的數(shù)量盡量使分型面是一個平直的面；盡量使分型面是一個平直的面； 盡量使鑄件的全部或大部分置入下箱；盡量使鑄件的全部或大部分置入下箱；活塊的數(shù)量活塊的數(shù)量選擇原則選

35、擇原則 分型面分型面指鑄型中相互結合的表面指鑄型中相互結合的表面 基本原則：基本原則：“三最少，三最少，兩盡量兩盡量”；型芯型芯 基本要求：基本要求：順利取模順利取模（最大截面處）（最大截面處）；金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造a) 不正確不正確 b) 正確正確分型面的選取最大截面處分型面的選取最大截面處金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24651、應盡量減少分型面的數(shù)量（一）、應盡量減少分型面的數(shù)量（一）四箱四箱三箱三箱兩箱兩箱三通鑄件的分型方案三通鑄件的分型方案金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24661、應盡量減少分型面的數(shù)量（二）、應盡量減少分型面的數(shù)量（二）上

36、下中用型芯減少繩輪鑄件分型面用型芯減少繩輪鑄件分型面金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2467不不合合理理合合理理以砂垛代替型芯2、應盡量減少型芯和型芯的數(shù)量、應盡量減少型芯和型芯的數(shù)量金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24683、應盡量使分型面是一個平直的面、應盡量使分型面是一個平直的面不合理合理若分型面是一曲面，則必須用挖砂造型若分型面是一曲面，則必須用挖砂造型起重臂鑄件 金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24694、應使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱、應使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造完全滿足上面所有原則是困難的 當

37、質(zhì)量要求很高時，應首先滿足澆注位置的當質(zhì)量要求很高時，應首先滿足澆注位置的 要求要求而一般鑄件，則以簡化工藝、降低成本為主。而一般鑄件，則以簡化工藝、降低成本為主。2022-6-2470金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2471加工余量：加工余量：在鑄件的加工表面上留出的準備切除的金屬層的厚度。在鑄件的加工表面上留出的準備切除的金屬層的厚度。孔的鑄出：孔的鑄出：一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機加工完成。一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機加工完成。拔模斜度：拔模斜度：為了在造型和制芯時便于起模，以免損壞砂型和型為了在造型和制芯時便于起模，以免損壞砂型和型芯，在模樣、芯和的起

38、模方向留有一定的斜度。芯，在模樣、芯和的起模方向留有一定的斜度。影響因素：影響因素：立壁高度、造型方法、模型材料等；立壁高度、造型方法、模型材料等；一般外壁：一般外壁：153153，內(nèi)壁：，內(nèi)壁：310310。HTHT鑄最小尺寸：鑄最小尺寸：3050mm3050mm，成批：，成批：1530mm1530mm，大量：，大量：1215mm1215mm，不必加工的孔無論大小都鑄出。，不必加工的孔無論大小都鑄出。ZGZG：60-8060-80金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2472合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結構、尺寸合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結構、尺寸等

39、因素。等因素。 L L模樣模樣-L-L鑄件鑄件K= K= 100% 100% L L模樣模樣合金種類合金種類自由收縮自由收縮受阻收縮受阻收縮灰口鑄鐵灰口鑄鐵1.01.00.80.8碳鋼碳鋼1.6-2.01.6-2.01.3-1.71.3-1.7錫青銅錫青銅1.41.41.21.2金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2473型芯頭的作用型芯頭的作用: :是型芯的是型芯的定位定位、支撐支撐和和排氣排氣的部分，的部分，設計時需考慮設計時需考慮：保證定位準確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金：保證定位準確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用，澆注時砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能順暢的沖擊

40、、浮力等外力的作用，澆注時砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能順暢引出鑄型等。引出鑄型等。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24742022-6-2474支座支座支座的鑄造工藝圖支座的鑄造工藝圖綜合分析舉例綜合分析舉例 金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造原則：外形設計應便于起模，簡化造型工藝2022-6-2475第二篇第二篇 鑄造鑄造實例分析：實例分析：a a避免外部側凹、凸起，不妨礙起模；避免外部側凹、凸起，不妨礙起模；金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2476No金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2477b b盡量使分型面為平面；盡量使分型面為平面；c c凸臺和筋條結構便

41、于起模；凸臺和筋條結構便于起模；金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2478d d垂直分型面上的不加工表面最好有垂直分型面上的不加工表面最好有結構結構斜度；斜度；a a盡量不用和少用型芯；盡量不用和少用型芯；金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2479芯撐芯撐b b便于型芯的固定、排氣和清理。便于型芯的固定、排氣和清理。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2480在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下，在砂型鑄造條件下，臨界壁厚臨界壁厚3 3最小壁厚最小壁厚 2 2 鑄件壁厚應均勻、避免厚大截面鑄件

42、壁厚應均勻、避免厚大截面1 1 合理設計鑄件壁厚合理設計鑄件壁厚 金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2481不合理不合理合理合理金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24821 1 鑄件的結構圓角鑄件的結構圓角2 2 避免銳角連接避免銳角連接3 3 厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡4 4 減緩筋、輻收縮的阻礙減緩筋、輻收縮的阻礙金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2483實例分析：實例分析：改進后的交錯接頭或環(huán)狀接頭，其熱節(jié)均較改進的改進后的交錯接頭或環(huán)狀接頭，其熱節(jié)均較改進的小，且可通過微量變形來緩解內(nèi)應力，抗裂性能均較好。小，且可通過微

43、量變形來緩解內(nèi)應力，抗裂性能均較好。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2484不合理不合理合理合理為防止某些細長或平板類易產(chǎn)生變形的鑄件產(chǎn)生翹曲，應將其為防止某些細長或平板類易產(chǎn)生變形的鑄件產(chǎn)生翹曲，應將其截面設計為截面設計為對稱結構對稱結構。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2485第二篇第二篇 鑄造鑄造 特種鑄造特種鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造離心鑄造離心鑄造壓力鑄造壓力鑄造熔模鑄造熔模鑄造消失模鑄造消失模鑄造 為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們在砂型鑄造的基為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們在砂型鑄造的基礎上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；礎上，創(chuàng)造了

44、多種其它的鑄造方法；通常把這些有別于砂型鑄造的其他通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造方法通稱為特種鑄造。鑄造方法通稱為特種鑄造。金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造86模樣材料：蠟基模料模樣材料：蠟基模料樹脂（松香）材料樹脂（松香）材料鑄型材料：起粘附作用的涂料鑄型材料：起粘附作用的涂料起支撐作用的撒砂材料起支撐作用的撒砂材料 將蠟料制成模樣，在上面涂以若干層耐火涂料制成型殼，將蠟料制成模樣，在上面涂以若干層耐火涂料制成型殼，然后加熱型殼，使模樣熔化、流出，并焙燒成有一定強度的然后加熱型殼，使模樣熔化、流出，并焙燒成有一定強度的型殼，再經(jīng)澆注，去殼而得到鑄件的一種鑄造型殼，再經(jīng)澆注，去殼而得到鑄件

45、的一種鑄造方法方法。第一節(jié)第一節(jié) 熔模鑄造熔模鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造87蠟模制造蠟模制造生產(chǎn)工藝過程生產(chǎn)工藝過程結殼結殼脫蠟脫蠟焙燒、造型和澆注焙燒、造型和澆注落砂和清理落砂和清理壓型壓型蠟模壓制蠟模壓制浸涂料浸涂料撒砂撒砂硬化硬化干燥處理干燥處理化學硬化化學硬化熱水法熱水法高壓蒸汽法高壓蒸汽法耐火材料耐火材料粘結劑粘結劑加熱加熱80010008001000C C焙燒焙燒600700600700C C澆注澆注打碎型殼打碎型殼落砂落砂去澆口、毛刺去澆口、毛刺清理清理蠟模組裝蠟模組裝金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造88熔模鑄造熔模鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24

46、89與砂型鑄造方法對比，熔模精密鑄造具有：與砂型鑄造方法對比，熔模精密鑄造具有：1.1.鑄件尺寸精度高，表面粗糙度值低，減少切削加工量，甚至鑄件尺寸精度高，表面粗糙度值低，減少切削加工量，甚至無須切削加工無須切削加工。2.可以鑄造薄壁件及外形復雜重量很小的鑄件，帶有精細的圖可以鑄造薄壁件及外形復雜重量很小的鑄件，帶有精細的圖案、文字、細槽和彎曲細孔的鑄件案、文字、細槽和彎曲細孔的鑄件 。3.可鑄造高熔點及難切削的合金可鑄造高熔點及難切削的合金4.既可成批生產(chǎn)，也可單件生產(chǎn)既可成批生產(chǎn)，也可單件生產(chǎn)5.成本高，生產(chǎn)周期長成本高，生產(chǎn)周期長金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2490第二

47、節(jié)第二節(jié) 金屬型鑄造金屬型鑄造 又稱又稱硬模鑄造硬模鑄造，將液體金屬澆入金屬鑄型，獲得鑄件，將液體金屬澆入金屬鑄型，獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復使用多次。的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復使用多次。金屬型鑄造：金屬型鑄造：組合金屬型組合金屬型垂直分型結構（鑄造鋁活塞）垂直分型結構（鑄造鋁活塞）典型結構：鑄鐵、鑄鋼金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2491金屬型鑄造金屬型鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2492金屬型鑄造工藝1.噴刷涂料作用：避免金屬液和型腔直接接觸 減緩鑄件冷卻速度 有一定排氣能力2.預熱鑄鐵 250-350有色 10

48、0-2503.出型需在110-60s出型（小鑄鐵件） 防止收縮裂紋金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2493第三節(jié)第三節(jié) 壓力鑄造壓力鑄造 將熔融的金屬在高壓下，快速壓入金屬型，并在壓力將熔融的金屬在高壓下，快速壓入金屬型，并在壓力下凝固，以獲得鑄件的方法。下凝固，以獲得鑄件的方法。壓力鑄造：壓力鑄造：1 1、熱壓室壓鑄、熱壓室壓鑄工藝穩(wěn)定鑄件質(zhì)量好，工藝穩(wěn)定鑄件質(zhì)量好，壓型壽命低壓型壽命低坩堝金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-24942 2、冷壓室壓鑄、冷壓室壓鑄壓室與金屬液接觸時間短，鑄造熔點較高的有色金屬和黑色金屬壓室與金屬液接觸時間短，鑄造熔點較高的有色金屬和黑色金屬金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2495臥式冷室壓力鑄造臥式冷室壓力鑄造金屬工藝學第二篇第二篇 鑄造鑄造2022-6-2496v優(yōu)點優(yōu)點v 鑄件的精度和表