第三节 合金的铸造性能
铸造铝合金的物理性能简介
铸造铝合金的物理性能简介铝合金是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的材料。
其特点包括轻质、高强度、耐腐蚀、导热性好以及可塑性强等。
本文将简要介绍铸造铝合金的物理性能，帮助读者更好地了解和应用该材料。
1. 密度和重量特性铸造铝合金相对于其他金属材料，具有较低的密度，约为 2.7g/cm³。
它的轻质特性使得铸造铝合金在汽车、飞机等领域中广泛应用，能够减轻整体结构的重量，提高燃油效率。
2. 强度和机械性能铸造铝合金具有较高的强度，能够满足许多工业制造的需求。
铝合金的屈服强度通常在150-380MPa之间，抗拉强度可高达300-550MPa。
此外，铸造铝合金具有良好的抗疲劳性能，在长时间的使用中仍能保持较高的强度。
3. 导热性能铸造铝合金的导热性能优异，远远超过其他常见的金属材料。
这使得铝合金在工业制冷和热交换器等领域得到广泛应用。
铝合金的高导热性能还使得它在制造高速列车和电子设备的散热器时备受青睐。
4. 耐腐蚀性能铸造铝合金具有良好的耐腐蚀性能，能够在潮湿环境中长时间保持表面的光洁和稳定。
这一特性使铝合金成为制造飞机、汽车等需求高耐腐蚀性材料的优选。
5. 可塑性和加工性能铸造铝合金具有良好的可塑性和加工性能，易于进行成型和加工。
它可以通过压铸、锻造、挤压等方法制造成各种复杂形状的零部件。
同时，铝合金也适合进行焊接、切割、钻孔等二次加工操作，能够满足不同应用领域的需求。
6. 磨损和疲劳性能铸造铝合金经过适当处理和合金化可以提高其磨损和疲劳性能。
这使得铝合金在制造高速运动部件、发动机零部件等高磨损和高应力工作环境下的应用更为广泛。
总结：铸造铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀、导热性好以及可塑性强等一系列优良的物理性能。
这些特点使得铝合金在汽车、航空航天、建筑等各个领域得到广泛应用。
同时，针对特定需求，通过合理的合金化和处理方法，铝合金的性能还可以进一步得到改善。
掌握铸造铝合金的物理性能，将有助于更好地应用和发展这一材料，推动创新和进步。
金工-第十章_-铸造
铸造在机械制造业中应用十分广泛， 铸造在机械制造业中应用十分广泛， 在各种类型的机器设备中铸件占很大 比重。如表所示。 比重。如表所示。
各类机械工业中铸件重量比
机 械 类 别 机床、内燃机、重型机器 机床、内燃机、 风机、 风机、压缩机 拖拉机 农业机械 汽车
% 70--90 60--80 50--70 40--70 20--30
第十章
铸造
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
铸造概述 砂型铸造 铸造工艺图 合金的铸造性能 铸件的结构工艺性 特种铸造 铸造新技术简介
第一节
铸造概述
铸造是指熔炼金属 制造铸型， 是指熔炼金属， ◇ 铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入与零件形状相适应的铸型 中，待凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法。 待凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法。 用铸造成形方法得到的毛坯称为铸件 铸件， ◇ 用铸造成形方法得到的毛坯称为铸件，多数铸件还需经过切削加工后才能成 为零件。 为零件。 一、铸造成形特点 铸造成形特点 优点： 优点：1）铸造成形适应性广； 铸造成形适应性广； 2）铸造成形具有良好的经济性； 铸造成形具有良好的经济性； 缺点： 缺点：1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷； 铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷； 2）铸件力学性能较低； ）铸件力学性能较低； 3）铸造工序多，难以精确控制，是铸件质量不够稳定； ）铸造工序多，难以精确控制，是铸件质量不够稳定 4）劳动条件较差 劳动强度较大。 劳动条件较差,劳动强度较大 劳动条件较差 劳动强度较大。
第二节
砂型铸造
砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的80%以上，其基本工艺过程如下： 砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的80%以上，其基本工艺过程如下： 80%以上
机械制造原理
第十章铸造1.铸造的实质及分类：铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。
铸造的生产方法：（1）砂型铸造。
用型砂紧实成铸型的铸造方法。
（应用广泛）（2）特种铸造：熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造等。
第二节：砂型铸造1.砂型铸造生产过程：根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；把烘干的型芯装入砂型并合型。
熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂、清理；检验合格获得铸件。
2.砂型铸造主要用型砂和芯砂来制造铸型。
（一）性能要求：（1）耐火度（2）强度（3）透气性（4）可塑性（5）退让性（二）组成：（1）原砂（2）粘结剂（3）附加物。
木屑改善退让性和透气性3.造型和造芯（一）手工造型：1.整模造型；2.分模造型；3.挖砂造型；4.活块造型；5.刮板造型（二）机器造型：就是用机器全部地完成和至少完成紧砂操作的造型方法。
（三）造芯：将芯砂填入芯盒经紧砂、脱盒、烘干、修整后可制成型芯。
（四）浇注系统：是指为将金属液体注入型腔而在铸型中开设的一系列通道。
典型的浇注系统组成：浇口杯或浇口盆、直浇道、横浇道、內浇道等。
4.合金熔炼（一）铸铁熔炼：冲天炉构造：炉身、炉缸、前炉、烟囱。
（二）铸钢熔炼：三相电弧和感应电弧（三）有色金属熔炼：有色金属铝、铜合金一般多用坩埚炉熔炼。
5.浇注及铸件的落砂和清理（一）浇注：是指将金属液从浇包注入铸型的操作。
（二）落砂和清理：落砂是指铸件与型砂、砂箱分离操作。
第三节合金的铸造性能1.合金的流动性：（1）概念：是指液态合金流动能力。
它影响金属液充填铸型能力的主要因素之一。
流动性越好，充型能力越强。
（2）影响因素：化学成分（1、共晶成分的合金是在恒温下结晶的；2、合金的比热容大、热导率小时，合金保持液态时间长，流动性好）。
2.合金的收缩（1）概念：铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中，其尺寸和体积减小的现象称为收缩。
合金的铸造性能
减小液态合金流动阻力及降低冷却速度的工艺因 素均可提高合金的流动性。具体工艺措施有：
增加直浇口高度提高液态合金静压力 增大浇注速度提高液态合金动压力 简化浇注系统，光滑铸型型壁，减小流动阻力 减少型砂发气量，减小气体对合金流动的反压力 增大型砂透气性，减少气体反压力 预热铸型，降低冷却速度，提高合金流动性
在相同浇注温度下将不同的液态合金浇入相同砂型中以 测定化学成分对合金流动性的影响
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
浇注温度对合金流动性的影响
提高浇注温度
浇注温度过高
液态合金热容量增加， 冷却速度降低，合金 保持液态的时间增长， 流动性好；液态合金 内摩擦减少，粘度降 低，流动性好。
但是浇注温度如果过 高，则容易导致合金 的吸气、氧化及收缩 等缺陷的发生。
缩松—铸件中分散型的孔洞
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2-2 合金的铸造性能
防止缩孔缩松的工艺措施
浇注温度—合金浇注温度越高，液态收缩越大，铸件
越容易形成缩孔。因此在保证合金流动性的前提下应尽 量降低浇注温度。
化学成分—采用结晶间隔小的合金或接近共晶成分
的合金来生产铸件。另外增加铸铁含硅量可以促进石 墨化进程，因此控制铸件含碳量可以防止缩松。
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2-2 合金的铸造性能
化学成分对合金流动性的影响
化学成分的影响主要体现在碳含量对流动性的影 响上。
接近共晶成分
合金结晶温度范围缩小，所成树枝状晶体增 大未凝合金流动阻力及增大冷却速度的倾向 减弱，其流动性提高。
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2-2 合金的铸造性能
铸造工艺对合金流动性的影响
2020年8月4日星期二
常用金属材料的一般知识
式中 Ak——冲击吸收功，J；
F——试验前试样刻槽处的横截面积，cm2；
ak——冲击值，J／cm2。
4．硬度
金属材料抵抗表面变形的能力。
常用的硬度有布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV三种。
(三)金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能是指承受各种冷热加工的能力。
第三节 常用金属材料的一般知识
一、金属材料的性能
金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能等。
(一)金属材料的物理化学性能
1．密度
物质单位体积所具有的质量称为密度，用符号P表示。利用密度的概念可以帮助我们解决一系列实际问题，如计算毛坯的重量，鉴别金属材料等。常用金属材料的密度如下：铸钢为7．8g／cm3，灰铸铁为7．2g／cm3，钢为8．9g／cm3，黄铜为8．63g／cm3，铝为2．7g／cm3。
C5
2．合金结构钢的编号
合金结构钢的钢号由三部分组成：数字+化学元素符号+数字。前面的两位数字表示平均碳含量的万分之几，合金元素以汉字或化学元素符号表示，合金元素后面的数字，表示合金元素的百分含量。当元素的平均含量<1．5％时，则钢号中只标出元素符号而不标注含量；其合金元素的平均含量≥1．5％、≥2．5％、≥3．5％……时，则在元素后面相应标出2、3、4、……如“16Mn”钢，从钢号可知：其平均含碳量为0．16％，平均含锰量为<1．5％。
(2)抗拉强度 金属材料在破坏前所承受的最大拉应力，以σb表示。σb值越大金属材料抵抗断裂的能力越大，强度越高。
强度的单位是MPa(兆帕)。
2．塑性
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。表示金属材料塑性性能有伸长率、断面收缩率及冷弯角等。
金属工艺学--热加工工艺基础
避免铸件 产生翘曲 变形。
不合理
合理
一、铸件质量对铸件结构的要求
（五）尽量避免过大的水平面或采用倾斜的表面
避免铸件水平 方向出现较大 平面而产生夹 砂、浇不足等 缺陷。
不合理
合理
二、铸造工艺对零件结构的要求
铸造工艺对铸件结构的要求原则
铸件结构工艺性分析
符合铸造生产的工艺要求 技术经济合理
➢ 薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条 筋之后便可避免，如下图所示。
Ø 铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄，采用 加强筋，可防止缩孔。
习题
一、判断题
1. 砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。（ ） 2. 砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。（ ） 3. 铸件的重要受力面、主要加工面，浇注时应朝上。（ ） 4. 圆角是铸件结构的基本特征。（ ） 5. 机器造型生产率高，铸件精度较高，因此应用广泛。（ ）
应尽量使其能自 由收缩，以减小 应力，避免裂纹 。如图所示的弯 曲轮辐和奇数轮 辐的设计，可使 铸件能较好地自 由收缩。
a 不合理，b、c 合理
一、铸件质量对铸件结构的要求
（三） 轮辐和筋的设计 — 减缓肋、辐收缩的阻碍
交叉接头因交叉处热 节较大，内应力难以 松弛，较易产生裂纹 。交错接头和环状接 头热节较小，且都可 通过微量变形缓解内 应力，抗裂性能较好 。
二、铸造工艺对零件结构的要求
（四）垂直分型面的非加工表面应设计一定的斜度 （称为结构斜度）
起模斜度是造型过程中为便 于起模而额外加的斜度，如 果是加工面，铸后必须通过 机械加工切除；结构斜度是 设计铸件结构时直接带的， 这样可以不必再特意设置拔 模斜度，铸完不用切除。
设计铸件应合理确定 其结构斜度。
合金的结构和相图
1.匀晶相图
（1）匀晶相图分析
匀晶相图分析
图中只有两条曲线，其中Al1B称为液相线，是各 种成分的合金在冷却时开始结晶或加热时熔化终 止的温度；Aα4B称为固相线，是各种成分的合金 在加热时开始熔化或冷却时结晶终止的温度。显 然，在液相线以上为液相单相区，以L表示；在固 相线以下为固相单相区，各种成分的合金均呈α固 溶体，以α表示；在液相线与固相线之间是液相与 α固溶体两相共存区，以α+L表示。A点是Cu的熔 点，B点是Ni的熔点。
共析相图
第三节 合金性能与相图的关系
合金的使用性能决定于合金的成分和组织， 而合金的结晶特点又影响了其工艺性能。由 于相图是表示合金的结晶特点及成分、温度 及组织之间的关系的，因此，相图和合金性 能之间存在着一定的联系。掌握这些规律， 对选用和配制合金是必要的。
一、合金力学性能与相图的关系
二、合金铸造性能与相图的关系
成分
SB
100%B
温 度
L + SA
共晶相图
L
L
+
Y℃ SB
SA+SB
SA+(SA+SB)
SB +(SA+SB)
100%A
X% 成分
100%B
共晶相图
温
LX Y℃ SA+SB
度
SA L
L
L
L
SA +
L
+
SA
SA
L
Y℃ SB
SA+(SA+SB)
SB +(SA+SB)
铸造是将液态金属浇注
第11章铸造第一节概述铸造是将液态金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中，冷却凝固后，获得毛坯或零件的方法，称为铸造（cast,casting）。
用铸造方法生产的毛坯与零件统称铸件，铸造后还需加工者称毛坯，不需加工直接使用者称零件。
在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是砂型铸造，其铸件约占铸件总量的90%，砂型铸造的主要工序为制造模型、芯盒、制备造型材料、造型、造芯、烘干、合箱、熔化与浇注，铸件的清理和检验。
除了砂型铸造外，还有特种铸造，其中主要包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造以及壳型铸造等。
铸造生产在工业生产中得到广泛应用。
以重量计算，铸件约占一般机械重量的(45～90) %，占切削机床重量的80%，占汽车重量的(40～60) %，占拖拉机重量的(70～80) %，重型机械、矿山机械、水力发电设备的铸件重量约占85%以上。
铸造能得到如此广泛的应用，是因它具有一系列的优点：1.能够制造各种尺寸和形状复杂的零件或毛坯，其轮廓尺寸可小至几毫米，大至几十米，重量可小至几克，大至数百吨。
形状有最简单的平板、圆柱体等，也有内腔复杂的铸件如汽缸体等。
2.铸件与机器零件的形状和尺寸都可以做到最为接近( 尤其是精密铸造)，因而切削加工余量可以减到最小，这就减少了金属材料的消耗量和节约了加工工时。
3.适应性强，铸造方法可以铸造各种合金(象铜合金、铝合金、镁合金、铸钢和铸铁等)，对于脆性金属，如铸铁等，铸造是唯一的毛坯制造方法。
铸造既适于单件小批生产，又适于大批大量生产。
4.设备投资少，铸件的成本较低，而且原材料来源广泛，价格低廉，金属废料(浇、冒口、废铸件)可以再次直接熔化使用，此外，在大多数情况下，无须进行巨大的生产准备工作，生产周期短。
但铸件生产目前还存在着不少问题，如用同种金属材料制成的零件，铸件的机械性能不如锻件高，这主要是因为铸件内部晶粒粗大，常有缩松、气孔等，铸件质量不够稳定，废品率往往比其它加工方法高。
合金的铸造性能
应用:在常用的铸造合金中，灰铸铁， 硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性 较差。
(二)流动性对铸件质量的影响
1)流动性好，容易获得尺寸准确，轮廓 清晰的铸件。 2)流动性好的合金 ，有利于液态金属中 的非金属夹杂物和气体的上浮和排除， 从而使铸件的内在质量得到保证 。 3)流动性好的合金，可使铸件的凝固收 缩部分及时得到液态合金的补充，从而 可防止铸件中产生缩孔、缩松等缺陷。
按其产生的原因，主要分 为热应力和机械应力两种。
它是由于铸件的壁厚不均匀、各部 分冷却速度不同 ，以致在同一时期内铸件各部分收 缩不一致而引起的。 内应力分布:冷却快,壁厚薄,受压应力,用-表示. 冷却慢,壁厚大,受拉应力,用+表示.
热应力形成
2) 机械应力
它是合金的线收缩受到铸型 或型芯机械阻碍而形成的内应力
§1 .2 合金的铸造性能
概念:铸造性能是指合金铸造成形获得优 质铸件的能力。 合金的铸造性能指标:流动性、收缩性、 氧化性、偏析和吸气性等
一 合金的流动性
(一)流动性概念:合金的流动性是指熔融 合金的流动能力。 影响因素:流动性不仅与合金本身的性质 有关，而且与浇注条件、铸型材料和铸 型条件等有关。 测定:螺旋试样法
3
铸件结构与铸型条件
阻碍收缩,产生
内应力
(三)合金的收缩对铸件质量有着不利 影响。
导致铸件产生缩孔和缩松， 铸造内应力、变形和
裂纹等缺陷。
1 缩孔和缩松
缩孔的形成过程 缩松的形成过程 防止: 减少收缩 顺序凝固法(加冒口工艺)
2
合金的铸造性能
2 流动性的度量： （螺旋形流动性试样）
铸铁的流动性最好，试样长度可达 1000mm； 铝硅合金的流动性次之，试样长度 可达800mm； 铸钢的流动性最差，其试样长度仅 为200mm。
3 流动性的影响因素： a 合金的种类；
铸铁流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，铸钢的流动性最差。
b 合金的化学成分和结晶特征：
浇注系统结构：浇注系统结构越复杂，流动阻力越大，充型 能力就越低。
（4）铸件结构：对充型能力有着相当的影响。
铸件壁厚过小，壁厚急剧变化，结构复杂，有大的水平面 时，都会影响合金的充能力。
3 提高充型能力的措施：
设计铸件时，尽量选用流动性好的合金； 提高浇注温度，加高直浇道，扩大内浇口截面积； 烘干铸型，增大出气口； 改进铸件结构。
（a）纯金属
（b）结晶温度范围宽的合金
图1-2 不同结晶特征的合金的流动性
c 合金的物理性能：粘度、结晶潜热、热导率等。
如：高铬耐热钢钢液因含较多的Cr2O3,使粘度显著 增大，流动性很差。
（二）合金的充型能力
1 充型能力： 液态合金充满铸型型腔，获得形 状完整、轮廓清晰铸件的能力。
2 充型能力的影响因素： 合金的流动性；铸型填充条件；浇注条件； 铸件结构。
3）铸型中的气体：在金属液的热作用下，型腔中的 气体膨胀，型砂中的水分汽化，有机物燃烧，都将增 加型腔内的压力，如果铸型的透气性差，将阻碍金属 的充填，导致充型能力下降。
（3）浇注条件：
浇注温度； 充型压力； 浇注系统结构
1）浇注温度：对合金的充型能力有着决定性的影响。 一定温度范围内，温度↑充型能力↑
凝固收缩也是铸件产生缩孔缩松的基本原因之一。
• 图中的BC段，从凝固开始温度 到凝固结束温度。
铸造合金及其熔炼(铸钢及其熔练)
铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
3）其它辅料 有氧化剂、还原剂 （脱氧剂）、增碳剂和造渣剂等。 电弧炉用的氧化剂有铁矿石和氧气； 还原剂有锰铁、硅铁、铝、焦炭等；增 碳剂有碎电极、焦炭及专用商品增碳剂； 造渣剂有石灰石、石灰和氟石等。 所有炉料应分类妥善保管，严防混 杂和潮湿。
15
铸造工(高级)
20
铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
第三节 铸造非铁合金及其熔炼
一、铸造铜合金 1. 铸造青铜 （ 1 ）铸造锡青铜 锡青铜具有良好的耐磨性、耐蚀性， 同时还具有足够的强度和一定塑性，常用于制造耐磨和耐 蚀零件，如轴套、轴瓦和要求耐蚀的管配件、阀门、泵体 等。铸造锡青铜的锡的质量分数一般在4%～10%范围内。增 加锡量，使塑性下降而强度增高。锡量较高，易产生“锡 汗”。 锡青铜不易形成集中缩孔，所以不用很大的补缩冒口。其线 收缩率不大，铸件变形、缩裂的倾向较小。 为了进一步改善锡青铜的性能，常加入一些锌、铅、磷、 镍等元素。 铸造锡青铜的牌号、成分及性能见表2-11。
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铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
装料完毕，盖好炉盖，检查无误即可通电熔化。炉料的 熔化过程是电极下面的炉料先被熔化，形成三个熔井，随后 电极不断向下移动，炉料不断熔化，经15～25min即达最低位 置，形成三个小井，即所谓“穿井”。随着熔化的进行，炉 底钢液液面上升，电极也应相应地向上回升。于是电极周围 的炉料就会塌落下来，即所谓“塌料”。这样，炉料被逐渐 熔化。为加快熔化过程，可以人工用耙子将边缘离电极较远 而不易被熔化的炉料推到电极下面，这种操作称为“推料助 熔”。在炉内有一定钢液后，也可采取“吹氧助熔”的方法 来加速炉料的熔化。吹氧压力一般控制在0.5MPa左右。吹氧 管从炉门插入钢液内吹氧，但不能深入到炉底或靠近炉壁以 防损坏炉衬。 在熔化过程中，应造好炉渣。目的是为了覆盖钢液，避 免钢液直接暴露在电弧下而吸气和氧化，并在熔化期就能够 脱去一部分磷，同时可稳定电弧。
第三节 金属的铸造性能-流动性
一、流动性流动性是指熔融金属的流动能力。
在实际生产中，为了评定金属的流动性，通常将金属浇注成螺旋形试样，如下图所示。
浇注的试样越长，则其流动性越好。
1、影响流动性的因素(1)化学成分化学成分是影响合金流动性的本质因素。
实践证明，凝固温度范围小的合金流动性较好，凝固温度范围大的合金流动性较差。
在常用的铸造合金中，铸铁的流动性较好，铸钢的流动性较差。
常用合金的流动性见下表。
表14－1常用合金的流动性一、合金的流动性1. 流动性流动性是指熔融金属的流动能力。
合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的流动性愈好，所浇出的试样愈长。
2. 流动性的影响因素1）合金的种类不同种类的合金，具有不同的螺旋线长度，即具有不同的流动性。
其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。
2）化学成分和结晶特征纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻力较小，所以流动性好。
在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区。
凝固温度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属流动的阻力越大，金属的流动性就越差。
(2)工艺条件较高的浇注温度能使金属保持液态的时间延长，并且能降低金属液的粘度,从而提高流动性；浇注时浇注压力越大，流速就越大，也可以达到提高流动性的目的；铸型对液态金属的流动性也有一定的影响，金属在干砂型中的流动性优于湿砂型，在湿砂型中的流动性优于金属型。
2、流动性对铸件质量的影响金属液的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件；若流动性不好将出现铸件缺陷。
(1) 浇不到与冷隔浇不到是指铸件残缺或可能轮廓不完整，或可能铸件完整，但边角圆且光亮，这种缺陷常出现在远离浇口的部位以及薄壁处，如图a所示。
冷隔是指在铸件上穿透或不穿透，边沿成圆角状缝隙的一类缺陷。
第六章 铸造
2.在型芯里放置芯骨
芯骨是放入砂芯中用以加强或支持砂芯并保持一定形状的 金属构架。小型芯的芯骨一般用铁丝制作,大、中型型芯的芯骨 一般是用铸铁制作,如图6-10所示。
3.型芯上涂涂料及其烘干
为了降低铸件内腔表面的粗糙度,防止液态金属与砂型表 面相互作用产生粘砂等缺陷,在型芯与金属液接触的部位需要涂 涂料。铸铁件的型芯多用石墨涂料;铸钢件型芯多用石英粉涂料。
(2)机器造型 用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的 造型工序称为机器造型。机器造型的实质就是用机器代替手工紧 砂和起模过程,它是现代化铸造车间的基本造型方法。机器造型 具有生产率高,铸件尺寸精度高和表面质量好,改善了劳动条件 等优点,此造型方法适合于成批大量生产铸件。
机器造型常用的紧砂方法有:震实、压实、震压、抛砂、 射压等几种方式,其中以震压方式应用最广。图6-4是震压式紧 砂方法,图6-5是射压式紧砂方法。
机械工业出版社
一、砂型铸造
第六章 铸造
六、铸造新技术 简介
二、铸造工艺图
三、合金的铸造 性能
五、特种铸造简 介
四、铸件结构工 艺性
第一节 砂 型 铸 造
铸件的形状与尺寸主要取决于造型和造芯,而铸件的化学 成分则取决于金属熔炼过程。所以,造型、造芯和金属熔炼是铸 造生产中的重要工序。图6-2是齿轮毛坯的砂型铸造过程简图。
5.检验
铸件清理后,应进行质量检验。检验可通过肉眼观察(或借 助尖嘴锤)找出铸件的表面缺陷,如气孔、砂眼、粘砂、缩孔、 浇不到、冷隔等。对于铸件内部缺陷可进行耐压试验、超声波探 伤等。
第二节 铸造工艺图
铸造工艺图是表示铸型分型面、浇注系统、冒口系统、浇 注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施(冷铁、保温衬板)等内 容的图样。铸造工艺图可按规定的工艺符号或文字绘制在零件图 上,或另绘工艺图样,它是进行生产准备、指导铸件生产的基本 工艺文件。
铸造铝合金的性能定性分析
铸造铝合金的性能定性分析第一节、铸造Al-Si合金的性能第二节、铸造Al-Cu合金性能一，物理性能部分铸造铝合金物理性能如下表所示合金代号密度ρ/g·cm-3熔化温度范围/℃20～100℃时平均线膨胀系数α/μm·(m·K)-1100℃时比热容с/J·(kg·K)-125℃时热导率λ/W·(m·K)-120℃时电导率κ(%IACS)20℃时电阻率ρ/nΩ·m铝合金性能性能特点(物理、化学、力学和工艺性能)ZAlSi7Mg （ZL101）是Al-Si-Mg系铸造铝合金，可热处理强化，具有自然时效能力，强度较高，塑性较好。
该合金的铸造性能优良，流动性好，线收缩小，热裂倾向低，气密性高，但稍有产生气孔和缩孔的倾向。
耐腐蚀性高，焊接性能好，切削加工性一般。
ZAlSi12 （ZL102）是Al-Si系共晶型铸造铝合金，不可热处理强化。
该合金的铸造性能优良，无热裂及疏松倾向，气密性较高。
密度小，耐腐蚀性好，可在受大气，海水腐蚀的环境中使用，可承受工业气氛的环境中的浓硝、过氧化氢等得腐蚀作用；焊接性能好。
但该合金的力学性能低，耐热性和切削加工性差。
ZAlSi9Mg （ZL104）为Al-Si系铸造铝合金，可热处理强化，其强度高于ZL101,ZL102等合金。
该合金的铸造性能好，无热裂倾向，气密性高，线收缩小；形成针孔的倾向较大，熔炼工艺复杂。
耐腐蚀性好，切削加工性能和焊接性能一般。
ZAlSi5Cu 1Mg（ZL105）为Al-Si-Cu-Mg系铸造铝合金，经热处理强化后具有较高强度，其高温力学性能优于ZL101和ZL104等铸造铝合金。
优于合金中铜的存在，塑性和耐腐蚀性降低。
该合金具有良好的铸造性能和较高的气密性，切削加工性和焊接性均良好，耐腐蚀性一般。
ZAlSi7Cu 4（ZL107）为Al-Si-Cu系铸造铝合金，可热处理强化。
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铝硅合金
wSn＝9~11%、wZn＝ 2~4% wSi＝1.5~4.5%
金属型（ 300℃）
砂 型 砂 型
680~720
700~800
锡青铜 硅黄铜
1040 1100
420 1000
（二）影响合金流动性的因素 1.合金的种类和化学成分 在选择铸造合金时，应尽量选择靠近共晶成分的 合金。 2.浇注条件
二、合金的收缩
铸造合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体 积或尺寸缩减的现象。
（一）收缩的三个阶段 ①液态收缩 ②凝固收缩 ③固态收缩
（二）影响收缩的因素 1.化学成分 几种铁碳合金的收缩率
合金种类 含碳量/% 浇注温度 /℃ 液态收缩 /% 凝固收缩 /% 固态收缩 /% 总体积收缩 /%
铸造碳钢
①浇注温度
浇注温度越高，液态金属中的热量越多，金属 的冷却速度降低，提高了合金的流动性。 浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松、粘 砂和气孔等缺陷。
②浇注压力 液态金属在流动方向上受到的 压力越大，其流动性越好。 ③浇注系统的结构 浇注系统结构越复杂，合 金的流动阻力就越大，流动性越低。 3.铸型特点 铸型中凡能增加合金流动阻力和 冷却速度、降低流速的因素，均能降低合金的流动性。
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第九章 铸造
第三பைடு நூலகம் 合金的铸造性能
锥
胶南市高级职业技术学校 魏国庆
第一节
合金的铸造性能
一、合金的流动性 液态金属充满铸型型腔的能力。
（一）合金流动性的测定 合金的流动性通常是以螺旋形试样的长度来衡量。
常用合金的流动性
合金 化学成分 w（C+Si）＝6.2% 灰铸铁 w（C+Si）＝5.9% w（C+Si）＝5.2% w（C+Si）＝4.2% 铸 钢 wC＝0.4% 铸型种类 砂 型 砂 型 砂 型 砂 型 砂 型 浇注温度t/℃ 1300 1300 1300 1300 1600 1640 螺旋线长度 l/mm 1500 1300 1000 600 100 200
2.热应力 由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却 速度、收缩量不均匀，相互阻碍收缩而引起的应力。 3.相变应力 相变应力是由于固态相变，造成各部 分体积发生不均衡变化而引起的。
（二）变形和裂纹
（三)铸件变形及裂纹的防止
0.35
1610
1.6
3
7.8
12.4
白口铸铁
3.0
1400
2.4
4.2
5.4~6.3
12~12.9
灰铸铁
3.5
1400
3.5
0.1
3.3~4.2
6.9~7.8
2.浇注温度 合金的浇注温度越高，过热度越大， 液态收缩增加，总的收缩量增大。 3.铸件结构和铸型条件 铸件在凝固和冷却过程中 由于铸件在铸型中各部位的冷却速度不同，彼此之间相互 制约。 （三）收缩对铸件质量的影响 1.缩孔和缩松 缩孔，主要是指集中缩孔，而分散缩孔一般称为缩松。
①缩孔的形成过程
②缩松的形成过程
2.缩孔和缩松的防止 ①合理选择铸造合金 ②采用顺序凝固的原则 三、铸造应力 铸件在凝固和冷却过程中由于受阻收缩、温度不 均和相变等因素引起的应力 。 （一）铸造应力的形成 按其形成的原因不同可分为收缩应力、热应力和相 变应力。
1.收缩应力 而产生的内应力。
由于铸型、型芯等阻碍铸件收缩