材料成型工艺总结

红字不要求，蓝字是补充！不排除错别字啊！

2.1 液态金属充型过程的水力学特性及流动情况

浇注系统：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道（各组成部份的作用）P11

浇口杯：①承载来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；

②减轻液流对型腔的冲击；

③分离熔渣和气泡；

④增加充型压力头。

影响浇口杯内水平蜗旋的主要原因：①浇口杯内液面的深度；②浇注高度；③浇注方向；

④浇口杯的结构。

液面浅和浇注高度大时，偏离直浇道中心的水平流速较高，因而易出现水平旋涡（避免）。垂直旋涡能促使熔渣和气泡浮至液面，对挡渣和分离冲入的气泡有利。

直浇道：将来自浇口杯的液流引入横浇道、内浇道或直接进入型腔。

横浇道：连接直浇道和内浇道的中间通道，功用：①稳流②流量分配③挡渣

内浇道：浇注系统中把液体金属引入型腔。功用：①控制充型速度和方向②分配液态金属③调节铸件各部位的温度分布和凝固次序④对铸件有一定的补缩作用。

2.2 浇注系统的设计P19

按截面积分：收缩式浇注式（定义，特征），扩张式浇注系统（定义，特征），

收缩式浇注系统

定义：直浇道、横浇道和内浇道的横截面积依次缩小的浇注系统。

特征：液态金属在这种浇注系统中流动时，由于浇道截面积越来越小，流动速度越来越大，从内浇道进入型腔的液流，流动速度很大，对型壁产生冲击，易引起喷溅和剧烈氧化。但此种浇注系统在充型的最初阶段直至整个充型过程，都保持充满状态，金属液中的熔渣易于上浮到横浇道上部，避免进入型腔。此外，这种浇注系统所占体积较小，减少了合金的消耗。这种浇注系统主要用于不易氧化的铸铁件。

扩张式浇注系统

定义：直浇道、横浇道和内浇道截面积依次扩大的浇注系统。

特征：金属液在横浇道和内浇道中流速较慢，在进入型腔时流速平稳。不足之处是横浇道在充型初期不易充满，在开始段浮渣作用较差。易氧化的铝合金和镁合金要求液流平稳，大、中型铸件一般都采用扩张式浇注系统。

液态金属导入位置：顶注式（定义，特征），底注式（定义，特征），

顶注式

定义：以浇注位置为基准，金属液从铸件型腔顶部引入的浇注系统。

优点：①液态金属从铸型型腔顶部引入，在浇注和凝固过程中，铸件上部的温度高于下部，有利于铸件自下而上顺序凝固，能够有效地发挥顶部冒口的补缩作用。

②液流流量大，充型时间短，充型能力强。

③造型工艺简单，模具制造方便，浇注系统和冒口消耗金属少，浇注系统切割清理容易。

缺点：液体金属进入型腔后，从高处落下，对铸型冲击大，容易导致液态金属的飞溅、氧化和卷入气体，形成氧化夹渣和气孔缺陷。

底注式

定义：内浇道设在铸件底部的浇注系统。

优点：①合金液从下部充填型腔，流动平稳。

②无论浇口比多大，横浇道基本处于充满状态，有利于挡渣。型腔内的气体能

顺利排出。

缺点：①充型后铸件的温度分布不利于自下而上的顺序凝固，却弱了顶部冒口的补缩作用。

②铸件底部尤其是内浇道附近容易过热，是逐渐易产生缩松、缩孔、晶粒粗大等缺陷。

③充型能力较差，对大型薄壁铸件容易产生冷隔和浇不足的缺陷。

④造型工艺复杂，金属消耗量大。

2.3凝因金属收缩过程工艺分析p26

缩孔缩松（定义）p27

缩松：疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。

缩孔：铸件在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，在铸件最后凝固的部位如得不到外加钢液的补缩，则会出现孔洞，称为缩孔。

缩孔形成机理P27

由于铸件浇注的合金的结晶温度范围很窄，之间是由表及里逐层凝固，因铸件吸热，金属液温度下降，发生液态收缩，但它将从浇注系统中得到补充，当铸件外表温度下降到凝固温度时，铸件表面凝固了一层硬壳，并紧紧抱住内部的金属液，此时内浇道已凝固。进一步冷却时，硬壳内的金属液因温度降低产生液态收缩，并对形成硬壳的凝固收缩进行补缩，液面下降。此时，固态硬壳也因为温度降低，而使铸件外表尺寸缩小。当液态收缩和凝固收缩总是超过硬壳的固态收缩，液面脱离顶部硬壳，液面下降，如此下去，硬壳不断增厚，液面不断下降，待金属全部凝固后，在逐渐上部形成一个倒锥形的缩孔。先凝固区域堵住液体流动的通道，后凝固区域收缩所缩减的容积得不到补充。

共同点：液态收缩+凝固收缩>固态收缩

主要区别原因：

（1）缩孔合金结晶温度范围窄，逐层凝固P27

（2）缩松合金结果温度范围宽，糊状凝固P28

扩张角：

补缩困难区：液相线和固相线与铸件壁轴线相交的区间。

扩张角与补缩困难区关系：反比

消除缩孔措施：铸件顶部厚大截面处安放冒口；采用顶注式浇铸系统、形成自下而上的顺序凝固，将缩孔引向冒口区

2.4冒口设计要求：①冒口的凝固时间应大于或等于铸件（补缩部分）的凝固时间；

②冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩；

③在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通，即使扩张角始终向着冒口。

冒口的作用：①补偿铸件凝固时的收缩；

②调整铸件凝固时的温度分布；

③排气、集渣

④利用明冒口观察型腔内金属液的充型情况。

3.2粘土湿型p45

粘土湿型：造好的型砂不经烘干、直接浇入高温金属液的型砂称为湿型。

水玻璃砂：各种聚硅酸盐水溶液，铸造上最常用的是钠水玻璃硅酸钠水溶液），其化学式为Na2O mSiO2H2O

4特种铸造：

熔模铸造：用易熔材料（蜡料及塑料等）制成精确的可溶性模样，在模样上涂以若干层耐火涂料，经过干燥、硬化成整体型壳；然后加热型壳熔失模样，在经高温焙烧而成为耐火型壳；将液体金属浇入型壳中，待冷却后即成铸件。

消失模铸造：采用泡沫塑料模样代替普通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样，直接浇入金属液，在高温金属液的作用下，模样受热气化、燃烧而消失，金属液取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置，冷却凝固后即获得所需的铸件。

压力铸造：将液态金属或半液态金属在高压下快速充填金属型的型腔，并在高压下快速凝固而获得铸件的一种铸造方法。

5.2铸造工艺方案的确定：

1、造型、制芯方法的选择

①造型、制芯方法应与生产批量相适应

②造型、制芯方法应适合工厂条件

③要兼顾铸件的精度要求和成本

2、浇注位置的确定

①铸件上质量要求高的部分及重要工作面、重要加工面、加工基准面和大平面应尽量朝下或垂直安放

②铸件的厚大部分应放在上部，尽量满足铸件自下而上的顺序凝固

③应保证铸件有良好的液态金属导入位置保证铸型充满

④应尽量少用或不用制芯

3、分型面的确定

①分型面应选择铸件最大截面处，以保证顺利起出模样而不损坏铸型

②尽量将铸件全部或大部分放在半形内

③尽量减少分型面的数量

④分型面应尽量选择平面

⑤便于下芯、合型和检查型腔尺寸

⑥考虑工艺特点，尽量使加工及操作工艺简单

4、型芯设计

浇注位置的确定原则93

熟读图5-1至5-2例题

分型面的选择原则p94

熟读图5-3至5-8例题