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《铸造工艺》PPT课件

《铸造工艺》PPT课件
1.拔长。使金属坯料的横截面积减少,长度增加的工序。如图 4.13所示,得到具有长轴线的锻件,如光轴、曲轴、台阶轴、拉杆、 连杆等。
2.镦粗。使金属坯料的横截面积增大,高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等;也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序; 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表:
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法,如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中,依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力,通过工具或模具使金属材料发生塑性变形,获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同,锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比,锻造具有以下特点: • (1)改善金属的组织,提高力学性能。 • (2)生产率较高。 • (3)节省材料和加工工时。。 • (4)适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好,变形抗力越小,则金属的 锻造性越好;反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1.金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好,化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素,会降低锻造性,而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界,也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。

《铸造生产工艺》课件

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不当。
质量控制
原材料控制
确保使用的原材料质量合格,无杂质 且成分稳定。
模具设计与制造
采用先进的模具设计技术,确保模具 精度和寿命,减少铸件缺陷。
工艺参数优化
通过调整金属液的浇注温度、模具温 度等工艺参数,提高铸件质量。
后处理与检验
对铸件进行必要的后处理,如热处理 、机加工等,并进行严格的质量检验 ,确保产品合格。
铸造设备的组成
铸造设备通常由熔炼设备、浇注设备、造型设备 、清理设备和检测设备等组成。
铸造设备的特点
铸造设备具有高效、自动化和环保等特点,能够 提高铸件的质量和生产效率,降低生产成本和能 耗。
03 铸造生产工艺流程
CHAPTER
造型
01
造型是铸造生产流程的起始阶段,主要任务是根据产品需求和 工艺要求,制作出符合要求的铸型。
根据铸件的使用要求和工艺要 求,选择合适的铸造材料,以
保证铸件的质量和性能。
铸造设备
铸造设备的分类
根据其用途和功能,铸造设备可分为砂型铸造设 备、特种铸造设备和造型设备等。
铸造设备的工作原理
熔炼设备将金属材料熔化为液态,浇注设备将液 态金属注入模具中,造型设备将砂型或模具中的 金属液凝固成为铸件,清理设备则对铸件进行表 面处理和清理。
02
铸造生产工艺是机械制造行业中 的重要基础工艺之一,广泛应用 于汽车、船舶、航空、农业机械 、电力、化工等各个行业。
铸造生产工艺的流程
铸造生产工艺流程包括
浇注
熔炼、浇注、冷却、落砂、清理和后 处理等步骤。
将熔融态的金属注入铸型中,形成所 需形状的铸件。
熔炼
将金属材料加热至熔融状态,并加入 必要的合金元素,以获得所需的化学 成分和物理性能。

《铸造工艺流程》课件

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蜡型铸造
使用蜡模制造复杂形状的铸 件,然后将蜡模浸入耐火材 料中进行铸造。
铸造工艺流程的步骤
1
熔化金属
2
将合金料或金属材料加热至熔化状态,
以便于后续浇注。
3
模具制备
根据产品形状制作合适的模具,包括 砂型、金属型或蜡型等。
浇注
将熔化的金属倒入模具中,填充整个 空腔,等待冷却凝固。
铸造工艺流程的常见问题
1 气孔
2 缩孔和收缩
在铸件中形成气体孔隙, 影响铸件的机械性能。
由于熔铸过程中金属的 凝固收缩导致的缩孔和 表面缺陷。
3 夹杂物
杂质或不洁净物质被困 在铸件内部,影响铸件 的强度和质量。
铸造工艺流程的优点和局限性
优点
可制造复杂形状的金属制品、生产效率高、成 用于某些高温合金。
《铸造工艺流程》PPT课 件
铸造工艺流程的定义
铸造工艺流程是将熔化的金属或合金倒入型腔中,经过冷却凝固、浇注除砂获得所需几何形状的金属制 品的一系列工艺程序。
铸造工艺流程的分类
砂型铸造
通过在铸品外表面上涂敷一 层专用砂浆,然后铸造。常 用于制造大型铸件。
金属型铸造
制造出金属制品,通过在金 属模具中注入熔融金属,使 其凝固形成所需铸件。
铸造工艺流程的发展趋势
自动化
引入自动化设备和机器人,提高生产效率和 质量。
数字化技术
应用计算机仿真、数据分析等技术,优化工 艺流程和产品质量。
材料创新
研发新型材料,如高温合金、复合材料,扩 大铸造工艺的应用范围。
环保
减少能源消耗和废物产生,推动可持续发展。
铸造工艺流程的应用范围
铸造工艺广泛应用于制造业,包括汽车、航空航天、能源、机械制造等领域。

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影响流动性因素:
合金种类:灰口铸铁,硅黄铜,
流动性最好,l 1000 mm 。铸钢 的流动性最差, l 200 mm;
成分:共晶合金的流动性最好; 结晶特征:结晶温度范围越大,
枝晶越发达,流动性越差;结晶 间隔越小,则流动性越好;
粘度:粘度越大,流动性越差; 结晶潜热:结晶潜热越小,流动
性越差。
▪凝固收缩
共晶成分或纯金属是在恒温下凝固,凝固收缩只由状态改变 引起,所以收缩较小,亦表现为液面下降。 ▪ 液态收缩和凝固收缩主要表现为合金体积上的缩减 ,用体收缩率(单位体积的百分收缩量)表示。它们 是铸件产生缩孔和缩松的根本原因。 ▪固态收缩
通常直接表现为铸件外形尺寸的减小,可用线收缩 率(单位长度的百分收缩量表示)。固态收缩是铸件 产生应力、变形和裂纹的根本原因。
§8-1 铸造概述
金属铸造
1. 定义:将熔炼好的液态金属浇注到与零件形状 尺寸相适应的铸型型腔内,待其冷却凝固后,获得毛坯 或零件的方法。
2.铸造方法:砂型铸造 特种铸造
优点与缺点
▪ 与其它金属加工方法相比,铸造具有如下优点: (1)原材料来源广。 (2)生产成本低。 (3)铸件形状与零件接近,形状、尺寸不受限制。 尤其适于制造内腔复杂的大型箱体件。
影响铸件收缩的主要因素:
➢化学成分:铸钢和白口铸铁收缩率大,灰铸铁、球墨铸 铁铁小(结晶时石墨产生的膨胀抵消了部分收缩); ➢浇注温度:T↑ →收缩率大; ➢铸件结构:壁厚不均匀↑ →收缩受阻↑ →收缩率小; ➢铸型条件:铸型、型芯阻碍收缩力↑ →收缩率小
2. 收缩导致的铸件缺陷
(1)缩孔和缩松
铸造的基本工艺过程
零件 模样 型砂 芯盒 砂箱 型芯
配制的型砂

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铸造工艺 方案的确定
工艺参数 的确定
浇注系统 和冒口
铸造工艺 图的绘制
铸造工艺设计包括:
Ø选择铸造方法或造型方法
Ø铸件的浇注位置和分型面位置,型芯和芯头结构;
Ø加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数;
Ø浇注系统、冒口和冷铁的布置等;
Ø将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图
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1.2 铸造工艺图概述
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浇注位置,分型面,分模面,活块,本模的类型和 分型负数,加工余量,拔模斜度,不铸孔和沟槽, 砂芯个数和形状,芯头形式、尺寸和间隙,分盒面, 芯盒的填砂(射砂)方向,砂芯负数,砂型的出气孔, 砂芯出气方向、起吊方向,下芯顺序,芯撑的位置、 数目和规格,工艺补正量,反变形量,非加工壁厚 的负余量,浇口和冒口的形状和尺寸,冷铁形状和 个数,收缩筋(割筋)和拉筋形状、尺寸和数量,和 铸件同时铸造的试样,铸造收缩率等
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1.1. 3 设计的内容和程序
选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置,型芯和芯头结构; 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数; 浇注系统、冒口和冷铁的布置等; 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出 来,绘制铸造工艺图。
工作程序:审图—初步方案—讨论—确定—设计—
会签—修改—生效。
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四羊方尊 高58.3厘米;重 34公斤。1938年湖南 省宁乡县出土。商代 方尊的代表。 铜尊盛行于商代和 西周时期,是一种饮 酒用具。这件四羊方 尊是现存商代青铜方 尊中最大的一件,是 国家特级文物。 被认为是中国青 铜铸造史上最杰出的 作品之一 。

《铸造工艺基础》PPT课件

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三、影响充型能力的因素
1.合金性质——合金流动性:决定于合金种类 与化学成分。
合金种类
根据“螺旋型试样长度”实验: 灰铸铁和硅黄铜的流动性和充型能力最好; 铝硅合金其次; 铸钢最差。
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化学成分
同一种合金,化学成分不同,合金流动性也有不同。 因为化学成分不同,合金的结晶温度范围和结晶特性 不同。
❖ 根 据 生 产 经 验 , 常 用 铸 造 合 金 的 浇 注 温 度 为 : 铸 铁 1230 ~ 1450C;铸钢1520~1620C;铝合金680~780C。对薄壁及复 杂铸件取浇注温度的上限,对于厚大铸件可以取其下限。
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充型压力
❖ 浇注时,金属所受的充型压力越大,充型能力就越 强。
❖ 非共晶成分的合金的结晶过程是在一定的温度范围之内进行, 凝固时铸件存在两相区,其中既有没有凝固的液态金属,还有 已经凝固的小的树枝状结晶体,称为糊状凝固,树枝状的小晶 体和粗糙不平的凝固层的内表面使得液态金属的流动阻力增大, 因此这种合金的流动性较差。合金的结晶范围越宽,则两相区 越宽,合金的流动性也就越差。
合金种类
根据“螺旋型试样长度”实验: 灰铸铁和硅黄铜的流动性和充型能力最好; 铝硅合金其次; 铸钢最差。
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化学成分
同一种合金,化学成分不同,合金流动性也有不同。 因为化学成分不同,合金的结晶温度范围和结晶特性 不同。
❖ 纯金属和共晶成分的合金,结晶是在恒温之下进行,此时金属 液的凝固是从金属件的表面开始向中心逐层推进,称为逐层凝 固,凝固层的内表面比较平滑,对还没有凝固的液态金属阻力 较小,合金的流动性较好;

铸造工艺知识PPT课件

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第10页/共47页
铸造工艺方案的确定
砂• 二型、种砂类型的种类确的定确定
• 用于砂型铸造的铸型有湿砂型、表面烘干型、干砂型、自硬砂型等几 种。
• 1.湿砂型:以粘土做粘结剂,不经烘干可直接进行浇注。应用最广泛。 大型、臂厚、形状复杂的铸件不适用。
• 2.表面烘干型:浇注前,用适当的方法对型腔表面进行烘干。在中、大 型铸件中(1~5吨)得到广泛应用。
第12页/共47页
铸造工艺方案的确定
零件结构的铸造工艺性分析

一个好的铸造零件是经过以下设计步骤完成:功能设计;依铸造经验修改和简化设计;冶金设计(铸
件材质的选择和适用性);经济性分析。
第13页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 件 结对构产品的零铸件进造行工审查艺、性分析分有析两方面的作用:第一,审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。第二,
第9页/共47页
铸造工艺方案的确定
造型(制芯)方法的确定 • 2.机器造型
• 机器造型生产率高、劳动强度低、铸件质量比较稳定。但它需要的工艺装备复杂、生产准备时间长,因此 机器造型主要用于成批和大量生产。机器造型是今后的发展趋势,只有采用机器造型才能提高劳动生产率 和降低成本,至于采用哪一种机器造型方法,要根据车间现有条件、生产批量和铸件的具体情况来确定。
铸造工艺方案的确定
零• 2件)取结消构铸件的外铸侧凹造。工 艺 性 分析
第24页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 3件)改结进构铸件的内铸腔结造构工以减艺少性砂芯分。析
第25页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 4件)减结少构和简的化铸分型造面工。 艺 性 分析
第26页/共47页
铸造工艺方案的确定

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精心整理
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验:做几个直径相同
的球铸型,一次同时浇注
经过不同时间,先后拔掉
泥芯。倒出液态金属,
测量硬壳厚度,画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
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厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响: 凝固过程实质是金属的结晶过程,它从两方 面影响铸件的性能: 1)形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能; 2)金属的致密度-----液态金属结晶为固态,引 起的体积收缩所形成的孔洞,若得不到液态 金属的补缩,将产生铸造缺陷,影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 (1)合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽,
热裂倾向性
越大。




精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外,合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如:碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力(收缩应力)
由于收缩受阻,产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下,落砂后随着产生弹 性变形而消失,为临时应力。(但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内)

铸造工艺学精品PPT课件

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奥占公式:
S阻
m下
1 2gHP
图13 奥占公式
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图13 无冒口系统时的铸件
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冒口
图14 加入补缩源—冒口
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模数法设计冒口的基本方法是: 1)Mr=fMc Mr为冒口模数,Mc为铸 件模数,f=1.0-1.2。 2)冒口要提供足够的补缩金属液: ε(Vc+Vr)+Ve<=Vrη 3)一定的补缩通道角:可利用冷铁和 其他工艺措施来造成合适的补缩通道 角
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吃砂量
图16 砂型装配示意 图
箱把:翻 箱及吊运 操作等 紧固夹紧防 止跑火等
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定位销
图15 模样定位销示意图
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大球的制造过程引出的 基本铸造工艺概念
➢成型类:分型面、分模面 ➢工艺类:浇注系统、冒口、冷铁 ➢工装类:模样、模板、砂箱等
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套筒工艺与大球工艺的差别 ——浇注位置、砂芯、外模 样变化
重要面
36
重要面
图 3-2-36
37
38
例2:能保证顺序凝固。例如,厚大部分在上部,或 按一定次序厚大部分靠近冒口。
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例3:铸件水平面积大的部分应尽量置于 铸件下部。
40
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例4:避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯, 便于下芯、合箱及检验。
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合箱时容易碰坏砂芯
合箱时不会 碰坏砂芯
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分型面的确定
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图5 分型面
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图6 造型
11
图7 造型时分型面与 分模面平齐一致
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分模面
图8 造型时分型面与 分模面平齐一致
13
图9 球形空腔
14
图10 在球形空腔上置浇道
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引言
1、何为铸造?熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝 固后获得一定形状和性能铸件的成形方法,称为铸造。
图9-1 砂型铸造
2、铸造优缺点
优点: 1)可以生产出形状复杂,特别是具有复杂内腔的零件毛坯,如各 种箱体、床身、机架等。 2)铸造生产的适应性广,工艺灵活性大。工业上常用的金属材料 均可用来进行铸造,铸件的重量可由几克到几百吨,壁厚可由 0.5mm到1m左右。 3)铸造用原材料大都来源广泛,价格低廉,并可直接利用废机件, 故铸件成本较低。
(四)收缩对铸件质量的影响 1. 缩孔和缩松 (1)缩孔的形成 缩孔总是出现在铸件上部或最后凝固的部位,其外形特征是: 内表面粗糙,形状不规则,多近于倒圆锥形。通常缩孔隐藏于 铸件的内部,有时经切削加工才能暴露出来。缩孔形成的主要 原因是液态收缩和凝固收缩。缩孔形成过程见图9-6。
图9-6 缩孔形成过程示意图
(2)缩松的形成 宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位,显微缩松则是存在于在晶 粒之间的微小孔洞,形成缩松的主要原因也是液态收缩和凝固收缩 所致。缩松形成过程见图9-7。
(二) 铸造合金的收缩 铸造合金从液态冷却到室温的过程中,其体积和尺寸缩减的现 象称为收缩。它主要包括以下三个阶段: 1.液态收缩 金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。 2.凝固收缩 熔融金属在凝固阶段的体积收缩。液态收缩和凝固 收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。 3.固态收缩 金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固 态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大,是铸造应力、变形 和裂纹等缺陷产生的基本原因。
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,因此,铸件的力学性能,特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。 2)铸件质量不够稳定。
图9-2 铸造产品
第一节 合金的铸造性能
一、流动性和充型能力
(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。
二 合金的凝固与收缩
(一)铸件的凝固方式及影响因素 1. 铸件的凝固方式 (1)逐层凝固方式 合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开,这 种凝固方式称为逐层凝固。常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、 工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。 (2)糊状凝固方式 合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固,这种凝固方式称为糊状凝固。 球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。
图9-3 不同结晶特征的合金的流动性
铁碳合金的流动性与相图的关系见图9-4。图中表明,纯铁和共晶 铸铁的流动性最好,亚共晶铸铁和碳素钢随凝固温度范围的增加, 其流动性变差。
图9-4 铁碳合金的流动性与相图的关系
(二)合金的充型能力 1. 充型能力 考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力。合 金的流动性是金属本身的属性,不随外界条件的改变而变化,而合 金的充型能力不仅和金属的流动性相关,而且也受外界因素的影响。 2. 充型能力的影响因素 1)铸型填充条件 a)铸型的蓄热能力 即铸型从金属液中吸收和储存热量的能力。铸型 的热导率和质量热容越大,对液态合金的激冷作用越强,合金的充 型能力就越差。 b)铸型温度 提高铸型温度,可以降低铸型和金属液之间的温差, 进而减缓了冷却速度,可提高合金液的充型能力。 c)铸型中的气体 铸型中气体越多,合金的充型能力就越差。
(二)合金的充型能力 1. 充型能力 考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力。合 金的流动性是金属本身的属性,不随外界条件的改变而变化,而合 金的充型能力不仅和金属的流动性相关,而且也受外界因素的影响。 2. 充型能力的影响因素 1)铸型填充条件 a)铸型的蓄热能力 即铸型从金属液中吸收和储存热量的能力。铸型 的热导率和质量热容越大,对液态合金的激冷作用越强,合金的充 型能力就越差。 b)铸型温度 提高铸型温度,可以降低铸型和金属液之间的温差, 进而减缓了冷却速度,可提高合金液的充型能力。 c)铸型中的气体 铸型中气体越多,合金的充型能力就越差。
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,见图9-3a。 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,见图9-3b。
•(三) 影响合金收缩的因素 1. 化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合 金中铸刚的收缩最大,灰铸铁最小。 2. 浇注温度 合金浇注温度越高,过热度越大,液体收缩越大。 3. 铸件结构与铸型条件 铸件冷却收缩时,因其形状、尺寸的不同, 各部分的冷却速度不同,导致收缩不一致,且互相阻碍,又加之铸 型和型芯对铸件收缩的阻力,故铸件的实际收缩率总是小于其自由 收缩率。这种阻力越大,铸件的实际收缩率就越小。
(3)中间凝固方式 大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间,称为中间凝固方 式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间影响因素 (1)合金凝固温度范围的影响 合金的液相线和固相交叉在一起,或间距很小,则金属趋于 逐层凝固;如两条相线之间的距离很大,则趋于糊状凝固; 如两条相线间距离较小,则趋于中间凝固方式。 (2)铸件温度梯度的影响 增大温度梯度,可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化;反 之,铸件的凝固方式向糊状凝固转化。
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