16.铸造工艺学课程复习资料

• 第2章 金属与铸型的物理作用
• 第1节 传热与传质
• • • • • • • • • • 1.1 铸型的传热及影响因素 1. 传热的动力：热力学不平衡→平衡 2. 热交换的主要形式：传导、对流和辐射 3. 影响传热的因素： (a) 热的不平衡程度--温度梯度 (b) 铸件和铸型的热物理性能: 蓄热系数：b= c 热扩散率：a=λ/ρc (c) 几何因素：铸件的模数、铸型、涂料层厚度。 (d) 相变、化学反应、传质。
• 2.2 原砂的作用 • a 提供必要的耐高温和热物理性能，以保 证充型、冷却、凝固顺利，获得优质铸件。 • b 提供众多孔隙，使砂型具有透气性、退 让性。 • 2.3 粘结剂的作用 • 粘结砂粒，形成型砂强度、韧性。
• 第3节 铸型的工作条件
• • • • • • • 3.1 工作条件恶劣： 力学作用： 浇注时冲击、冲刷—影响铸件的形状、夹砂； 充型后浮力、静压力---变形、尺寸精度； 冷却收缩—铸件应力、变形 热作用： 热辐射—铸型升温 铸型内腔—气体压力升高，迁移 • 物理方面的作用： 机械粘砂、铸渗等 • 化学方面的作用： • 粘结剂燃烧、分解 • 界面化学反应
特性区：
b 水分凝聚区没有温度梯度
c 凝聚区的强度影响铸件质量 d 铸件表面温度与干砂区厚度及蓄热系数有关。
• 第2节 膨胀缺陷 • 2.1 夹砂结疤、鼠尾、沟槽 • a 鼠尾：铸件表面有浅的方向性凹槽或不规则 的折痕，无金属瘤状物，常在下表面≦5mm • b 沟槽：铸件表面较深的边缘光滑的V形凹痕。 • c 夹砂结疤 • 夹砂：铸件表面局部突起的长条疤痕，边缘与 铸件本体分离，下部夹砂或涂料层。 • 结疤：金属液在铸型的表面局部冲去了一块砂 的地方出现了一块凸出的疤（2-10mm），脱落 的砂夹在疤块中或铸件的其他部位，并伴有砂 眼。
第二篇 砂型和砂芯的制造
第一章 湿 型
第一节 湿型铸造特点 1. 粘土型砂据合型和浇注状态可分为：
湿型（湿砂型或潮型）——砂型不烘干，直接浇 干型——合型和浇注前送窑烘干。
表面烘干型——型腔表层烘干一定深度。
2. 按造型可分为：
面砂——造型时铺覆在模样表面，构成型腔表面层的型砂。
背砂——填在面砂背面起填充作用的型砂。 单一砂 ——不分面砂和背砂，只一种造型砂。
1.2 传质现象和型砂表面水分迁移 1. 型砂中的传质 传质：一种物质在另一媒介物中传递 2. 铸造工艺中常见的传质现象： 湿型风干、烘干、水分蒸发、迁移、凝聚 吹气硬化 有机粘结剂的燃烧、分解产生气体的扩散 铸件表面的合金化
砂型表层的水分迁移
3. 湿型砂的传热、传质特点
通过两种方式传热：导热和蒸汽传递，形成三个
•
cห้องสมุดไป่ตู้ 正确操作（仔细进行造型、合箱和浇注 ）
• 2. 抬箱和跑火：浮力大于上箱和压铁总质量 • 3. 偏芯及形状不合格：冲刷和浮力的作用
• 第4节 型壁移动
• 1. 概念：金属浇入铸型后型壁发生位移的现象
• 2. 原因: 型壁膨胀；紧实度低。
• 3. 影响： 尺寸、缩沉； 缩松、不致密 • 4. 防止措施： • a、 静压头小的铸造工艺 • b、 提高砂型密度和硬度 • c、 用耐火度高和导热性好原砂 • d、 降型砂水分 • e、 加附加物
• 5. 防止化学粘砂的措施 • a、避免在界面处形成低熔点化合物。 • 造型材料：耐火度高、热化学稳定性好的造型材 料， 净化金属液 • b、促使形成易剥离性粘砂层或剥离的烧结层 • 在界面处创造适量氧化气氛，或者加入氧化铁、 氧化锰或者炉渣粉，或者加入有利于烧结的物质， 或者使用易剥离烧结型涂料。
• 第3节 液态金属的冲刷及其造成的缺陷 • 1. 砂眼：铸件内部或表面充填有型砂的孔眼 危害: 影响铸件强度、表面损坏、发生渗漏 • 产生原因：（1）冲刷力大于高温强度或环境造成散落砂 。
• 防止：a 、提高表面强度（如合理的型砂配方、足够的紧 实度、合理的烘烤规范及恰当的存放时间等）
• b、 正确设计浇冒口
第一章 砂型结构及其工作条件
• 第2节 砂型的结构
• 2.1 型砂的基本结构 • 型（芯）砂的组成： 原砂+粘结剂+附加物 • 如图，毛细管多孔系 体系。
原砂：硅砂SiO2、镁砂MgO、锆砂ZrO2。 是骨干材料，占型砂总质量的82-99%。 粘结剂：粘土、无机化学粘结剂（水玻璃、 水泥等）、有机化学粘结剂（油砂、合脂 砂、树脂砂）。以薄膜形式覆盖砂粒，使 型砂具有必要的强度和韧性。 附加物：改善型砂的工艺和使用性能 。
• 第3节 粘砂现象
• 1. 粘砂：铸件表面粘附难清除的型砂。发生厚壁、浇冒口、 凹槽、小砂芯的表面、热节。 • 2. 影响： • 损坏铸件外观 • 加大清理工作量 • 加速刀具磨损 • 影响某些机器的工作效率和寿命。 • 3. 种类 • 我国标准：分机械粘砂和化学粘砂两大类
• 4. 防止机械粘砂的措施（从铸型方面考虑） • a 减小型芯表面微孔尺寸： 细砂、加石英 粉、高紧实度、涂料 • b 加入能适当提高铸型背压或产生隔离层 的附加物（如煤粉） • c 改用特种原砂（如铬铁矿砂） • d 降低浇注温度和减少金属液压力
• 第5节 气体和侵入性气孔
• • • • • • • • • 1. 主要成分：H2、N2、CO、CO2、O2 CO/CO2 表征铸型气氛还原性的标志。 2. 影响 （1）气氛呈中性或还原性有利防止金属渗透；呈氧化性 利渗砂内粘砂。 （2）有机物分解易导致铸件表面增碳 （3）反应性气孔的产生与界面反应有关 3. 因素 a、粘结剂的种类和含量： b、浇注温度：浇注温度高，产生的气体量多
• 第3章 金属与铸型化学与物化作用
• 第1节 反应性气孔 • 1. 金属与铸型、金属与溶渣或金属液内某些元素、 化合物之间发生反应形成的气孔。 • 2. 又称皮下气孔，CO，H2。
3. 特点：分布均匀表皮下1-3mm处 • 数量多、尺寸小，孔径为1--3ｍｍ • 多呈细长形, 铸钢件中为针孔状 • 表面光滑, 呈银白色(铸钢件),或呈金属光亮色, 或 发暗