金属的凝固资料
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★ 决定合金流动性的因素
（1）合金的种类 （2）合金的成分 （3）杂质与含气量
二、浇注条件
1. 浇注温度 2. 充型压力
三、 铸型条件
1. 铸型蓄热能力 2 .铸型温度 3. 铸型中的气体 4. 铸件结构
常用合金的浇注温度： 铸 钢:1520~1620℃； 铸 铁:1230~1450℃； 铝合金:680~780℃。
（2） 实现“同时凝固” ； （3） 加压补缩；
顺序凝固 加冷铁
第三节 铸造内应力、变形和裂纹
一、内应力的形成 1.热应力
残余应 力
2.机械应力
临时应 力
机械应力的形成
3） 防止和消除铸造应力的措施
★ 合理的设计铸ຫໍສະໝຸດ Baidu的结构 ★ 尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金
★ 采用同时凝固的工艺
自然时效、热时效和 振动时效
A、特征： ★ 尺寸较短 ★ 缝隙较宽 ★ 形状曲折 ★ 缝内呈严重的氧化色
B、影响热裂因素： （1）合金性质 （2）铸型阻力
合金的结晶特 点和化学成分
铸型、型芯的 退让性
C、防止热裂的方法： ☆ 合理的铸件结构； ☆ 型砂和芯砂的退让性； ☆ 严格限制钢和铸铁中硫的含量等。
特别是后者，因为硫能增加钢和铸铁的热脆 性，使合金的高温强度降低。
缩松：分散在铸件某些区域内的细小缩孔 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
形成原因：液态收缩和凝固收缩所致 形成条件：合金的结晶温度范围宽，以糊状凝
固的方式凝固的合金或厚壁铸件中。
2）、缩孔和缩松的防止
（1） 实现“顺序凝固” ；
◆ 合理的确定浇注位置 ◆ 合理的确定内浇道位置 ◆ 选用不同的浇注系统 ◆ 采用冷铁或其他激冷材料
★ 对铸件进行时效处理
二、铸件的变形与防止 1)、铸件的变形
当残余铸造应力值超过铸件材料的屈服极 限时，铸件将发生塑性变形。
应力框铸件变形示意图 T形梁铸钢件变形示意图
导轨面正确位置 模样反挠度 床身导轨面的挠曲变形
三、铸件的裂纹与防止
当铸造应力值超过铸件材料的强度极限时， 铸件将产生裂纹。
按裂纹形成的温度范围可分为： 1.热裂纹 高温下形成
金属型铸造 压力铸造
连续铸造 离心铸造 低压铸造
三、铸造特点
1、优点
★ 适应性广，工艺灵活性大 ★ 适合形状复杂件的铸造 ★ 成本较低，材料利用率高
2、缺点
※ 组织疏松，晶粒粗大 ※ 内部易产生缩松、缩孔、气孔等缺陷 ※ 工序多、精度难控制、质量不够稳定 ※ 生产条件差、工人劳动强度高
第一章 铸造工艺基础
第二节 铸件的凝固与收缩
一、铸件的凝固方式
逐层凝固 中间凝固
糊状凝固
凝固区域结构示意图
二、铸造合金的收缩
液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减 小的现象称为合金的收缩。
体收缩率 单位体积收缩量εv 线收缩率 单位长度上的收缩量εl 影响收缩的因素：合金的种类、化学成分、
浇注温度、铸件结构、铸型条件
第二篇 铸 造
铸造：
将液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适 应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定 形状的毛坯或零件的方法。
铸造的实质是液态金属逐步冷却凝固而成形，
也称为金属液态成形。
二、铸造种类
1、普通砂型铸造
型砂
湿型砂 粘土砂
干型砂
水玻璃砂
树脂自硬砂
2、特种铸造 天然矿产砂石
造型材料
金
属
熔模铸造 泥型铸造 壳型铸造 负压铸造 陶瓷型铸造 实型铸造
第四节 铸件中的气孔
一、析出性气孔
因金属原因
氢气在铝合金中易形成针孔，除气处理
二、浸入性气孔 三、反应性气孔
因铸型原因
因金属与铸 型反应原因
1.皮下气孔 2.冷铁气孔
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
合金的铸造性：合金在铸造成形是获得外形准确、 内部健全铸件的能力。
包括：流动性、凝固特性、收缩性、吸气性等。
第一节 液态合金的充型
充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状 准确、轮廓清晰铸件的能力。
影响充型能力的因素： 一、合金的流动性 液态合金本身的流动能力称为合金的流动性。 熔融合金自身的流动能力 液态金属固有的属性
铸钢的收缩率最大，灰铸铁最小
★ 合金收缩的三个阶段
液态收缩 凝固收缩 固态收缩
三、铸件中的缩孔和缩松
1.缩孔和缩松的形成
缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位、容积较 大的孔洞。
外形特征：缩孔多呈倒圆锥形，内表面粗糙 形成原因：液态收缩和凝固收缩 形成条件：合金在恒温或在很小的温度范围内结
晶，铸件壁以逐层凝固的方式进行凝固。
（2）冷裂纹 低温形成的裂纹为冷裂。 A、特征：裂纹细小 呈连续直线状 有时缝内呈轻微氧化色
B、冷裂纹产生的条件 ★ 脆性大、塑性差的合金 ★ 大型复杂铸铁件也易产生冷裂纹
★ 铸件受拉应力的部位，特别是应力集中的部位
C、冷裂纹的防止方法：
减小铸造内应力和降低合金的脆性。 ★ 铸件壁厚要均匀； ★ 增加型砂和芯砂的退让性； ★ 降低钢和铸铁中的磷含量，因为磷能显著 降低合金的冲击韧度，使钢产生冷脆。 如铸钢的磷含量大于0.1%、铸铁的磷含量大 于0.5%时，因冲击韧度急剧下降，冷裂倾向明 显增加。
（1）合金的种类 （2）合金的成分 （3）杂质与含气量
二、浇注条件
1. 浇注温度 2. 充型压力
三、 铸型条件
1. 铸型蓄热能力 2 .铸型温度 3. 铸型中的气体 4. 铸件结构
常用合金的浇注温度： 铸 钢:1520~1620℃； 铸 铁:1230~1450℃； 铝合金:680~780℃。
（2） 实现“同时凝固” ； （3） 加压补缩；
顺序凝固 加冷铁
第三节 铸造内应力、变形和裂纹
一、内应力的形成 1.热应力
残余应 力
2.机械应力
临时应 力
机械应力的形成
3） 防止和消除铸造应力的措施
★ 合理的设计铸ຫໍສະໝຸດ Baidu的结构 ★ 尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金
★ 采用同时凝固的工艺
自然时效、热时效和 振动时效
A、特征： ★ 尺寸较短 ★ 缝隙较宽 ★ 形状曲折 ★ 缝内呈严重的氧化色
B、影响热裂因素： （1）合金性质 （2）铸型阻力
合金的结晶特 点和化学成分
铸型、型芯的 退让性
C、防止热裂的方法： ☆ 合理的铸件结构； ☆ 型砂和芯砂的退让性； ☆ 严格限制钢和铸铁中硫的含量等。
特别是后者，因为硫能增加钢和铸铁的热脆 性，使合金的高温强度降低。
缩松：分散在铸件某些区域内的细小缩孔 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
形成原因：液态收缩和凝固收缩所致 形成条件：合金的结晶温度范围宽，以糊状凝
固的方式凝固的合金或厚壁铸件中。
2）、缩孔和缩松的防止
（1） 实现“顺序凝固” ；
◆ 合理的确定浇注位置 ◆ 合理的确定内浇道位置 ◆ 选用不同的浇注系统 ◆ 采用冷铁或其他激冷材料
★ 对铸件进行时效处理
二、铸件的变形与防止 1)、铸件的变形
当残余铸造应力值超过铸件材料的屈服极 限时，铸件将发生塑性变形。
应力框铸件变形示意图 T形梁铸钢件变形示意图
导轨面正确位置 模样反挠度 床身导轨面的挠曲变形
三、铸件的裂纹与防止
当铸造应力值超过铸件材料的强度极限时， 铸件将产生裂纹。
按裂纹形成的温度范围可分为： 1.热裂纹 高温下形成
金属型铸造 压力铸造
连续铸造 离心铸造 低压铸造
三、铸造特点
1、优点
★ 适应性广，工艺灵活性大 ★ 适合形状复杂件的铸造 ★ 成本较低，材料利用率高
2、缺点
※ 组织疏松，晶粒粗大 ※ 内部易产生缩松、缩孔、气孔等缺陷 ※ 工序多、精度难控制、质量不够稳定 ※ 生产条件差、工人劳动强度高
第一章 铸造工艺基础
第二节 铸件的凝固与收缩
一、铸件的凝固方式
逐层凝固 中间凝固
糊状凝固
凝固区域结构示意图
二、铸造合金的收缩
液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减 小的现象称为合金的收缩。
体收缩率 单位体积收缩量εv 线收缩率 单位长度上的收缩量εl 影响收缩的因素：合金的种类、化学成分、
浇注温度、铸件结构、铸型条件
第二篇 铸 造
铸造：
将液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适 应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定 形状的毛坯或零件的方法。
铸造的实质是液态金属逐步冷却凝固而成形，
也称为金属液态成形。
二、铸造种类
1、普通砂型铸造
型砂
湿型砂 粘土砂
干型砂
水玻璃砂
树脂自硬砂
2、特种铸造 天然矿产砂石
造型材料
金
属
熔模铸造 泥型铸造 壳型铸造 负压铸造 陶瓷型铸造 实型铸造
第四节 铸件中的气孔
一、析出性气孔
因金属原因
氢气在铝合金中易形成针孔，除气处理
二、浸入性气孔 三、反应性气孔
因铸型原因
因金属与铸 型反应原因
1.皮下气孔 2.冷铁气孔
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
合金的铸造性：合金在铸造成形是获得外形准确、 内部健全铸件的能力。
包括：流动性、凝固特性、收缩性、吸气性等。
第一节 液态合金的充型
充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状 准确、轮廓清晰铸件的能力。
影响充型能力的因素： 一、合金的流动性 液态合金本身的流动能力称为合金的流动性。 熔融合金自身的流动能力 液态金属固有的属性
铸钢的收缩率最大，灰铸铁最小
★ 合金收缩的三个阶段
液态收缩 凝固收缩 固态收缩
三、铸件中的缩孔和缩松
1.缩孔和缩松的形成
缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位、容积较 大的孔洞。
外形特征：缩孔多呈倒圆锥形，内表面粗糙 形成原因：液态收缩和凝固收缩 形成条件：合金在恒温或在很小的温度范围内结
晶，铸件壁以逐层凝固的方式进行凝固。
（2）冷裂纹 低温形成的裂纹为冷裂。 A、特征：裂纹细小 呈连续直线状 有时缝内呈轻微氧化色
B、冷裂纹产生的条件 ★ 脆性大、塑性差的合金 ★ 大型复杂铸铁件也易产生冷裂纹
★ 铸件受拉应力的部位，特别是应力集中的部位
C、冷裂纹的防止方法：
减小铸造内应力和降低合金的脆性。 ★ 铸件壁厚要均匀； ★ 增加型砂和芯砂的退让性； ★ 降低钢和铸铁中的磷含量，因为磷能显著 降低合金的冲击韧度，使钢产生冷脆。 如铸钢的磷含量大于0.1%、铸铁的磷含量大 于0.5%时，因冲击韧度急剧下降，冷裂倾向明 显增加。