铸造的介绍

糊状凝固
铸件在结晶过程中，当结 晶温度范围很宽，且铸件截面 上的温度梯度较小，则不存在 固相层，而是固液两相共存的 凝固区贯穿整个区域。合金在 凝固过程中先呈糊状而后凝固
因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和 吨位上迄今仍是最多的。
❖ (2)生产成本低，较为经济
可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；且 设备投资少，生产易于实现。在金属切削机床中，铸件占机 床总重量75%以上，而生产成本仅占15-30%。
铸件的形状和尺寸与零件很接近，因而节省了金属材料和 加工的工时。精密铸件可省去切削加工，直接用于装配。
螺旋形标准试样
合金流动性的影响因素
❖ 合金的流动性主要与合金的化学成分有关。 合金的凝固温度范围越小流动性越好，纯金 属和共晶成分的合金是在一个温度点进行凝 固的，所以流动性好。在常用的合金中，灰 铸铁、硅黄铜的流动性较好，铝合金次之， 铸钢较差。一般来说，铸铁的流动性优于钢。
➢ 2 浇注温度对充型能力的影响：
2．特种铸造 特种铸造与砂型铸造不同的其它 铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力 铸造、消失模铸造、低压铸造和离心铸造等。 它们之中还可再分为若干种铸造方法。
❖合金的铸造性能及其影 响因素
❖ 合金的铸造性能：合金在铸造成形过程中表 现出来的工艺性能。
❖ 铸件的质量与合金的铸造性能密切相关。
铸件质量的主要影响因素
T浇注↑
δ粘度↓ t凝固↑
流动性↑ 充填路径↑
充型能力↑
那么，是不是浇注温度越高越好呢？
浇注温度的选择
❖ 过低的浇注温度会提高气孔的废品率，而过 高的浇注温度会导致金属的收缩增大，吸气增多，
氧化严重，使铸件产生缩孔、缩松、气孔和粘砂等 缺陷，故只对薄壁复杂铸件或所用材质为流动性较 差的合金铸件，才采用提高浇注温度的方法来提高 合金的充型能力。一般情况下，在保证液态合金有 足够充型能力的前提下，浇注温度不宜过高，通常 控制的浇注温度为：灰铸铁1200～1380℃，铸造 碳钢1520～1620℃，铝合金680～780℃，视铸件 大小、壁厚、复杂程度及合金成分而定。
改善金属 有利于 的流动性
形成薄壁复杂的铸件 排除内部夹杂物和气体 加快凝固中液体的补缩
合金流动wk.baidu.com测试
❖ 合金流动性的测定，是 将液态合金浇注到螺旋 形标准试样所形成的铸 型中，冷凝后，测出浇 注试件的实际螺旋线长 度。为便于测定，在标 准试样上每隔50㎜设置 一个凸台标记。在相同 的浇注工艺条件下，测 得的螺旋线长度越长， 合金的流动性越好。
压力加工
❖ 压力加工利用金属在外力作用下所产生的塑 性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学 性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称 为金属压力加工，又称金属塑性加工。
相关概念
1、毛坯生产 毛坯 ：根据机器零件所要求的工艺尺寸、形状而制
成的坯料，供进一步加工使用，以获得成品零件。
获得毛坯的生产过程就是毛坯生产。
* 合金的流动性 * 浇注温度 * 铸型填充条件 充型压力
➢ 充型能力：
P充型↑
V流动↑
充型能力↑
➢ 1 合金的流动性对充型能力的影响：
合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。合金的流 动性好，充填铸型的能力就越强，就易于铸出轮廓清晰的薄壁复 杂铸件，有利于液态合金中气体和熔渣的上浮与排除，有助于对 凝固过程中所产生的收缩进行补缩。反之，若合金的流动性差， 铸件容易产生浇不到、冷隔等缺陷，而且也是引起铸件气孔、夹 渣和缩孔等缺陷的间接原因。
凝固收缩阶段
➢ 铸件的凝固方式：逐层凝固，糊状凝固，中间凝固
在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要 是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸件的“凝固方式”就 是依据凝固区的宽窄来划分的。
逐层凝固
纯金属和共晶成分的合 金在凝固中，因为不存在固 液两相并存的凝固区，所以 固体与液体分界面清晰可见 ，一直向铸件中心移动。
2、毛坯生产方法：
铸造、锻造、冲压、焊接等。
第一节 铸造
1 铸造成形的原理
❖ 铸造是指制造铸型、熔炼金属，并将熔融金属液浇注到具 有与零件形状相似的铸型型腔内，待其冷却凝固后，获得 一定形状和性能的金属件（铸件）的方法。
2、铸造的特点 (铸造)
(1)成型方便，适应性强
利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同材料（铸铁、非合 金钢、低合金钢、有色金属等）的铸件。特别是有些塑性差 的材料，只能用铸造方法制造毛坯。铸件大小几乎不限（铸 件外形尺寸可从几毫米到十几米，壁厚可从0.2mm到1m ,重 量从几克到数百吨） 能够制造各种尺寸和形状复杂的铸件， 尤其是具有复杂内腔的金属件用铸造方法程序能够更为突出。 如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品 等。有些难以切削的零件 ，如燃汽轮机的镍基合金零件不用 铸造方法无法成形。铸造的生产批量不限，从单件、小件、 到大批量。
3 铸型填充条件对充型能力的影响
❖ （1）铸型型腔狭窄、形状复杂或铸型材料的发气 量大，型腔内气体量就显著增加，如果铸型排气又 不通畅，则造成铸型内气体反压力增大，导致铸型 对金属液流动的阻力增加，从而降低合金流动性；
❖ （2）铸型导热能力越差，液态金属处于高温下的 时间越长，有利于液态金属的流动和充型。在金属 型铸造中，金属型导热能力强，合金的流动性降低； 而在干砂型铸造中，特别是将铸型在加热状态下浇 注金属液时，合金的填充性将显著提高。
主要体现在二个方面：一是影响充型的主要因素和影响 凝固收缩的主要因素。
阶段
铸
充型
造
凝固 收缩
主要影响因素
金属的流动性 浇注温度 充型压力 凝固方式 冷却速度
1 液态合金的充型
❖ 充型：液态合金填充铸型的过程，简称充型。 ❖ 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。 ❖ 影响充型能力的主要因素
❖ (3)铸件组织性能差
铸造生产工艺过程复杂，工序多，一些工艺过程难以控制， 易出现铸造缺陷，铸件质量不够稳定，废品率高；铸件内部 偏析较重，组织晶粒粗大，力学性能差，常有缩松、气孔等 铸造缺陷，导致铸件的力学性能不如同类材料的锻件高。
3、铸造的方法
1．砂型铸造 砂型铸造是用型砂紧实成型的铸 造方法。型砂来源广泛，价格低廉，砂型铸 造方法适应性强，因而是目前生产中用得最 多、最基本的铸造方法。