机械制造工艺教案(第一章(二))

1、浇注

2、落砂和清理

3、铸件的外观检查及缺陷

4、特种铸造简介

教学目的要求:

了解铸件浇注、落砂及清理的工艺过程；掌握铸件的外观检查及缺陷形成的原因；了解几种特种铸造的工艺特点

【板书设计及时间安排】：

§1-3 浇注、落砂和清理

一、浇注（15分钟）

1、浇注的工具

2、浇注对铸件的影响

二、落砂和清理（15分钟）

1、落砂和除芯

2、清理的内容和方法

三、铸件外观的检查及缺陷（40分钟）

1、铸件质量的内容

2、外观质量的项目

3、常见的缺陷

§1-4 特种铸造简介

一、金属型铸造（5分钟）

二、压力铸造（5分钟）

三、离心铸造（5分钟）

四、熔模铸造（5分钟）

【教学内容】：

§1-3 浇注、落砂和清理

一、浇注

1、浇注是将熔融的金属从浇包注入铸型的操作；浇包

是容纳、输送和浇注熔融金属用的容器。

2、浇注对铸件质量的影响

a、浇注温度的影响。

金属液浇入铸型时所测量到的温度称为浇注温度，是铸造过程必须控制的质量指标之一。温

度不足，易产生浇不族和冷隔的缺陷，温度过高，

易产生缩松、缩孔、粗晶、气孔等缺陷。灰铸铁

（指具有片状石墨的铸铁）的浇注温度一般在

1340°。

b、浇注速度的影响

单位时间内浇入铸型中的金属液质量称为浇注速度，用kg/s表示。浇注速度应根据铸件的具

体情况而定，可通过操纵浇包和布置浇注系统进

行控制。

3、浇注的注意事项

A、浇注前应把熔融金属表面的熔渣除尽以免流

入铸型而影响质量；

B、浇注时，必须使浇口杯保持充满，不允许浇注

中断，并注意防止飞溅和满溢。

二、落砂和清理

1、落砂和除芯

落砂是用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作；除芯是从逐渐中去除芯砂和芯骨的操作。

2、落砂的方法

手工落砂用于单件、小批量生产；

机械落砂一般有落砂机进行，用于大批量生产。

3、注意事项

铸件在砂型内应该有足够的冷却时间。冷却的时间可根据逐渐的形状、大小和壁厚确定。过早落砂，会因铸件冷却太快而使其应力增加，甚至变形开裂。

4、清理

清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。

5、清理的内容

铸件上的浇口、浇道和冒口的清除：对于铸铁件可用铁锤敲去；铸钢件可用气割切除；有色金属铸件则可用锯削除去。

铸件上的粘砂、细小飞翅、氧化皮等可用喷砂或抛丸消砂、水力清砂、化学清砂等方法予以清理。大量生产时多采用专用清理机械和设备进行清理。

三、铸件的外观检查及缺陷

铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量。铸件的外观质量检查项目包括：铸件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸公差、形状偏差、质量偏差等。检查铸件的表面质量，一般通过直接观察或使用有关量具、仪器等进行。

铸件常见的缺陷：

（一）、铸件中的缩孔与缩松

1、缩孔与缩松的形成原因

液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩的容积得不到补足而行成。(补缩)

(1)缩孔

⊙缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并

带有枝状晶的空洞。

⊙通常在铸件上部，或最后凝固的

部分

(2)缩松

⊙缩松：分散在铸件某些区域内的

细小缩孔

⊙缩松缺陷的部位在气密性试验

时可能渗露

⊙形成过程与缩孔相似

2、缩孔、缩松的防止

♂防止缩松、缩孔的措施：顺序凝固实现顺序凝固，就可实现“补缩”

♂实现顺序凝固的方法：设冒口，加冷铁等。

♂倾向于糊状凝固的合金，整个截面上有树枝状晶架，难以避免显微缩松。

（二）铸造内应力、变形和裂纹

铸件在凝固之后的继续冷却过程中，其固态收缩若受到阻碍，铸件内部将产生内应力。有些内应力是暂存的。

有的一直保留到室温。后者称为残余内应力。铸造内应力是铸件产生变形、裂纹的基本原因。

1、内应力的形成

按照内应力的产生原因，分为热应力和机械应力两种

a、热应力

*原因：

由于铸件壁厚不均匀，各部分的冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩

不一致而引起。铸件的壁厚差别愈大，线收

缩率愈大，弹性模量愈大，热应力愈大

*预防热应力的途径：

减小铸件各部分间的温差，均匀地冷却。

b、机械应力

*形成：

合金、固态收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的内应力。

*机械应力：

落砂后可自行消除。但若机械应力与热应力共同作用，过大时，可能造成铸件的裂纹。

2、件的变形与防止

* 铸件的翘曲变形

当铸件内残留铸造应力超过材料屈服极限时，往往产生翘曲变形。即自发地通过变形来减缓其内应力。

* 防止：

i)工艺上采用同时凝固原则，减小温差，均匀冷却；

ii)设计时尽量使铸件壁厚均匀，形状对称；

iii)可采用“反变形”。

* 时效处理是去除残余应力防止变形的有效方法：

i)自然时效，将铸件置于露天半年以上；

ii)人工时效，550-650℃去应力退火。

时效处理宜放在粗加工之后，以便将铸造应力、粗加工产生应力一并消除。

3、铸件的裂纹与防止

* 当铸造内应力超过金属的强度极限时，将产生裂纹。

a、热裂

●热裂是在高温下形成的裂纹。因为是