铸造工艺PPT课件

对于具有较高力学性能或某些特殊性能要求的零件 或工具，可采用合金铸钢（即铸造合金钢）。合金铸钢 按其合金质量分数可分为低合金铸钢和高合金铸钢。
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（二）铸钢的铸造工艺特点
1. 钢液的流动性差： 其铸件壁厚不能小于8mm，且浇注系统应力求简单、
截面尺寸要比铸铁大、铸型常用干型。此外，铸钢件晶粒 粗大，热裂、气孔和粘砂等倾向大，故应根据具体情况确 定合适的浇注温度。一般小件、薄壁及形状复杂的铸件， 其浇注温度比钢的熔点高150℃左右；大件、厚壁铸件的 浇注温度比钢的熔点高100℃左右。
（1）普通灰铸铁 石墨呈片状，见图9-10；
（2）蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状，见图9-11；
（3）可锻铸铁 石墨呈团絮状，见图9-12；
（4）球墨铸铁 石墨呈球状，见图9-13。
二 、铸钢：
（一）铸钢的种类与性能 铸钢按化学成分的不同，可分为以下两大类：
1. 碳素铸钢
指以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。 根据碳质量分数的高低可分为低碳、中碳和高碳铸钢。 铸钢的强度与球墨铸铁相近，但铸钢的冲击韧度和疲劳 强度都高得多，另外，铸钢的焊接性能远比铸铁优良。 2. 铸造合金钢
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。
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。
2. 铸钢的体积收缩率和线性缩率大： 铸钢的体积收缩率为10%-14%，线收缩率为1.8%-
2.5%。 3. 易吸气氧化和粘砂。
三 、有色金属铸造：
（一）铝合金铸造
1. 铸造铝合金的种类 按化学成分的不同，铸造铝合金可分为铸造铝硅
合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金。 2. 铝合金的铸造工艺特点 （1）铸造铝合金熔点低、流动性好、对型砂耐火度要 求不高，可用细砂造型，以减小铸件表面粗糙度值， 还可浇注薄壁复杂铸件。 （2）为防止铝液在浇注过程中的氧化和吸气，通常采 用开放式浇注系统及应用蛇形直浇道和缝隙内浇道等。 （3）应形成合理的温度分布，使铸型进行定向凝固， 并在最后凝固部分设置冒口进行补缩，以消除缩孔和 缩松。
在铸件的厚壁处或靠近冒口；要合理选择浇注温度和浇注 速度，在不增加其它缺陷的前提下，应尽量降低浇注温度 和浇注速度。
浇注系统 冒口
冷铁
第二节 常用铸造合金
一、铸铁
铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。 在这些合金中，碳的质量分数超过了在共晶温度时能保留 在奥氏体固溶体中的量。 （一） 铸铁的分类
（3）缩孔、缩松的防止措施
a）采用定向凝固的原则 所谓定向凝固，是使铸件按规定 方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。冒口和冷铁的 合理使用，可造成铸件的定向凝固，有效地消除缩孔、缩 松。定向凝固原则见图9-8。
b）合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺 ： 浇注位置的选择应服从定向凝固原则；内浇道应开设
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 常用铸造合金中铸钢的收缩最大，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。
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。
（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。
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。
第一节 合金的铸造性能
一、流动性:
1.流动性：
2. 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 3.度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同
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。
1. 根据碳在铸铁中的存在形式分类
（1）白口铸铁 指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁， 断口呈银白色。 （2）灰铸铁 指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口 呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。 （3）麻口铸铁 指碳部分以游离碳化铁形式出现，部分以 石墨形式出现，断口灰白相间。
2. 根据铸铁中石墨形态分类
铸造生产
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。
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。