第二章 铸造成形

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kxx第2章铸造成形习题及参考答案

kxx第2章铸造成形习题及参考答案

kxx第2章铸造成形习题及参考答案习题第2章铸造成形填空题:1、铸造⽅法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两⼤类,普通铸造是指砂型铸造⽅法,不同于砂型铸造的其他铸造⽅法统称为特种铸造,常⽤的特种铸造⽅法有:()、()、()、()、()等。

2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态⾦属的补充,将产⽣()或()。

3、对砂型铸件进⾏结构设计时,必须考虑合⾦的()和铸造()对铸件结构提出的要求。

4、()是铸造合⾦本⾝的物理性质,是铸件许多缺陷()产⽣的基本原因。

5、浇注位置是指造型时()在铸型中所处的位置,它影响铸件的质量。

6、铸造应⼒按产⽣的原因不同,主要可分为()和()两种。

7、铸件上各部分壁厚相差较⼤,冷却到室温,厚壁部分的残余应⼒为()应⼒,⽽薄壁部分的残余应⼒为()应⼒。

8、任何⼀种液态⾦属注⼊铸型以后,从浇注温度冷却⾄室温都要经过三个联系的收缩阶段,即()、()和()。

9、在低压铸造、压⼒铸造和离⼼铸造时,因⼈为加⼤了充型压⼒,故()较强。

提⾼浇铸温度是改善合⾦()的重要措施。

10、铸件浇铸位置的选择必须正确,如重要加⼯⾯、⼤平⾯和薄壁部分在浇铸时应尽量(),⽽厚⼤部位应尽量(),以便安放冒⼝进⾏()。

单项选择题:1、下列合⾦流动性最好的是:()①普通灰铸铁;②球墨铸铁;③可锻铸铁;④蠕墨铸铁。

2、摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数⼩,导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。

在下列材料中,⼀般选⽤:()①铸造黄铜;②合⾦结构钢;③铸造铝硅合⾦;④铸造碳钢。

3、在下列铸造合⾦中,⾃由收缩率最⼩的是:()①铸钢;②灰铸铁;③铸造铝合⾦;④⽩⼝铸铁4、图⽰圆锥齿轮铸件,齿⾯质量要求较⾼。

材料HT350,⼩批⽣产。

最佳浇5①采⽤在热节处加明、暗冒⼝或冷铁以实现顺序凝固②尽量使铸件壁厚均匀以实现同时凝固③提⾼浇注温度④采⽤颗粒⼤⽽均匀的原砂以改善填充条件多项选择题:1、液态合⾦浇注温度冷却到室温所经历的收缩阶段有:()①⾼温收缩;②液态收缩;③凝固收缩④低温收缩;⑤固态收缩2、挖沙或假箱造型时候,分型⾯:()①⼀定是曲⾯;②⼀定是圆锥⾯;③可以是平;④⼀定是平⾯;⑤可以是曲⾯3、影响液态合⾦充型能⼒的主要因素是:()①合⾦的结晶特性;②浇注温度;③合⾦的收缩率;④铸造⼯艺凝固原则;⑤铸件壁厚和铸型条件4、影响液态合⾦充型能⼒的主要因素是:()①合⾦的结晶特性;②浇注温度;③合⾦的收缩率;④铸造⼯艺凝固原则;⑤铸件壁厚和铸型条件5、产⽣缩孔、缩松的基本原因:()①液态收缩;②固态收缩;③凝固收缩;④线收缩;⑤等温收缩结构改错题:1、如下图所⽰,浇铸位置是否合理?若不合理请改为合理。

第二章 液态成形工艺——铸造

第二章 液态成形工艺——铸造

金属工艺学第二章 液态成形工艺重点与难点(1)重点:铸铁的石墨化及其对铸件组织和性能的影响,常用铸造合金的获得方法及铸造特点。

(2)难点:制定铸造方案、绘制出铸件的铸造工艺简图。

一 什么是铸造?将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法.二 特点1 优点:1) 可以生产形状复杂的零件,尤其复杂内腔的毛坯(如暖气)2) 适应性广,工业常用的金属材料均可铸造. 几克~几百吨.3) 原材料来源广泛.价格低廉. 废钢,废件,切屑4) 铸件的形状尺寸与零件非常接近,减少切削量,属少无切削加工.∴ 应用广泛: 农业机械40~70% 机床:70~80%重量铸件2 缺点:1) 机械性能不如锻件(组织粗大,缺陷多等)2) 砂性铸造中,单件,小批,工人劳动强度大.3) 铸件质量不稳定,工序多,影响因素复杂,易产生许多缺陷.铸造的缺陷对铸件质量有着重要的影响,因此,我们从铸件的质量入手,结合铸件主要缺陷的形成与防止,为选择铸造合金和铸造方法打好基础.第一节 金属的凝固特点Ⅰ、液态合金的充型充型: 液态合金填充铸型的过程.充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.一 合金的流动性液态金属本身的流动性----合金流动性1 流动性对铸件质量影响1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.12 测定流动性的方法:以螺旋形试件的长度来测定: 如 灰口铁:浇铸温度1300℃ 试件长1800mm.铸钢: 1600℃ 100mm3 影响流动性的因素主要是化学成分:1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流二 浇注条件1 浇注温度: t↑ 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,∴ t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑ 充型能力↑如 砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.三 铸型条件1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等 充↓2 铸型导热能力: 导热↑ 金属降温快,充↓ 如金属型3 铸型温度: t↑ 充↑ 如金属型预热4 铸型中气体: 排气能力↑ 充↑ 减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.Ⅱ、铸件的凝固和收缩一 铸件的凝固1 凝固方式:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区 2—凝固区 3—液相区 对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.1) 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.2) 糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.故---3) 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.2 影响铸件凝固方式的因素1) 合金的结晶温度范围范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如: 砂型铸造, 低碳钢 逐层凝固, 高碳钢 糊状凝固金属工艺学2) 铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二 合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1 收缩的几个阶段1) 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2) 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%3) 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.2 影响收缩的因素1) 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁 C, Si↑,收↓,S↑ 收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2) 浇注温度: 温度↑ 液态收缩↑3) 铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴ 铸型要有好的退让性.3 缩孔形成在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.4 影响缩孔容积的因素(补充)1) 液态收缩,凝固收缩 ↑ 缩孔容积↑2) 凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓3) 浇注速度↓ 缩孔容积↓4) 浇注速度↑ 液态收缩↑ 易产生缩孔5 缩松的形成由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞. 凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸3件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)6 缩孔,缩松的防止办法基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.顺序凝固: 冒口—补缩同时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金. 安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,是铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金. 非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小. 对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.铸造内应力,变形和裂纹凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)一 内应力形成1 热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)弹性状态: 低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.举例: a) 凝固开始,粗 细处都为塑性状态,无内应力∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩.b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-)由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.预防方法: 1 壁厚均匀 2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁优点: 省冒口,省工,省料缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小,锡青铜糊状凝固,用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。

机械制造基础-铸造成形

机械制造基础-铸造成形

根据铸件结构、浇注系统类型确定,
慢浇有利于顺序凝固,有利于补缩,
消除缩孔。
图2-10顺序凝固原则22示意图
(3)合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施 冒口,在铸件厚壁处和热节部位设置冒口,是防止缩
孔、缩松最有效的措施。 冷铁,用铸铁、钢、铜等材料制成的激冷物。加大冷
却速度,调节凝固顺序。 补贴,在铸件壁上部靠近冒口处增加一个楔型厚度,
2)充型压力。压力越大,充型能力越强。
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3. 铸型条件
1)铸型的蓄热能力越强,充型能力越差; 2)铸型温度越高,充型能力越好; 3)铸型中的气体阻碍充型; 4)铸件结构,壁厚过小、壁厚变化剧烈、结构复杂、大 平面都影响充型。
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2.1.2.2 合金的收缩
1、收缩。合金从液态冷却至常温的过程中,体积或尺寸缩 小的现象。通常用体收缩率或线收缩率来表示:
2)糊状凝固:结 晶温度范围很宽的 合金的凝固,如图 2-1c;
图2-1 铸件的凝固方式
a)逐层凝固 b)中间凝固 c)糊状凝固
3金)为中此间凝凝固固方:式介,于如逐图层2-1凝b固所示和。糊状凝固之间,大多数7合
铸件质量与凝固方式有关,逐层凝固时,合金充型能 力强(流动性好),便于防止缩孔、缩松。而糊状凝固时, 充型能力差,易产生缩松。
a)
b)
c)
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
a) 合金状态图 b) 一定温度范围合金 c) 共15晶合金 I—液态收缩 II—凝固收缩 III—固态收缩
2. 影响收缩的因素 1)化学成分; 2)浇注温度越高,过热度越大,收缩越大; 3)铸件结构和铸型条件,铸件结构造成各部分冷却速度 不同,产生内部应力阻碍收缩;铸型和型芯产生机械阻 力。

第二章铸造成形讲解

第二章铸造成形讲解
•残余应力
•薄壁处受压力,厚壁处受拉力
•变形
防止变形的措施
• 设计铸件时尽可能壁厚均匀,形状对称。 • 采取同时凝固。 • 设计“反变形”量。
•时效处理:有内应力的铸件在加工前置于 露天半年以上,或550~650ºC去应力退火。
3、铸件的裂纹与防止
• 热裂 热裂是铸件在高温下产生的裂纹。 其形状特征是:裂纹短,缝隙宽,形状 曲折,缝内呈氧化色。
• 2、铸造合金的收缩 • 3、缩孔与缩松
铸件的凝固方式之一
• 逐层凝固
– 纯金属和共晶 成份的合金, 结晶温度是一 固定值。凝固 过程由表面向 中心逐步进行
温度
固 表层
液 中心
铸件的凝固方式之二
• 糊状凝固
– 结晶温度范围 很宽的合金, 从铸件的表面 至心部都是固 液两相混存。
铸件的凝固方式之三
铸造 碳钢 0.35 1610
白口 铸铁 3.00 1400
灰口 铸铁 3.50 1400
液态 收缩 1.6
2.4
3.5
凝固 固态 总收缩 收缩 收缩 (%)
3
7.8 12.46
12~ 4.2 5.4~6.3
12.9 6.9~ 0.1 3.3~4.2 7.8
铸件中的缩孔与缩松
• 缩孔和缩松的形成 液态合金在冷凝过 程中,若其液态收缩和凝固收缩所缩减 的容积的得不到补足,则在铸件最后凝 固的部位形成一些孔洞
1、合金的流动性 2、浇注条件 3、铸型填充能力
充型能力不强,则易产生浇不足(short run) 、 冷隔(short run)…等。
合金的充型能力之一
合金的流动性
• 合金的流动性是指熔融合金的流动能力。– 流动性好,充型能力强,便于浇出轮廓清 晰、薄而复杂的铸件。

机械制造基础铸造第二章

机械制造基础铸造第二章
凝固过程中,铸件断面上有三个区域:液相区、 固相区、凝固区。 凝固区越窄铸造性能越好
机械制造基础
第二章 铸造成型
§2-1.2
金属与合金的铸造性能
液态合金的充型能力
—— 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。 充型能力不足容易出现浇 不足、冷隔缺陷,尤其对 于薄壁铸件
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第二章 铸造成型
影响充型能力的因素:
1. 合金的流动性 ——液态合金本身的流动能力。
(1). 流动性的测试 螺旋形试样法
机械制造基础
第二章 铸造成型
(2). 影响流动性的因素:
合金的种类:
灰口铸铁、硅黄铜流动性最好, 铸钢的流动性最差。 灰口铸铁:l 1000 mm 硅黄铜: l 1000 mm 铸钢: l 200 mm
机械制造基础
第二章 铸造成型
(2)机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂 操作的造型工序。 1)特点: ①提高了生产率,铸件尺寸精度较高; ②节约金属,降低成本; ③改善了劳动条件; ④设备投资较大。 2)应用:成批、大量生产各类铸件。
机械制造基础
第二章 铸造成型
3)机器造型方法 ①震压造型: 先震击紧实,再用较低的比压(0.15 -0.4MPa )压实。 紧实效果好,噪音大,生产率不够高。 ②微震压实造型: 对型砂压实的同时进行微震。 紧实度高、均匀,生产率高,噪音仍较大。
要预热后再浇注合金液。
(3). 铸型的排气能力,流动阻力,充型能 力,所以铸型要留出气口。

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第二章 铸造成型
2.1.2.2 铸件的收缩 ① 液态收缩阶段
② 凝固收缩阶段 ③ 固态收缩阶段
T ① ② ③

(最新整理)成形第2章铸造

(最新整理)成形第2章铸造
材料、能量和信息三个基本要素的流动及其相互 作用形成物质流、能量流和信息流,使毛坯和零件的成 形得以实现
质量不变过程: 铸造、塑性成形、表面处理等
()
1
物 质
质量减少过程:切削加工、热切割、板料冲裁等

质量叠加过程:焊接、胶接和机械连接等
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5
2.能量流 各种能量的消耗和转化过程称为能量流
10~14.5 12~14
5~8
1.3~2.0 1.5~2.0 0.7~1.0
浇注温度:随着浇注温度的提高,金属冷却时的
液态收缩会增大,总体积收缩相应大。
铸型条件:铸件冷却过程中,由于各部分冷却速度
的不同,使收缩相互制约而不能自由收
缩,也可能受到铸型、型芯等的阻碍而
不能自由收缩。
阻碍越大,收缩越小
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借助高倍放大镜才能发现的缩松称为显微缩松。
铸件有缩松缺陷的部位,在气密性试验时易渗漏
特征:多产生在铸件的轴线附近和热节部位 (即厚度较大,冷速较慢的金属积聚处)
凝固温度范围越宽,糊状凝固越明显,铸件 越易产生缩松缺陷
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结果:
缩孔:铸件最后凝固上部的集中的体积收缩
缩松:铸件最后凝固区间的分散的体积收缩
3.信息流 形状信息流 性能信息流
产品的加工要求
将生产过程中的物质流、能量流和信息流系统 化,即“机械制造技术系统” ,具有“自动化、 柔 性化、高效化”的综合效果特征
4.材料成形技术的发展趋势
(1) 优化常规工艺
(2) 新型加工方法不断出现
(3) 高新技术与工艺紧密结合
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第2章 铸造

材料成形技术--第2章 铸造成形

材料成形技术--第2章 铸造成形

2)设备投资大,生产准备周期长,只适于大量生产。
压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件, 如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。
4. 低压铸造
低压铸造:用较低压力将金属液由铸型底部注入型腔, 并在压力下凝固以获得铸件的方法。 (1).低压铸造的工艺过程 : 低压铸造的工艺过程如图2-26所示,包括如下过程:

刮板造型 用刮板代替模样造型。节约木材, 用于等截面或回转体大中 缩短生产周期,生产率低,技术水 型铸件的单件、小批生产 平高,精度较差 两箱造型 最基本的造型方法。各种 铸型由上型和下型构成,各类模样, 铸型,各种批量 操作方便
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间大,必须 主要用于手工造型,具有 有两个分型面 两个分型面的铸件的单件、 小批生产
5. 离心铸造
离心铸造:将金属液浇入高速旋转的铸型中,使其在离心 力作用下成形并凝固的铸造方法。可用金属型也可用砂型
(1).离心铸造的类型 根据铸型旋转轴的空间位置,离心铸造可分为立式 和卧式两大类。 1)立式离心铸造:铸型绕垂直轴旋转,如图2-27a,b所 示。在离心力和重力的共同作用下,内表面为回转抛物 面,因此用于高度小于直径的圆环类或成形铸件。
主要特点如下:
R 1) 铸件 的 精 度 和 表 面质量高 ;尺寸公差 IT11∼IT14, a 12.5∼ Ra 1.6;
2)可制造形状较复杂的铸件; 3)适用于各种合金铸件,尤其是高熔点和难以加工的高 合金钢,如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4)工艺过程较复杂,生产周期长,使加工费和消耗的材 料费较贵,多用于小型零件。 熔模铸造适用于制造形状复杂,难以加工的高熔点合 金及有特殊要求的精密铸件;主要用于汽轮机、燃汽轮机 叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件 的生产。

铸造成型方法解析

铸造成型方法解析

第二章各种典型铸造技术的原理和方法根据铸型特点分类,有一次型铸造(砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造、实型铸造等)、半永久型铸造(陶瓷型铸造、石墨型铸造等)、永久型铸造(金属型铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造等);根据浇注时金属液的驱动力及压力状态分类,有重力作用下的铸造和外力作用下的铸造。

金属液在重力驱动下完成浇注称自由浇注或常压浇注。

金属液在外力作用下实现充填和补缩,如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造等。

本章介绍的铸造技术有:属于重力充型的有砂型铸造、金属型铸造和熔模铸造;属于外力充型的有压力铸造、离心铸造和挤压铸造;属于反重力铸造的有低压铸造和差压铸造/真空吸铸等。

铸造业中砂型铸造约占80%。

型砂中粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等又占了90%的份额。

三种型砂间的比例视各国具体情况而异,平均来看,大致为5:3:2。

以型砂铸造与其它铸造方法相比,其缺点是:劳动条件较差,铸件外观质量欠佳;铸型只能使用一次,生产率低。

优点是:不受零件形状、大小、复杂程度及合金种类的限制;造型材料来源广,生产准备周期短,成本低。

因此,砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法,世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80%~90%。

本章的重点在砂型铸造。

而铸造用砂型的种类及制造是重中之重。

第1节砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造(一)概述1.砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征:使用型砂构成铸型并进行浇注的方法,通常指在重力作用下的砂型铸造过程。

名词:型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物;铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型;砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂);造型——制造砂型的工艺过程;制芯——制造砂芯的工艺过程。

造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。

机械制造基础-第2章铸造

机械制造基础-第2章铸造
较大的铸件(即必须补缩的场合)
浇口 冒口
SHANGHAI UNIVERSITY
上海大学机自学院
顶冒口
侧冒口 方案1 (2冒口)
冷铁 方案2 (1冒口、1冷铁)
SHANGHAI UNIVERSITY上海大学机自源自院四、铸造应力、变形和裂纹
★1.铸造应力
①铸件壁厚不均匀,造成冷速不一致,收缩有先有 产 后、有大有小,引起相互阻碍→热应力 生 ②铸型或型芯阻碍铸件自由收缩→收缩应力 (机械应力) 原 因 ③某些合金在铸造过程中由于发生相变而引起的体积 膨胀或收缩,产生相互阻碍→相变应力 *收缩应力是临时的(清砂后消失),而热应力将残留在 铸件内部,称为残余应力,这种应力会在铸件放置过程 中或受到切削加工时通过变形得到部分释放,但不会完 全消除,只有通过去应力退火或自然时效才能消除。
上海大学机自学院
一、熔模铸造
1.铸型特征:薄壳砂型 2.铸件材料:各种合金,尤其是高熔点合金 A.不需分型和取模→形状复杂件 B.铸型精确光洁→精密铸件 3.生产特点 C.蜡模强度不高→中小型件 D.工艺过程繁琐→生产率低 4.应用范围:各种合金、各种批量的形状复杂 铸件的精密铸造。如大模数齿轮 滚刀、叶片、麻花钻等。
SHANGHAI UNIVERSITY
上海大学机自学院 例1:将有残余应力的圆柱体铸件进行如下加工, 会如何变形? 车外圆 钻孔 刨去一侧 - ++ ++ ++ ++ ++ -
缩短
伸长
弯曲
SHANGHAI UNIVERSITY
上海大学机自学院 例2:下图铸造T形梁内有残余应力,经时效或 去应力退火后将会如何变形?
+ + + + + + + + - - - - - - - - - -

第二章铸造成形

第二章铸造成形

课堂小结
铸造是脆性材料成型的唯一方法。 人类最早的金属制品是青铜铸件。 铸造是液态成型,造型应遵循实体相反
原理。 选择造型方法应综合考虑零件的批量、
大小、形状复杂程度、材质以及经济性 等因素。
第二十五页,编辑于星期日:二点 四十四分。
复习思考题
第二十六页,编辑于星期日:二点 四十四分。
参考资料
第三节 造型方法的选择
分型面选择原则:
应尽量使铸件位于同一铸型内 尽量减少分型面 尽量使分型面平直 尽量使型腔和主要型芯位于下型
第二十三页,编辑于星期日:二点 四十四分。
实例分析及课堂讨论
请分析下列模样应该选择的正确造型方 法
手轮 油盒盖 四方小刀台 燕尾槽滑块
第二十四页,编辑于星期日:二点 四十四分。
用。
分型面:铸型组元间的接合面。 分模面:模样组元间的接合面。
第十页,编辑于星期日:二点 四十四分。
模 样:由木材、金属或其他材料制成,用来形 成铸型型腔的工艺装备。
零 件:铸件经切削加工制成的金属件。 砂 芯:为获得铸件的内孔或局部外形,用芯砂
或其他材料制成的,安放在型腔内部的
铸型组元。
第八页,编辑于星期日:二点 四十四分。
第二节 基本造型方法
基本术语 基本造型方法 造型方法的选择
第九页,编辑于星期日:二点 四十四分。
一、基本术语
铸 型:用型砂、金属或其他耐火材料制成;包
括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒系
统的组合整体。
型 腔:铸型中造型材料所包围的空腔部分。
铸 件:用铸造方法制成的金属件,一般作毛坯
第二十一页,编辑于星期日:二点 四十四分。
三箱造型的特点及应用
特点: 铸件两端截面尺寸比中间部分大,采

第二篇金属铸造成形2.2

第二篇金属铸造成形2.2

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3、离心铸造的特点
➢离心铸造的优点: (1)铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔、
夹渣等缺陷。这些均集中在内表面。 (2)铸造中空铸件时,不用型芯和浇注系统。
金属液的充型能力得到提高,可浇注流动 性较差的合金铸件和薄壁铸件。 如涡轮和叶轮等。 (3)便于铸造双金属铸件。
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➢离心铸造的缺点 铸件易产生偏析,内孔不准确、内表面
较粗糙。需要增大加工余量。 4、离心铸造的应用
生长管、套类零件如铸铁管、铜套、 缸套、双金属钢背铜套等。此外,也生产 耐热钢管道、特殊钢无缝钢管毛坯等。铸 件内径从φ7mm~φ3m,长8m。可重达十几 吨。
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六、其他特种铸造方法
一 . 陶瓷铸造 1、定义:陶瓷铸造是用水解硅酸乙酯、耐火
材料、催化剂等混合制成的陶瓷浆料,灌 注到模板上或芯合中 的造型(芯)方法。 2、陶瓷铸造工艺过程
1
2.2 金属的液态成型工艺
液态成型工艺
砂型铸造 特种铸造
手工造型
机器造型
金属型铸造 熔模铸造 压力铸造 低压铸造 陶瓷型铸造 离心铸造
2
砂型铸造
手工造型
整模造型 分模造型 三箱造型 活块造型(一)活块造型(二) 挖砂造型 刮板造型等
3
砂型铸造基础知识演示演示
4
砂型铸造-刮板造型
5
砂型铸造-手工造型分型方案选定
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➢ 金属型铸造的缺点是: 金属型不透气、无退让性、铸件冷却速度大、
易产生各种缺陷。因此,对铸造工艺要严格控 制。必须采用机械化和自动化,否则劳动条件 差。 ➢ 金属型铸造的应用:
金属型铸造使用于大批生产的有色金属铸件, 如铝合金的活塞、汽缸体、气缸盖、铜合金的 轴瓦、轴套等。对黑色金属铸件只限于形状简 单的中小铸件。

第2章铸造成形

第2章铸造成形

– 腔内部的
或其他材料制成的,安放(ānfàng)在型

铸型组元。
– 芯 盒:制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。
精品资料
• 整模造型(z二àox、íng基)、本分模(造jīb型ě(znào)x造íng型)、方挖砂法造型
(zàoxíng)、活块造型(zàoxíng)、三箱造型(zàoxíng)
精品资料
有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处 理、整形、防锈处理、粗加工等。
精品资料
四、铸造工艺的分类 ★按造型材料及工艺特点分为:普通砂型铸造和特种铸造。
普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类 。
特种铸造按造型材料的不同,又可分为两大类:一类(yī lèi)以天然矿产砂石作为主要造型材料,如熔模铸造、壳型 铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷 型铸造等; 一类(yī lèi)以金属作为主要铸型材料,如金属型铸造、离 心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。 ★按金属填充铸型时是否施加外力分为:重力作用下的铸 造成形和外力作用下的铸造成形。
精品资料
五、金属液态成形---铸造的发展历程 1 铸造发展史
铸造是人类掌握比较(bǐjiào)早的一种金属热加工 工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前 1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相 当高的水平。中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国 时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,北京明朝永乐青铜 大钟(重达46.5t,钟高6.75m,唇厚22cm,外径3.3m, 体内铸有经文22.7万字,击钟时尾音长达2min以上,传 距达20km),都是古代铸造的代表产品。
• 砂型铸造生产过程包括以下步骤:
• 绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯 盒——造型和造芯——下芯、合箱——浇注 (jiāo zhù)——落砂——清理——质量检验— —获得合格铸件。

1 铸造成形理论基础

1 铸造成形理论基础

4.分类 砂型铸造 特种制造
熔模铸造; 压力铸造; 离心铸造; 气化模铸造 ……
五. 应用
汽缸体, 衬套, 床身, 活塞, 活塞环,轧辊, 轮, 机架, 水管.
2.1 铸造工艺基础
2.1.1 液态合金的充型 2.1.2 铸件的收缩 2.1.3 铸造内应力、变形和裂纹 2.1.4 合金的吸气性 2.1.5 铸件的缺陷及其质量控制
三、国内外铸造生产技术水平的比较
比较项目
尺寸精度




气缸体和汽缸盖:一般为CT8~ CT9
CT10,与国外差2~4级
表面粗糙度Ra
使用寿命 铸件废品率 耗能/吨铸件 劳动生产率 熔炼技术 造型工艺 铸造工 艺装备
气缸体和汽缸盖:<25μm
气缸套为6 000~10 000h 美、英、法、日约为2% 360~370 kg标准煤(合格铸件) 65 t/人年 富氧送风,铁水温度>1 500 ℃ 广泛采用流水线,采用高压造 型、射压造型、和气冲造型
2.1
概述 铸造工艺基础
概述
一、铸造概念 将液态金属注入到与零件形状相适应的 铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯 或零件的生产方法。
二、铸造生产的特点
1.可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制 件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
二、铸造生产的特点 1.可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔 形状复杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗 轮叶片、床身件等。 2.适应性强:(1)合金种类不受限制; (2)铸件大小几乎不受限制。 3.成本低: (1)材料来源广; (2)废品可重熔; (3)设备投资低。 4.废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
2.1.4 合金的吸气性
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3.挖砂造型
挖砂造型的特点及应用


特点: 模样为整体模,造型时需挖去阻碍起 模的型砂,故分型面是曲面。造型麻烦, 生产率低。 应用范围: 单件小批生产模样薄、分模后易损坏 或变形的铸件。
4.活块造型
活块造型的特点及应用


特点: 将模样上妨碍起模的部分,做成活动 的活快,便于起模。造型和制作模样都 很麻烦,生产率低。 应用范围: 单件小批生产带有突起部分的铸件。
复习思考题
参考资料



《金属工艺学》(上册 第四版)邓文英 高教出版社 《金工实习》 刘胜青 成都科技大学出版 社 《金工实习》 孙以安 鞠鲁粤 上海交通 大学出版社
1.整模造型
整模造型的特点及应用


特点: 分型面为平面,铸型型腔全部在一 个砂箱内,造型简单,铸件不会产生错 箱缺陷。 应用范围: 铸件最大截面在一端,且为平面。
2.分模造型
分模造型的特点及应用


特点: 模样沿最大截面分为两半,型腔位 于上、下两个砂箱内。造型方便,但制 作模样较麻烦。 应用范围: 最大截面在中部,一般为对称性铸 件。

模 零 砂



样:由木材、金属或其他材料制成,用来形 成铸型型腔的工艺装备。 件:铸件经切削加工制成的金属件。 芯:为获得铸件的内孔或局部外形,用芯砂 或其他材料制成的,安放在型腔内部的 铸型组元。 盒:制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。
二、基本造型方法

整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、 三箱造型
•引子 •铸造成形的原理 •铸造工艺特点及应用
•砂型铸造生产过程
引 子

我国有辉煌的传统冶铸历史,在殷商时 期就有灿烂的青铜器铸造技术。如北京 明朝永乐青铜大钟,重达46.5t,钟高 6.75m,钟唇厚22cm,外径3.3m,钟体 内遍铸经文22.7万字,击钟时尾音长达2 分钟以上,传距20km。外形和内腔如此 复杂、重量如此巨大、质量要求如此高 的青铜大钟,正说明我国早已掌握冶炼 和铸造技术。
铸造成形的原理

铸造生产是把金属加热熔化后注入铸型的型腔中,待 金属液冷却后获得铸件的一种生产工艺方法

铸造工艺特点及应用



可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯, 如箱体、床身、气缸体等。 适应范围广。工业上常用的金属材料都可铸造; 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1mm到1m ) ;生产的批 量不限,既适用于单件小批生产,又适用于大 批量生产。 成本低。可直接利用成本低廉的废机件和切屑, 设备费用较低;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%。
第二章 铸造成形
学习提示


铸造是获得毛坯的主要方法之一,其基 本特点是熔融金属在铸型中冷却成形; 了解铸造生产的工艺过程; 熟悉各种基本造型方法以及选用的基本 原则; 掌握基本造型方法的特点及其应用范围; 针对不同铸件能正确判断分型面的位置, 并选择其合适的造型方法。
第一节 铸造概述
5.三箱造型
三箱造型的特点及应用


特点: 铸件两端截面尺寸比中间部分大,采 用两箱无法起模,将铸型放在三个砂箱 中,组合而成。三箱造型的关键是选配 合适的中箱。造型复杂,易错箱,生产 率低。 应用范围: 单件小批生产具有两个分型面的铸件。
第三节 造型方法的选择

分型面选择原则:

砂型铸造生产过程
小结

砂型铸造生产过程包括以下步骤:
绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒—— 造型和造芯——下芯、合箱——浇注——落 砂——清理——质量检验——获得合格铸件。
方法的选择
一、基本术语




铸 型:用型砂、金属或其他耐火材料制成;包 括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒系 统的组合整体。 型 腔:铸型中造型材料所包围的空腔部分。 铸 件:用铸造方法制成的金属件,一般作毛坯 用。 分型面:铸型组元间的接合面。 分模面:模样组元间的接合面。
应尽量使铸件位于同一铸型内 尽量减少分型面 尽量使分型面平直 尽量使型腔和主要型芯位于下型
实例分析及课堂讨论

请分析下列模样应该选择的正确造型方 法


手轮 油盒盖 四方小刀台 燕尾槽滑块
课堂小结


铸造是脆性材料成型的唯一方法。 人类最早的金属制品是青铜铸件。 铸造是液态成型,造型应遵循实体相反 原理。 选择造型方法应综合考虑零件的批量、 大小、形状复杂程度、材质以及经济性 等因素。
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