【大学课件】金属材料加工基础

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（3）技术准备 ➢ 确定浇注位置和分型面
浇注位置的选择 质量要求较高或重要的加工表面，浇注时尽 量放在下面； 铸件的大平面尽可能朝下； 铸件的薄壁部分放在下部或侧面； 浇注位置应有利于所确定的凝固顺序。
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分型面的选择
尽可能将铸件的全部或大部分放在同一砂 箱内；
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三、特种铸造
1、金属型铸造
➢ 定义：金属型铸造是指利用金属材料制成铸型， 在重力作用下将熔融金属浇注到铸型中制造铸件 的一种铸造方法，也称永久型铸造。工艺过程与 砂型铸造类似。
➢ 工艺过程：
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视频3：金属型铸造
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➢特点和应用：
可重复使用，生产效率高，劳动条件好，但成 本高；
铸件精度高，表面粗糙度较低； 金属散热性能好，晶粒细化，机械性能好； 不透气且无退让性，易造成铸件浇不足或开裂。 适于生产大批量有色金属铸件。
设计原则：确保液态金属 能够平稳而合理地充满型 腔。
Hale Waihona Puke Baidu
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➢ 补缩系统设计：为消除由于金属的收缩而产生 的缩孔和疏松，铸造工艺上常采用设置冒口、 冷铁等工艺措施。
冒口
定义：金属液最后凝固的地方极易形成缩 孔，为防止产生缩孔，通常在这些部位上 方型腔中预制出与这些部位相通的较大的 储液空腔，该空腔称为冒口。
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2、熔模铸造 ➢ 定义：是指利用易熔材料（例如蜡）制成模型，
并在模型表面粘结一定厚度的耐火材料，然后将 模型熔失而使金属液充满型腔的一种铸造方法。 ➢ 工艺过程 ： 蜡模制造 制壳 脱蜡 焙烧和浇注
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视频4：熔模铸造
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特点和应用：
铸件尺寸精度高，表面光洁； 可铸造形状复杂零件； 工艺过程复杂，生产周期长，成本高； 适于铸造小尺寸的各类合金铸件，特别是少切
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（1）生产准备 ➢ 模样和芯盒的设计
模样：为获得与铸件形状和尺寸相适应的铸 型空腔而设计的与铸件形状和尺寸相适应的 模子。
芯盒：用于制造型芯的工艺装备。 型芯：用来形成有孔或中空铸件的内腔。
注意：考虑收缩量的问题
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➢ 型（芯）砂的制备
技术要求：应具有一定的强度、透气性、退 让性、溃散性、耐火度等。
铸件尺寸精度高，表面光洁；
凝固速度快，排气困难，易形 成疏松和缩孔；
模具成本高，铸件尺寸受限；
适于有色金属薄壁复杂铸件的 大批量生产。
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4、低压铸造
➢ 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩 埚中自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的一 种铸造方法。
➢ 工艺过程：
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低压铸造火车车轮示意图
削或无切削精密铸件。
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3、压力铸造
➢ 定义：压力铸造简称压铸，是指将液态或半液态 合金浇入压铸机的压室内，使之在高压和高速下 充填型腔，并在高压下成形和结晶而获得铸件的 一种铸造方法。
➢ 工艺过程 ：
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视频5：压力铸造
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➢ 特点和应用：
浇注时间短，易于机械化、自 动化作业；
铸型散热快，晶粒细化，耐磨、 耐蚀性好；
尽量减少分型面的数目，用平直分型面代 替特殊形状的分型面；
分型面总是放在铸件的最大截面处，以便 于起模。
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➢ 确定主要工艺参数 机械加工余量 铸造收缩率 拔模斜度 铸造圆角
拔模斜度
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➢ 浇注系统设计
定义：浇注系统是指金属 液填充型腔而开设于铸型 中的一系列通道。
组成部分：浇口杯、直浇 道、横浇道、内浇道
2、铸造的基本过程：
液态 金属
充型
凝固 收缩
铸件
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3、特点：
➢ 液态成型，可铸造任何形状的铸件；
➢ 铸件的形状、尺寸与零件接近，可节省金属材 料和减少切削加工工作量；
➢ 适应性广，绝大多数金属都可用铸造方法生产 铸件；
➢ 设备投资少，铸件成本相对较低；
➢ 工序较多，易产生内部缺陷，铸件精度质量不 高。
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视频6：低压铸造
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➢特点和应用：
充型压力和充型速度易于控制，气孔、夹渣 较少；
铸型散热快，组织致密，机械性能好； 无需冒口设置，金属利用率高； 铸件尺寸精度高，表面光洁； 适于生产质量要求高的铝镁等有色金属铸件。
第二章 金属材料加工基础
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本章主要内容：
2.1 铸造 2.2 金属压力加工
重点：砂型铸造、锻造、 难点：无
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2.1 铸造
一、铸造生产概述 1、定义：铸造是液态金属成形的方法，铸造过程
是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、 压力、离心力、电磁力等外力场的作用下充满铸 型，凝固后获得一定形状与性能铸件的生产过程， 是生产金属零件和毛坯的主要形式之一。
作用：补缩、排气、集渣、观察金属液等。
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▪ 设计原则：
① 冒口的凝固时间必须大于或等于铸件被补缩 部分的凝固时间；
② 冒口应具有足够大的体积，以保证有足够的 金属液补充铸件内部的体收缩。
③ 在铸件凝固时，冒口与被补缩部位之间应有 通畅的补缩通道。
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冷铁
作用：是为了加速铸件厚壁部分的冷却， 使其与邻近部位同时凝固，避免出现缩孔、 缩松等缺陷。
成分配比：
型砂
原砂
稀释剂
粘结剂
石
铬
锆
英
铁
英
砂
矿
砂
砂
水
粘
水
树
溶
玻
剂
土
璃
脂
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（2）工艺过程 ➢ 造型
分类：手工造型和机械造型 工序：填砂、紧实、起模、合箱 ➢ 造芯 ➢ 合箱：把砂型和砂芯按要求组合在一起。 ➢ 浇注 ➢ 落砂和清理
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视频1：手工造型方法
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上一张12
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视频2：震压式造型
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4、铸造类型 ➢ 砂型铸造 ➢ 特种铸造
最主要的铸造方法， 占铸件总产量的80% 以上。 工序较多，铸造缺陷， 废品率高
低压铸造
消失模 铸造
熔模铸造
压力铸造
七
种
常
见
特种铸造
金属型
的
铸造
特
种
铸
造
连续铸造
离心铸造
方
法
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二、砂型铸造 1、定义
用型砂制成铸型(砂型)，然后注满液体金属 并冷却成形的方法。 2、基本生产过程
分类：内冷铁和外冷铁
➢内冷铁是采用与铸件材质相同或相近的材料 直接插入需要激冷处的型腔内，随后与浇注 金属熔接在一起，成为铸件的一部分。
➢外冷铁只与铸件上被激冷部位表面相接触而 不熔接，故可重复使用。
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3、砂型铸造的特点 ➢ 不受铸件材质、尺寸、质量和生产批量的限制； ➢ 属于一次性铸造成形，造型工作量大； ➢ 铸件精度和表面质量差； ➢ 砂型铸造缺陷多，废品率高，机械性能较差； ➢ 设备简单、投资少，价格低廉，应用广泛。