第2章 铸造 概述 1.定义：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸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，称为铸造. 2.步骤： 3.特点： 优点： 1.适合制造形状复杂的铸件，特别是复杂内腔。如箱体，机架，叶轮 2. 铸件大小不受限制，几克→数百吨 3. 使用材料广泛。各种合金、铸铁、碳钢，有色金属等。 4. 成本低。设备原料，废料回炉。一般机床类机械，铸件质量占70～80％，费用仅占20～25％。 缺点： 1.铸件的尺寸精度和表面质量较差 2.砂型铸造的劳动强度大 3.砂型铸造的铸造缺陷很难避免。 4.分类 a. 砂型铸造 b. 特种制造 熔模铸造; 压力铸造; 离心铸造; 气化模铸造 5. 应用 汽缸体, 衬套, 床身, 活塞, 活塞环,轧辊, 轮, 机架, 水管. 2.1 液态金属成形理论基础 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 2.1.1 液态合金的充型 充型：液态合金填充铸型的过程。 充型能力：液态合金充满型腔，获得轮廓清晰，形状准确的铸件能力。 影响合金充型能力的因素主要有： 一、合金的流动性 流动性：指液态金属的流动能力。在铸造时指液态合金充满型腔，获得轮廓清晰，形状准确的铸件能力。 常用铸造合金中，灰铁、硅黄铜流动性最好，铸钢最差。 流动性测定：螺旋型标准试样 2. 影响合金流动性的因素 (1) 液态合金的成分 纯金属、共晶成分合金流动性好。 二、浇注条件 包括：浇注系统的结构、充型压力和浇注温度 三、铸型条件 是能增加液态金属的流动阻力，降低其流动速度，提高其冷却能力的因素，均会降低液态金属的充型能力。 包括：蓄热能力、透气性、铸型温度、铸件结构等。 2.1.2 铸件的收缩 一、收缩的概念 收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺寸缩减的现象。 收缩是合金的物理本性。收缩给铸造工艺带来许多困难，是多种铸造缺陷产生的根源。 合金收缩的三个阶段： ? ⑴液态收缩：从浇注温度到凝固开始温度间的收缩。 ? ⑵凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度间的收缩。 ? ⑶固态收缩：从凝固终止温度到室温间的收缩， 收缩导致铸件产生缩孔，缩松，变形，裂纹等缺陷。 合金的收缩与化学成分、浇注温度、铸件结构、铸型条件有关。 2.1.2 铸件的收缩 二、铸件中的缩孔与缩松 ⑴原因：液态/凝固收缩得不到补充，形成的孔洞。 ① 缩孔 : ② 缩松 ⑵措施 ① 缩孔 ： 顺序凝固. 用于必须补缩的场合：铸钢，铝青铜，铝硅合金。 ⑵措施 ② 缩松 ：较为困难，只能减轻，采用压力铸造。采用共晶成分铸铁 2.1.3铸造内应力、变形和裂纹 原因: 固态收缩受到阻碍 一、内应力的形成 ①热应力:由于铸件各部分冷却速度不同，在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。 性质：铸件缓冷处受拉伸，快冷处受压缩 ②机械应力：在固态收缩时受到铸型或型芯时机械阻碍而形成应力。 性质：落砂后消除。 二、铸件的变形及其防止 1.壁厚均匀，形状对称； 2.同时凝固； 3.反变形法、拉肋 4.时效处理。 三、铸件的裂纹及其防止 ①热裂： 缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化色 选择凝固温度范围小的合金，提高砂型和芯砂的退让性,严格控制硫的含量 ②冷裂： 裂纹细小,呈连续直线状,轻微氧化色 减小内应力和降低合金脆性的因素，控制磷的含量。 2.1.4合金的吸气性 1.侵入气孔 2.析出气孔 3.反应气孔 2.1.5 铸件的缺陷及其质量控制 2.1.3 铸件的缺陷及其质量控制 1. 合理选定铸造合金 2. 铸件结构设计合理 3. 合理铸造工艺 4. 合理制定铸件技术要求 5. 模样质量 6. 铸件质量检测 2.2 砂型铸造 2.2.1 砂型铸造的生产过程及特点 2.2.2 砂型铸造工艺简介 2.2.3 铸造工艺图的制订 2.2.4 综合分析举例 2.2.1 砂型铸造的生产过程及特点 一、砂型铸造的生产过程 二、砂型铸造的特点 1. 一个砂型只能使用一次，耗费大量的造型工时。 2. 砂尘污染，劳动条件差。 3. 适应性广。 2.2.2 砂型铸造工艺简介 一、造型与制芯 造型：指用型砂、模样和砂箱等原材料与工艺装备制造铸型的过程。 制芯：制造型芯的过程 1、按造型特点分： 2. 按自动化程度分 手工造型 操作灵活、适应性强、生产准备时间短。 但生产率低、劳动强度大、铸件质量较差。 多用于单件小批生产。 机器造型 用机器完成或至少完成紧砂和起模操作的造型工序。 ⑴紧砂方式：震压式、抛砂式 ⑵起模方式：顶杆式、漏模式、翻转式 机器造型 机器造型 起模 机器造型工艺特点： 1）需采用模板进行两箱造型； 2）不宜进行三箱及活块造型
