第二篇 铸造 王磊明 赵向阳 概述 一 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。 二 特点： (1)可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。（如箱体、气缸体） (2)适应范围广。 (3)铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。 (4)废品率较高， (5)劳动条件差，劳动强度大. 三 应用： 用于制造受力较简单，形状复杂的零件毛坯. 四 工艺方法:1砂型铸造 2特种铸造 特种铸造方法如:熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。 §1.1 液态合金的充型 合金的铸造性能:铸造成形时获得外形准确内部健全铸件的能力.(包括流动性,凝固特性,收缩率,和吸气性) 充型：液态合金填充铸型的过程，简称充型。 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。 1.1.1影响充型能力的主要因素 * 合金的流动性 * 浇注条件 * 铸型填充条件 一、合金的流动性 流动性：液态合金本身的流动能力，称为流动性. 合金的流动性能愈好，充型能力愈强。 1 是合金的主要铸造性能之一. 铸铁流动性较好，铸钢较差。 2 影响合金的流动性的主要因素是合金的化学成分，亚共晶铸铁随含碳量增加离共晶点越近，结晶温度范围减小，流动性提高。 ① 纯金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的。由 表层向中心逐层推进(称为逐层凝固)方式，固体 内层内表面比较光滑，流动阻力小，流动性好。 ② 其它成分合金是在一定温度范围内逐步凝固的 (糊状凝固)，固体内表面粗糙不平，液体本身有 晶体部分，流动性很差。 远离共晶点成分的合金，流动性差些。 铸钢(通常C<0.6%)熔点较高，钢液过热度比铸铁小 (浇注温度和液相线温度差称过热度)，维持流 动时间短，另外，钢液浇注后迅速结晶出树枝 品，使钢液很快失去流动性。 二、浇注条件 1、浇注温度 浇注温度越低 则充型能力越差 （铸件容易产生冷隔、浇不到） 浇注温度越高 则充型能力越强（铸件容易产生 缩孔、缩松、粘沙、析出性气孔、粗晶） 2、充型压力 压力↑→充型能力↑（提高直浇道高度） 三、铸型填充条件 1、铸型材料 导热系数大，比热大，充型能力↓ 2、铸型温度 温度↑→充型能力↑ 3、铸型中排气差，充型能力↓ 所以铸型具有良好透气性，并在最高处设出气口。 4、铸型表面越光滑，充型能力越强。 5、铸铁结构条件 附：铸铁结构条件(铸铁最小壁厚) 当铸件壁厚过小，壁厚急剧变化等结构时，会使金属液流动困难，因此，设计壁厚必须大于规定的最小允许壁厚。 §1.2 铸件的凝固与收缩 一、铸件的凝固方式 在铸件的凝固过程中，其断面上一般存在三个区域，即固相区、凝固区和液相区，其中对铸件质量影响较大的主要是液相和固相并存的凝固区的宽窄。 1、逐层凝固 纯金属或共晶成分合金凝固过程中不存在液、固并存现象，液固界限清楚分开，称为逐层凝固。 3、中间凝固 介于逐层凝固和糊状凝固之间。 二、铸造合金的收缩 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，称收缩。 ﹡收缩是多种铸造缺陷的根源，如缩松(孔)，裂纹等。 收缩的三个阶段 (1)液态收缩 处于液态，温度下降，体积收缩。 (2)凝固收缩 分为状态改变和温度下降两部分组成，体积收缩，是 缩松(孔)的基本原因。 (3)固态收缩 由固相线温度到室温时收缩，尺寸收缩，是铸造应力和变形、裂纹基本原因。 铸件的实际收缩率与其化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件有关。 三、铸件中的缩孔与缩松 1、缩孔与缩松的形成 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形成。(补缩) (1)缩孔 条件：结晶温度间隔窄的合金－逐层凝固。 位置：通常在铸件上部，或最后凝固的部分。 大小：合金的液态收缩↑，凝固收缩↑ →缩孔容积↑ 浇注温度↑→缩孔容积↑ 铸件较厚→缩孔容积↑ 形成过程：如图 (2)缩松 条件：糊状凝固和结晶温度较宽的合金。 位置：宏观缩松--铸件中心轴线处或缩孔下方。 微观缩松--枝晶间。 缩松分为宏观和显微两种，显微缩松分布
