材料课件铸造讲稿
Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
工程材料与材料成型基础（二）教案
教师姓名 授课班级 §1-1金属的铸造性能 §1-2砂型铸造 §1-3铸件结构设计 §1-4常用铸件的生产 §1-5特种铸造 任务目的 ◎ 掌握合金铸造性能对铸件质量的影响 ◎ 掌握合金铸造性能对铸件结构的要求 ◎ 掌握铸造工艺对铸件结构的要求 ◎ 了解常用铸铁件、铸钢件生产 ◎ 了解特种铸造的种类和应用 知识点 ◎ 合金的流动性和收缩性 ◎ 砂型铸造造型方法 ◎ 铸造工艺图 ◎ 铸件的结构设计 ◎ 铸铁的石墨化、分类、牌号、应用 ◎ 铸钢的工艺特点 ◎ 特种铸造的种类、特点和应用 能力点 其它 ◎ 能分析合金铸造性能和铸造工艺对铸件质量的影响 ◎ 能合理设计铸件的结构 王艳辉 授课形式 授课学时 讲授 10 授课章节名称 第一章 铸 造 第一章 铸造
概述
铸造——将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。 铸造生产的特点：
优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。 缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。
分类：
砂型铸造——90%以上
特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高
我国铸造技术历史悠久，早在三千多年前，青铜器已有应用；二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。
§1-1 金属的铸造性能
合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。通常用流动性和收缩性来衡量。
一、合金的流动性
1、流动性概念
流动性——液态合金的充型能力。 流动性好的合金：
易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件； 有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除； 易于补缩及热裂纹的弥合。
合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长，流动性越好。 ２、影响合金流动性的因素
a、合金性质方面
纯金属、共晶合金流动性好。（恒温下结晶，凝固层内表面光滑） 亚、过共晶合金流动性差。
（（在一定温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平））
b、铸型和浇注条件
提高流动性的措施：
提高铸型的透气性，降低导热系数； 确定合理的浇注温度； 提高金属液的压头； 浇注系统结构简单。
C、铸件结构
铸件壁厚>最小允许壁厚
二、合金的收缩
1、收缩的概念
收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷产生的原因。 收缩的三个阶段：
液态收缩 形成缩孔、缩松（体收缩率） 凝固收缩
固态收缩 ——产生变形和裂纹（线收缩率）
几种铁碳合金的体积收缩率
合金种类 碳素铸钢 白口铸铁 灰铸铁 含碳浇注温量度 （%） （℃） 1610 1400 1400 液态收缩 （%） 凝固收缩 （%） 固态收缩 （%） ~ ~ 总体积收缩（%） 12~ ~ 线收缩率 （%） ~ ~ ~ 2、铸件的缩孔和缩松 缩孔的形成：
纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。
缩松的形成：
结晶温度范围大的合金易形成缩松。 缩孔和缩松的防止：
定向凝固——在铸件可能出现缩孔的厚大部位，通过增设冒口或冷铁等工艺措施，使铸件上
远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。
结果——使铸件各个部分的凝固收缩均能得到液态金属的补充，而将缩孔转移到冒口之中 3、铸造应力
铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因。
热应力的形成——热胀冷缩不均衡 机械应力的形成——收缩受阻
减少和消除应力的措施：
结构上——壁厚均匀，圆角连接，结构对称。 工艺上——同时凝固，去应力退火。
同时凝固和定向凝固比较
定向凝固——用于收缩大或壁厚差距较大，易产生缩孔的合金铸件，如铸钢、铝硅合
金等。定向凝固补缩作用好，铸件致密，但铸件成本高，内应力大。
同时凝固——用于凝固收缩小的灰铸铁。
铸件内应力小，工艺简单，节省金属，组织不致密。
4、铸件的变形
对于厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆件类、板类及轮类等铸件，当残余铸造应力超过铸件材料的屈服强度时，产生翘曲变形。
用反变形法防止箱体、床身导轨的变形。 5、铸件的裂纹
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