1、項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 任務任務2.2 2.2 鍛壓工藝鍛壓工藝任務任務2.3 2.3 焊接工藝焊接工藝 項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能鑄件的型，凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能鑄件的成形方法。按生產方法分為：砂型鑄造和特種成形方法。按生產方法分為：砂型鑄造和特種鑄造鑄造優點：優點：1.1.能制造各種尺寸和形狀復雜的鑄件

2、；能制造各種尺寸和形狀復雜的鑄件；2.2.絕大多數金屬均能用鑄造方法制成鑄件；絕大多數金屬均能用鑄造方法制成鑄件；3.3.原材料來源廣泛，價格低廉。原材料來源廣泛，價格低廉。缺點：缺點：廢品率高、性能不如鍛件、表面粗糙、精度廢品率高、性能不如鍛件、表面粗糙、精度低。低。 鑄造概述鑄造概述項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝鑄造方鑄造方法法砂型鑄造砂型鑄造特種鑄造特種鑄造手工造型手工造型主要適用于單件主要適用于單件 小批生產小批生產機器造型機器造型主要適用于成批主要適用于成批 大量生產大量生產金屬型鑄造金屬型鑄造壓力鑄造壓力鑄造熔模鑄造熔模鑄造離心鑄造離心鑄

3、造低壓鑄造低壓鑄造鑄造方法鑄造方法項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝砂型鑄造項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝基本術語基本術語鑄型：鑄型：用型砂、金屬或其他耐火材料制成；包括形成鑄件形狀的空腔、型芯和澆冒系統的組合整體型腔：型腔：鑄型中造型材料所包圍的空腔部分。鑄件：鑄件：用鑄造方法制成的金屬件，一般作毛坯用分型面：分型面：鑄型組元間的接合面。分模面：分模面：模樣組元間的接合面。模樣：模樣：由木材、金屬或其他材料制成，用來形成鑄型型腔的工藝裝備。零件：零件：鑄件經切削加工制成的金屬件。砂芯：砂芯：為獲得鑄件的內孔或

4、局部外形，用芯砂或其他材料制成的，安放在型腔內部的鑄型組元。芯盒：芯盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的裝備。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 技技 術術 要要 求求1. 1. 鑄件組織結構要致密，不得有鑄件組織結構要致密，不得有 砂眼、氣孔等鑄造缺陷，砂眼、氣孔等鑄造缺陷，2. 2. 未注明的鑄造圓角為未注明的鑄造圓角為R35R35。上上下下+ 4+ 6+ 5+ 4+ 6+ 3型型 芯芯 通通 氣氣 孔孔下型下型 芯頭芯頭上型上型 芯頭芯頭# # # # # # # #1 . . 鑄件線收縮率鑄件線收縮率1%1% ， 2 . 起模斜度起模斜度115 。軸

5、套零件的鑄造工藝設計步驟與過程軸套零件的鑄造工藝設計步驟與過程1.分型分模面、澆注位置分型分模面、澆注位置2.鑄件線收縮率鑄件線收縮率3.機械加工余量機械加工余量4.起模斜度起模斜度5.鑄造圓角鑄造圓角6.型芯、型芯頭（座）型芯、型芯頭（座）下型芯頭斜度510下型芯頭間隙0.51.5mm集砂槽上型芯頭斜度615上型芯頭間隙0.52mm間隙2mm一、鑄造工藝圖一、鑄造工藝圖項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝鑄造工藝鑄造工藝1.澆注位置的確定 鑄件澆注位置正確與否，對鑄件的質量影響很大。 澆注位置的應遵循（1）重要表面向下原則 （2）上厚下薄原則 即“三下一

6、上三下一上”的原則：主要工作面和重要面朝下或置于側壁，寬大平面朝下，薄壁面朝下，厚壁朝上。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝8便于起模；簡單、最便于起模；簡單、最少。少。分型面的確定應能方便、分型面的確定應能方便、順利地取出模樣或鑄件，順利地取出模樣或鑄件，分型面一般選在鑄件的分型面一般選在鑄件的最大截面處；最大截面處； 分型面的分型面的確定應盡量與澆注位置確定應盡量與澆注位置一致，并應盡量滿足澆一致，并應盡量滿足澆注位置的要求；注位置的要求；傘傘齒齒輪輪的的分分型型面面方方案案不合理合理上下上下鑄造工藝鑄造工藝2.確定分型面確定分型面項目二項目二 熱加

7、工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝9 分型面應避免曲折，數量應少，最好是一個，且為平面分型面應避免曲折，數量應少，最好是一個，且為平面不合理合理鑄造工藝鑄造工藝2.確定分型面確定分型面項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝10 分型面應避免曲折，分型面應避免曲折，數量應少，最好是一個，數量應少，最好是一個，且為平面且為平面2.確定分型面確定分型面項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝11 應盡量使型應盡量使型腔全部或大部分腔全部或大部分置于同一個砂型置于同一個砂型內，最好使型腔內，最好使型腔或使加工面

8、與基或使加工面與基準面位于下型中。準面位于下型中。合理合理不合理不合理2.確定分型面確定分型面項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝12 應使型芯數量少，并便于安放和穩定應使型芯數量少，并便于安放和穩定合理合理不合理不合理2.確定分型面確定分型面項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝13 機械加工余量機械加工余量為進行機械加工而加放的一層金屬。機械加工余為進行機械加工而加放的一層金屬。機械加工余量過大：切削加工工作量大，浪費金屬材料；過小：易量過大：切削加工工作量大，浪費金屬材料；過小：易使零件報廢。使零件報廢。 根據鑄件

9、尺寸公差等級（根據鑄件尺寸公差等級（CT）、加工余量）、加工余量等級（等級（MA）、基本尺寸范圍等查表確定，并應）、基本尺寸范圍等查表確定，并應根據實際生產條件加以修正。根據實際生產條件加以修正。3.確定工藝參數確定工藝參數項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝14 拔模斜度便于起模，避免傷型。大小與模樣壁的高度、造型方法、模樣材料有關。一般為0.5 3。3.確定工藝參數確定工藝參數項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝15 型芯及型芯頭型芯及型芯頭 型芯型芯分為水平型芯分為水平型芯和垂直型芯；和垂直型芯； 型芯頭型芯頭是

10、型芯的重是型芯的重要組成部分，起到定位要組成部分，起到定位和支撐型芯及引導型芯和支撐型芯及引導型芯中氣體排出的作用。中氣體排出的作用。3.確定工藝參數確定工藝參數項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝16 收縮余量 為了補償鑄件收縮，模樣比鑄件圖紙尺寸增大為了補償鑄件收縮，模樣比鑄件圖紙尺寸增大的數值。灰鑄鐵的線收縮率較小，鑄鋼的線收縮率的數值。灰鑄鐵的線收縮率較小，鑄鋼的線收縮率較大。較大。注意注意 圓角 防止澆注時沖砂及鑄件冷縮時產生應力集中，防止澆注時沖砂及鑄件冷縮時產生應力集中，鑄壁交角處應做成圓角。鑄壁交角處應做成圓角。3.確定工藝參數確定工藝參數

11、項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝4. 澆注系統澆注系統 澆注系統澆注系統為填充型腔和冒口而開設于鑄型中的一系列通道。（1）外澆口承受金屬液，擋渣；（2）直澆道產生充填壓力；（3）橫澆道分配金屬液和擋渣；（4）內澆道控制金屬液的速度的方向。 項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝按造型操作方法的不同，可分為：按造型操作方法的不同，可分為：1 1、手工造型、手工造型 填砂、緊實、起模等主要有人工完成，操作靈填砂、緊實、起模等主要有人工完成，操作靈活，生產率低，主要用于單件小批量生產。活，生產率低，主要用于單件小批量生產。

12、 主要方法主要方法整模造型整模造型挖砂造型挖砂造型三箱造型三箱造型活塊造型活塊造型刮板造型刮板造型假箱造型假箱造型分模造型分模造型砂型鑄造砂型鑄造造型方法造型方法項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝整模兩箱造型整模兩箱造型特點：特點： 分型面為平面，鑄型型腔全部在一個砂箱內，造型簡單，鑄件不會產生錯箱缺陷。應用范圍：應用范圍： 鑄件最大截面在一端，且為平面。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝分模造型分模造型特點：模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個砂箱內。造型方便，但制作模樣較麻煩。應用范圍：最大截面在中部，一

13、般為對稱性鑄件。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝挖砂造型挖砂造型特點： 模樣為整體模，造型時需挖去阻礙起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻煩，生產率低。應用范圍：單件小批生產模樣薄、分模后易損壞或變形的鑄件項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝22 假箱造型假箱造型成形板底造型成形板底造型項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝23刮板造型刮板造型項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝三箱造型三箱造型特點：鑄件兩端截面尺寸比中間部分大，采用兩箱無法起

14、模，將鑄型放在三個砂箱中，組合而成。三箱造型的關鍵是選配合適的中箱。造型復雜，易錯箱，生產率低。應用范圍：單件小批生產具有兩個分型面的鑄件。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝活塊造型活塊造型特點：將模樣上妨礙起模的部分，做成活動的活快，便于起模。造型和制作模樣都很麻煩，生產率低。應用范圍：單件小批生產帶有突起部分的鑄件。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝26 壓實式造型壓實式造型 震機壓實式造型震機壓實式造型 微震壓實式造型微震壓實式造型 機器造型機器造型 高壓式造型高壓式造型 空氣沖擊式造型空氣沖擊式造型 射壓式

15、造型射壓式造型 拋砂式造型拋砂式造型機器造型機器造型 填砂、緊實、填砂、緊實、起模等實現機械起模等實現機械化，生產率高，化，生產率高，投資大，主要用投資大，主要用于批量生產。于批量生產。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝271.1.高壓緊實：主要是用較高高壓緊實：主要是用較高壓實比壓（一般在壓實比壓（一般在0.7MPa-0.7MPa-1.5MPa1.5MPa）壓實砂型。砂型緊）壓實砂型。砂型緊實度高，鑄件尺寸精度高，實度高，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值小，廢品率值小，廢品率低，生產率高、噪聲低、灰低，生產率高、噪聲低、灰塵小、易于機械化

16、、自動化、塵小、易于機械化、自動化、但機器結構復雜、制造成本但機器結構復雜、制造成本高高 。機器造型機器造型項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝28 2.2.震壓緊實震壓緊實 經過多次震擊后再壓經過多次震擊后再壓實實 砂型。該方法生砂型。該方法生產率高，能量消耗少，產率高，能量消耗少，機械磨損少，砂型堅機械磨損少，砂型堅實度較均勻，但噪聲實度較均勻，但噪聲大大 。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝293.3.微震緊實微震緊實 在加壓堅實型砂的在加壓堅實型砂的同時，砂箱和模板作高同時，砂箱和模板作高頻率、小振幅震動。此

17、頻率、小振幅震動。此方法生產率較高、緊實方法生產率較高、緊實度均勻、噪聲小度均勻、噪聲小 。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝30（三）液態合金的充型（三）液態合金的充型1 1流動性流動性 金屬液本身的金屬液本身的流動能力，流動性好壞影流動能力，流動性好壞影響到金屬液的充型能力。響到金屬液的充型能力。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝合金的流動性流動性好液態合金填充型腔的能力強，得到的鑄件尺寸精確、輪廓清晰、表面光潔，可以澆鑄薄壁或形狀復雜的鑄件。流動性差合金溶液中的雜質及氣體不易排出，容易產生夾渣、氣孔缺陷；不利

18、于補充液態合金凝固過程的收縮，易產生縮孔及縮松缺陷。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 影響金屬流動性因素 化學成分 澆注條件 鑄型的性質 鑄件的結構項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝化學成分對合金流動性的影響接近共晶成分 化學成分的影響主要體現在碳含量對流動性的影響上。合金結晶溫度范圍縮小，所成樹枝狀晶體增大，未凝合金流動阻力及增大冷卻速度的傾向減弱，其流動性提高。越接近共晶成分合金流動性越好項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1

19、 2.1 鑄造工藝鑄造工藝澆注溫度對合金流動性的影響提高澆注溫度液態合金熱容量增加，冷卻速度降低，合金保持液態的時間增長，流動性好；液態合金內摩擦減少，粘度降低，流動性好。澆注溫度過高但是澆注溫度如果過高，則容易導致合金的吸氣、氧化及收縮等缺陷的發生。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝鑄型性質對合金流動性的影響鑄型性質對合金流動性的影響減小液態合金流動阻力及降低冷卻速度的工藝因素均減小液態合金流動阻力及降低冷卻速度的工藝因素均可提高合金的流動性。具體工藝措施有：可提高合金的流動性。具體工藝措施有：增加直澆口高度提高液態合金靜壓力；采用壓力鑄造、低壓鑄造和

20、離心鑄造增大澆注速度提高液態合金動壓力簡化澆注系統，光滑鑄型型壁，減小流動阻力減少型砂發氣量，減小氣體對合金流動的反壓力預熱鑄型，降低冷卻速度，提高合金流動性增大型砂透氣性，減少氣體反壓力項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 鑄件結構 通常鑄件的結構越復雜，鑄型型腔的結構也越復雜，金屬流動時受到的阻力越大，金屬的流動性越低。因此，在進行鑄件的結構設計時，應在滿足使用要求的前提下，盡量簡化鑄件的結構。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝鑄件的凝固方式逐層凝固：從外到內逐層凝固，凝固的固體與未凝固的液體有明顯的界限；如灰鑄

21、鐵、鋁硅合金糊狀凝固：凝固的固體與未凝固的液體混合在一起，無明顯的界限；如球墨鑄鐵、錫青銅等中間凝固：介于逐層凝固和糊狀凝固之間；大多數合金（四）鑄件的凝固與收縮 項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝39金屬收縮性金屬收縮性 收縮是鑄造合金從液態凝收縮是鑄造合金從液態凝固和冷卻至室溫過程中產生的固和冷卻至室溫過程中產生的體積和尺寸的縮減。包括液態體積和尺寸的縮減。包括液態收縮、凝固收縮、固態收縮三收縮、凝固收縮、固態收縮三個階段個階段。 項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝影響收縮的因素 （1）化學成分 不同種類和不同

22、成分的合金，其收縮率不同。鐵碳合金中灰鑄鐵的收縮率小，鑄鋼的收縮率大。 （2）澆注溫度 澆注溫度越高，液態收縮越大，因此澆注溫度不宜過高。 （3）鑄件結構與鑄型材料 型腔形狀越復雜，型芯的數量越多，鑄型材料的退讓性越差，對收縮的阻礙越大，產生的鑄造收縮應力越大，容易產生裂紋。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝41縮孔與縮松縮孔與縮松 縮孔：是由于金屬的液態收縮和凝固收縮部分縮孔：是由于金屬的液態收縮和凝固收縮部分得不到補足時，在鑄件的最后凝固處出現的較得不到補足時，在鑄件的最后凝固處出現的較大的集中孔洞。大的集中孔洞。 縮松：分散在鑄件內的細小的縮孔。縮

23、松：分散在鑄件內的細小的縮孔。 項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝縮孔的形成 純金屬和共晶成分的合金在充滿鑄型的冷卻凝固過程中，由外及里逐層順序凝固時因體收縮的緣故而在鑄件最后凝固的地方形成集中型的縮孔。縮孔通常出現在鑄件的最高最厚處，形狀不規則，呈倒圓錐形，內表面粗糙。 縮孔減少鑄件有效受力面積，造成應力集中，使鑄件強度下降。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝縮孔形成過程示意圖縮孔形成過程示意圖項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝縮松的形成 具有一定結晶范圍的液態合金在充滿型

24、腔后的冷卻凝固過程中，在鑄件界面上一定溫度范圍內的各個小區域內同時成核并凝固形成樹枝狀晶體，從而將未凝固的原體金屬分割包圍成許多小的封閉區域，這些小區域在凝固時得不到金屬補充，從而形成分散型的縮松。合金結晶范圍越大，縮松現象越明顯，如圖所示。 縮松會降低鑄件強度，影響鑄件氣密性，造成鑄件裂紋和滲漏。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 鑄造工藝遵循。防止縮孔縮松的工藝措施澆注溫度合金澆注溫度越高，液態收縮越大，鑄件越容易形成縮孔。因此在保證合金流動性的前提下應盡量降低澆注溫度。化學成

25、分采用結晶間隔小的合金或接近共晶成分的合金來生產鑄件。另外增加鑄鐵含硅量可以促進石墨化進程，因此控制鑄件含硅量可以防止縮松。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 所謂順序凝固，就是在鑄件上可能出現縮孔的厚大部位通過安放冒口等工藝措施，使鑄件上遠離冒口的部位先凝固，爾后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。按照這樣的凝固順序，先凝固部位的收縮，由后凝固部位的金屬液來補充；后凝固部位的收縮，由冒口中的金屬液來補充，從而使鑄件各個部位的收縮均能得到補充，而將縮孔轉移到冒口之中。冒口為鑄件的多余部分，在鑄件清理時將其去除。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任

26、務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝順序凝固原則 在鑄件上可能出現縮孔的熱節處設置冒口，以此來控制鑄件的冷卻速度及凝固方向，造成自上而下、自鑄件向冒口方向的順序凝固。可以通過設置明、暗冒口或冷鐵的形式來防止縮孔的產生。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝49設置冒口冷鐵主要用于凝固收縮大、易生縮孔的鑄鋼、高牌號灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵，即結晶溫度范圍小的合金；內應力、變形及裂紋的預防可已通過減少壁厚差、反變形或時效處理等手段加以實現。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝冒口補縮示意為提高冒口補縮能力和效率，可設法

27、提高冒口內部溫度和壓力，采用發熱冒口或大氣壓力冒口等形式。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝（五）鑄造內應力、變形和裂紋 合金的固態收縮在鑄件的內部產生內應力而引起鑄件尺寸的變化，稱為，是鑄件產生內應力、變形及裂紋的主要原因。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 鑄造內應力按其產生原因，可分熱應力、熱應力、固態相變應力和收縮應力固態相變應力和收縮應力三種。熱應力是指鑄件各部分冷卻速度不同，造成在同一時期內，鑄件各部分收縮不一致而產生的應力；固態相變應力是指鑄件由于固態相變，各部分體積發生不均衡變化而引起的應力。收縮應

28、力是鑄件在固態收縮時因受到鑄型、型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產生的應力。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝收縮受阻則其內應力表現為拉應力項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝熱應力的形成 熱應力的形成分為三個階段 （塑性狀態）因為粗細桿均處于塑性狀態，所以鑄件中無應力 （彈塑性狀態）細桿冷卻速度大，并已進入彈性階段，收縮時受粗桿阻礙，因此受應力；此時如發生斷裂則稱為 （彈性狀態）粗細桿均進入彈性階段，但粗桿溫度較高，將進一步冷卻收縮，由于細桿的阻礙將使得粗桿受到拉應力的作用，細桿則受應力；此時如發生斷裂則稱為熱應力

29、的形成熱應力的室溫狀態總是在鑄件的厚處、慢冷處或中心處受拉在鑄件的薄處、快冷處或表面處受壓項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝變形變形 當鑄件中存在內應力時，如內應力超過合金的屈服點，常使鑄件產生變形。 為防止變形，在鑄件設計時，應力求壁厚均勻、形狀簡單而對稱。對于細而長、大而薄等易變形鑄件，可將模樣制成與鑄件變形方向相反的形狀，待鑄件冷卻后變形正好與相反的形狀抵消（此方法稱“反變形法”）。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝鑄件總是有一種從應力狀態下釋放出來的趨勢，通過變形和翹曲來減小這種應力，因此變形和翹曲的方向總

30、是和應力的方向相反。故而在鑄件受拉應力處總是凹入，受壓應力處總是凸起。如圖所示車床床身的導軌部位因較厚而受拉應力，床壁部分因較薄而受壓應力，于是在床身冷卻至室溫后就朝導軌方向彎曲，使導軌下凹。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝裂紋裂紋當鑄件的內應力超過了合金的強度極限時，鑄件會產生裂紋。防止熱裂的工藝措施防止熱裂的工藝措施 機械應力造成的熱裂缺陷是主要的預防對象，防止熱裂的工藝措施： 使鑄件結構合理，壁厚均勻，形狀對稱 提高鑄型或型芯的退讓性（在鑄件凝固冷卻時，鑄型及型芯體積縮小的能力）。 嚴格控制鋼和鑄鐵的含硫量項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任

31、務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝機械應力的形成 機械應力是鑄件收縮時受到機械阻礙而形成的內應力。這種收縮應力使鑄件產生拉應力或剪切應力，鑄件經開箱出砂后應力即自行消除，因此它是一種瞬時應力。機械應力在鑄型中與熱應力共同作用，促使鑄件開箱出砂前的熱裂或低溫冷卻時的冷裂現象發生。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝防止熱應力、變形及裂紋的工藝措施 基本原則是盡量減少鑄件各部分溫差，使之均勻冷卻 設計時應盡量使鑄件的壁厚均勻或形狀對稱。 在鑄造工藝上遵循。所謂同時凝固原則是使鑄件各個部分沒有大的溫度差而同時凝固。 采用反變形法，用以抵消鑄件所產生的變形。 采用

32、天然失效或人工時效消除鑄件殘余應力。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝合金吸氣性和氧化性 吸氣性：鑄件吸收氫氣，并以氣泡的形式殘留在鑄件中形成許多分散的針孔，降低鑄件的氣密性，降低鑄件的機械性能。 氧化性：合金中的元素與氧起作用生成氧化物，并呈固態夾雜于合金溶液中，由于熔煉及澆注時不易排除，最后在鑄件中成為非金屬雜質，從而降低鑄件機械性能。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝61（六）鑄件的落砂、清理及缺陷分析（六）鑄件的落砂、清理及缺陷分析 出箱的溫度一般不高于出箱的溫度一般不高于500500度，以免鑄件產生內應力

33、或開裂。度，以免鑄件產生內應力或開裂。清砂是清除型砂和芯砂的過程，有水力清砂和水爆清砂兩種方法清砂是清除型砂和芯砂的過程，有水力清砂和水爆清砂兩種方法。2 2、清理：、清理：去除澆口、冒口、飛邊、毛刺以及表面粘砂的工序。去除澆口、冒口、飛邊、毛刺以及表面粘砂的工序。 去除表面粘砂的方法有滾筒清理、噴射清理和拋丸清理等方法去除表面粘砂的方法有滾筒清理、噴射清理和拋丸清理等方法。3 3、檢驗：、檢驗：其任務是確定合格的鑄件，去除有缺陷的鑄件。其任務是確定合格的鑄件，去除有缺陷的鑄件。 外觀檢驗、內部檢驗、化學性能和金相檢驗等。外觀檢驗、內部檢驗、化學性能和金相檢驗等。 1 1、落砂：、落砂：將澆注

34、成形后的鑄件從型砂和砂箱中分離出來的工序，將澆注成形后的鑄件從型砂和砂箱中分離出來的工序，它分為出箱和清砂兩個過程。有手工落砂和機械落砂兩種方法。它分為出箱和清砂兩個過程。有手工落砂和機械落砂兩種方法。4 4、常見缺陷、常見缺陷：砂眼、氣孔、縮松、縮孔、夾砂、夾渣、砂眼、氣孔、縮松、縮孔、夾砂、夾渣、澆不足、冷隔、裂紋等澆不足、冷隔、裂紋等項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝62項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝63熔模鑄造熔模鑄造模樣材料：蠟基模料模樣材料：蠟基模料樹脂（松香）材料樹脂（松香）材料鑄型材料：起粘附作

35、用的涂料鑄型材料：起粘附作用的涂料起支撐作用的撒砂材料起支撐作用的撒砂材料 將蠟料制成模樣，在上面涂以若干層耐火涂料制成型殼，然后將蠟料制成模樣，在上面涂以若干層耐火涂料制成型殼，然后加熱型殼，使模樣熔化、流出，并焙燒成有一定強度的型殼，再經加熱型殼，使模樣熔化、流出，并焙燒成有一定強度的型殼，再經澆注，去殼而得到鑄件的一種鑄造方法。澆注，去殼而得到鑄件的一種鑄造方法。 以熔化模樣為起模方式。鑄件精度高，是少無切削加工的方法之以熔化模樣為起模方式。鑄件精度高，是少無切削加工的方法之一。其設備簡單，生產批量不受限制，主要用于大批、大量生產。一。其設備簡單，生產批量不受限制，主要用于大批、大量生產

36、。缺點是工藝過程復雜，生產周期長。缺點是工藝過程復雜，生產周期長。二、特種鑄造二、特種鑄造項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝642.4 熔模鑄造熔模鑄造蠟模制造蠟模制造生產工藝過程生產工藝過程結殼結殼脫蠟脫蠟焙燒、造型和澆注焙燒、造型和澆注落砂和清理落砂和清理壓型壓型蠟模壓制蠟模壓制浸涂料浸涂料撒砂撒砂硬化硬化干燥處理干燥處理化學硬化化學硬化熱水法熱水法高壓蒸汽法高壓蒸汽法耐火材料耐火材料粘結劑粘結劑加熱加熱8001000C焙燒焙燒600700C澆注澆注打碎型殼打碎型殼落砂落砂去澆口、毛刺去澆口、毛刺清理清理蠟模組裝蠟模組裝項目二項目二 熱加工工藝熱加工

37、工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝65金屬型鑄造金屬型鑄造將金屬液澆注到金屬鑄型中，待其冷卻后獲得鑄件的方法叫金屬型鑄造。由于金屬型能反復使用很多次，又叫永久型鑄造。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝66金屬型鑄造金屬型鑄造工藝措施工藝措施：噴刷涂料噴刷涂料保證合適的工作溫度保證合適的工作溫度嚴控開型時間嚴控開型時間防止產生白口鑄鐵防止產生白口鑄鐵特點特點：節省造型材料，節省造型材料，“一型多鑄一型多鑄”精度高，精度高，IT12IT12IT16IT16，Ra12.5mRa12.5m生產率高生產率高周期長，成本高，工藝參數嚴格周期長，成本高，工藝

38、參數嚴格項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝67 將熔融的金屬在高壓下，快速壓入金屬鑄型的將熔融的金屬在高壓下，快速壓入金屬鑄型的型腔中，并在壓力下凝固，以得到鑄件的一種鑄型腔中，并在壓力下凝固，以得到鑄件的一種鑄造方法。造方法。 壓力鑄造壓力鑄造工藝特點：工藝特點：鑄件精度高；鑄件精度高；可以做形狀復雜的薄壁件；可以做形狀復雜的薄壁件；高速高壓；力學性能好；高速高壓；力學性能好；多用于非鐵合金（如鋁、銅、鎂等）精密鑄件的批量生產。多用于非鐵合金（如鋁、銅、鎂等）精密鑄件的批量生產。生產率高，生產率高，5050150150次次/ /小時；小時；設備投資大設

39、備投資大, ,鑄型制造周期長鑄型制造周期長項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝68壓壓力力鑄鑄造造項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝69低壓鑄造低壓鑄造低壓鑄造是采用較壓力鑄造低的壓力（一般為0.020.06Mpa），將金屬液從鑄型的底部壓入，并在壓力下凝固獲得鑄件的方法。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝70低壓鑄造低壓鑄造工藝特點工藝特點：充型壓力和速度便于控制，適用于各種鑄型；充型壓力和速度便于控制，適用于各種鑄型；力學性能好；力學性能好；金屬利用率高，可達金屬利用率高，

40、可達909098%98%，；，；充型能力強，適用大型薄壁件；充型能力強，適用大型薄壁件；容易實現；容易實現；項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝712.3 離心鑄造離心鑄造 立式立式 臥式臥式 將熔融的金屬澆入高速旋轉的鑄型中，使金屬液在離心力的作將熔融的金屬澆入高速旋轉的鑄型中，使金屬液在離心力的作用下凝固成形，以得到鑄件的一種鑄造方法。用下凝固成形，以得到鑄件的一種鑄造方法。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝722.3 離心鑄造離心鑄造特點特點：制造筒形件時省去型芯，澆注系統；制造筒形件時省去型芯，澆注系統；適用

41、于生產薄壁件；適用于生產薄壁件；可以生產雙金屬鑄件；可以生產雙金屬鑄件；容易產生比重偏析缺陷，內表面粗糙容易產生比重偏析缺陷，內表面粗糙項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝課堂小結 鑄造是脆性材料成型的唯一方法。 人類最早的金屬制品是青銅鑄件。 鑄造是液態成型，造型應遵循實體相反原理。 選擇造型方法應綜合考慮零件的批量、大小、形狀復雜程度、材質以及經濟性等因素。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝任務實施：鑄鐵任務實施：鑄鐵一、概述一、概述一、鑄鐵成分、組織和性能特點一、鑄鐵成分、組織和性能特點成分：成分：較高的較高的

42、C、Si等元素等元素組織：組織：碳以石墨（碳以石墨（G）的形式存在，組織為）的形式存在，組織為鋼的基鋼的基體體(F、P、F+P)上上分布著不同形態的石墨。分布著不同形態的石墨。性能性能: (取決于基體組織和石墨的數量、形狀、大小和分布取決于基體組織和石墨的數量、形狀、大小和分布)抗拉強度、塑性、韌性比碳鋼低。抗拉強度、塑性、韌性比碳鋼低。良好的耐磨性、消振性、低的缺口敏感性、良好的耐磨性、消振性、低的缺口敏感性、 優良的切削加工性。優良的切削加工性。鑄造性能比鋼好。鑄造性能比鋼好。項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝 例如，機床床身、內燃例如，機床床身、內

43、燃機的汽缸體機的汽缸體、缸套、活塞環缸套、活塞環及軸瓦、曲軸等都可用鑄鐵及軸瓦、曲軸等都可用鑄鐵制造。制造。鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸內燃機汽缸內燃機汽缸項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝任務實施：鑄鐵任務實施：鑄鐵二、二、G化過程化過程石墨組織的形成，稱為鑄鐵的石墨化過程Fe-C合金中，C的存在方式有兩種： Fe3C 和 G（graphite） Fe3C是一種亞穩定相，G是一種穩定的相。 Fe3C 3 Fe +C（高溫）Fe -Fe3C 亞穩系狀態圖 ，Fe - G 穩定系狀態圖項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝（一）雙重

44、鐵碳合金相圖（一）雙重鐵碳合金相圖圖中實線表圖中實線表示亞穩定的示亞穩定的Fe-Fe3C相圖相圖圖中虛線表圖中虛線表示穩定的平示穩定的平衡衡Fe-G相圖相圖任務實施：鑄鐵任務實施：鑄鐵二、二、G化過程化過程項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝（二）鑄鐵中石墨化過程（石墨的形成過程）（二）鑄鐵中石墨化過程（石墨的形成過程）.1154時通過共晶反應形成石墨時通過共晶反應形成石墨 LCAE+G.1154 738 A G.738 時共析反應時共析反應 AS FP+G碳含量為碳含量為2.54.0%的鑄鐵的鑄鐵石墨化過程：石墨化過程： 第一、二階段由于溫度較高，原子具有較高的擴散能力。第一、二階段由于溫度較高，原子具有較高的擴散能力。石墨化容易實現，即結晶按石墨化容易實現，即結晶按Fe-G進行，得到進行，得到A+G組織。而第組織。而第三階段由于溫度較低，石墨化過程可能被部分或完全抑制，三階段由于溫度較低，石墨化過程可能被部分或完全抑制，結果結果鑄鐵結晶后可得到鑄鐵結晶后可得到三種三種不同的不同的組織組織F+G 第三階段完全進行F+P+G 第三階段部分抑制P+G 第三階段完全抑制項目二項目二 熱加工工藝熱加工工藝任務任務2.1 2.1 鑄造工藝鑄造工藝（三）影響石墨化的因素（三）影響石墨化的因素砂型鑄造條件下鑄鐵壁厚砂型鑄造條件下鑄鐵壁厚化學成分與鑄鐵組織