1、金屬的鑄呵斥形機電工程學院主講 王冠.鑄呵斥形 將液態金屬澆注到與零件外形相順應的鑄型型腔中， 待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的消費方法。.1資料來源廣；2廢品可重熔；3設備投資低。 鑄造消費的特點1可消費外形恣意復雜的制件，特別是內腔外形復雜的制件。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。1合金種類不受限制；2鑄件大小幾乎不受限制。2順應性強： 3本錢低： 4廢品率高、外表質量較低、勞動條件差。.零件圖鑄造工藝圖鑄型型芯芯盒 芯砂型砂模型熔化合 箱落砂、清理檢 驗鑄 件澆注冷卻凝固砂型鑄造的工藝過程.外型資料制造砂型的外型資料包括型砂、芯砂及涂料等。型砂、芯砂：主要由原砂、粘土、有機或無機粘結

2、劑及水混合而成。必要時參與煤粉、木屑等輔助資料，以利改善砂型的透氣性、容讓性及高溫澆注時構成的復原氣體。原沙：天然沙，石英含量高粘結劑：粘土，顆粒細小。.型砂和芯砂應該具備的主要性能強度： 液體金屬沖擊下不變形和毀壞。 塌箱 沖沙 砂眼透氣性耐火性退讓性： 鑄件在在冷凝的時候，砂型可被緊縮的才干。退讓性不好，砂型容易產生內應力或開裂。砂型越緊實，退讓性越差，參與木屑可以提高退讓性.鑄型用容貌構成鑄型的型腔容貌可用木材、金屬、塑料或其它資料制造，并具有鑄件相應部分的外形。鑄件內部空腔幾何外形是經過在鑄型中安放型芯來構成。型芯普通由芯砂制備，比型砂要求高。.澆注系統澆注系統是液態金屬借以進入型腔的

3、通道。澆鑄系統：外型時必需開出的引導液態金屬進入型腔的通道澆口杯：減輕金屬液流沖擊直澆口：使液態金屬產生靜壓力橫澆口：擋渣及分配金屬液進入內澆口內澆口：控制金屬液流入型腔的方向和速度.冒口冒口：保證工件質量，起排氣、浮渣、補縮作用的部分.冒口、排氣、冷卻及清理任何一個具有顯著收縮的鑄件都需求設置與型腔相連的冒口。冒口:存儲液態金屬，補償金屬收縮，防止縮孔產生 應設計在鑄件最后凝固部位為了添加透氣性，可在鑄型上扎微小的透氣孔。當溫度降低到一定程度時開場凝固，這個過程涉及到相變，釋放出大量的熱。鑄件經充分冷卻后被取出，然后進展后續處置。.金屬的澆鑄和凝固充型才干缺乏時，會產生澆缺乏、冷隔、夾渣、氣

4、孔等缺陷。 一、液態合金的流動性合金的流動性是： 液態合金本身的流動才干。 充型 液態合金填充鑄型的過程。充型才干液體金屬充溢鑄型型腔，獲得尺寸準確、輪廓明晰的成形件的才干。.0.45%C 鑄鋼：200出氣口澆口杯4.3%C 鑄鐵：1800鑄鐵流動性好鑄鋼比較差螺旋形實驗測定流動性.出氣口澆口杯鑄鐵流動性好，鑄鋼比較差：(1)過熱度：澆注溫度和凝固開場溫度之差，過熱度越大，金屬液態堅持時間越長，流動越遠PbSb20406080204060800流動性cm100200300溫度0.(2)合金化學成分所決議的結晶特點 a在恒溫下凝固b在一定溫度范圍內凝固枝晶產生，擴展固態和液態共存PbSb2040

5、6080204060800流動性cm100200300溫度0.7澆注系統的的構造 澆注系統的構造越復雜，流動阻力 越大，充型才干越差。 3澆注溫度 普通T澆越高，液態金屬的充型才干越強。5澆注速率 速率太低，充溢型腔前就過早凝固；速率太高，液態金屬紊流，沖擊鑄型外表，并致使金屬氧化物構成，影響鑄件外表質量。4澆注壓力 增大澆注壓力可以改善金屬的流動性。6鑄型導熱才干 金屬型鑄造中，金屬型導熱才干強，合金的流動性降低。而在砂型鑄造中，在加熱形狀下，合金的流動性將顯著添加。.金屬的凝固純金屬:在恒溫下結晶。.金屬的凝固共晶合金.金屬的凝固非共晶合金.鑄件的收縮鑄件的收縮分三個階段發生：液體收縮：凝

6、固前的冷卻過程的收縮。凝固收縮：從液體向固體相變過程的收縮固體收縮：凝固后的冷卻過程的收縮。.縮孔與縮松 液態合金在冷凝過程中，假設其液態收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補充，那么在鑄件最后凝固的部位構成一些孔洞 。大而集中的稱為縮孔，細小而分散的稱為縮松。1)縮孔和縮松的構成.影響鑄件收縮的要素化學成分：隨含碳量的添加，凝固收縮添加，固態收縮略有縮減。澆注溫度：澆注溫度越高，液態收縮越大。鑄件構造與鑄型條件.縮孔和縮松的防止 防止縮孔和縮松常用的工藝措施就是控制鑄件的凝固次序，使鑄件實現“順序凝固。 .尋覓熱節的方法等溫線法內切圓法冷鐵同時凝固 整個鑄件幾乎同時凝固。.暗冒口冒口 儲存補縮用

7、金屬液的空腔。順序凝固 鑄件按照一定的次序逐漸凝固。冷鐵熱節.1-3 液態成形內應力、變形與裂紋 一、液態成形內應力 鑄件在凝固以后的繼續冷卻過程中，其固態收縮遭到妨礙，鑄件內部即將產生內應力。 1.機械應力收縮應力 合金的線收縮遭到鑄型、型芯、澆冒系統的機械妨礙而構成的內應力。機械應力是暫時應力。上型下型.2熱應力 熱應力是由于鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致在同一時期內鑄件各部分收縮不一致而引起的應力。 tT12t0t1t2t3THT臨T室t0t1:塑性形狀彈性形狀12+-12t1t2：t2t3：+-1212-+12.熱應力是指因鑄件壁厚不均勻或各部分冷卻速度不同，致使鑄件各部分的

8、收縮不同步而引起的應力。鑄件厚、大部分或心部受拉應力+，薄壁或表層受壓應力-。.熱應力產生過程 當鑄件處于高溫階段t0-t1時，兩桿都處于塑性形狀，雖然此時兩桿的冷速不同、收縮也不同步，但瞬時的應力可經過塑性變形來自行消逝，在鑄件內無應力產生圖a； 繼續冷卻，冷速較快的桿II進入彈性形狀，粗桿I依然處于塑性形狀t1-t2，此時由于細桿II的冷速較快、收縮較大，所以細桿II會遭到拉伸，粗桿I會遭到緊縮圖b，構成暫時內應力， 但此內應力很快因粗桿I發生了微量的受壓塑性變形而自行消逝圖c； 當進一步冷至更低溫度時t2-t3，兩桿均進入了彈性形狀，此時由于兩桿的溫度不同、冷卻速度也不同，所以二者的收縮

9、也不同步，粗桿I的溫度較高，還要進展較大的收縮，細桿II的溫度較低，收縮已趨于停頓，因此粗桿I的收縮必定遭到細桿II的妨礙，于是桿II受緊縮，桿I受拉伸圖d，直到室溫 。. 熱應力使鑄件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表層受緊縮。 熱應力是永久應力。二、鑄件的變形與防止 +-.防止鑄件變形和裂紋的構造設計.防止鑄件變形和裂紋的構造設計.防止變形的方法：1使鑄件壁厚盡能夠均勻；2采用同時凝固的原那么；3采用反變形法。三、鑄件的裂紋與防止 1 熱裂 熱裂的外形特征是：裂紋短、縫隙寬、外形曲折、縫內呈氧化色。 熱裂的防止： 應盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。 應提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機械

10、應力。 對于鑄鋼件和鑄鐵件，必需嚴厲控制硫的含量， 防止熱脆性。 .2 冷裂 冷裂的特征是：裂紋細小，呈延續直線狀，縫內有金屬光澤或細微氧化色。 冷裂的防止：1使鑄件壁厚盡能夠均勻；2采用同時凝固的原那么；3對于鑄鋼件和鑄鐵件，必需嚴厲控制磷的 含量，防止冷脆性。 .1-4 液態成形件的質量與控制 常見鑄件缺陷及特征 名稱 特 征名稱 特 征名稱： 澆不足，冷隔，鐵豆，沖砂，砂眼，夾砂, 機械粘砂縮孔縮松 1縮孔：形狀為不規則的封閉或敞露的空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現在鑄件最后凝固部位。 2縮松：鑄件斷面上出現的分散而細小的縮孔。 氣 孔主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面較光滑，一般不

11、在鑄件表面露出，大孔獨立存在，小孔則成群出現。 粘砂鑄件的部分或整個表面粘附著一層金屬和砂粒的機械混和物，多發生在鑄件厚壁和熱節處。 夾 砂 鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表面粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本體相連。 化學成分及力學性能不合格 鑄件的化學成分和硬度、強度、伸長率、沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符合技術條件要求。 裂 紋1熱裂：斷面嚴重氧化，無金屬光澤，斷口沿晶界產生和發展，外形曲折而不規則的裂紋。 2冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。 .鑄件缺陷及特征澆缺乏液態金屬流動性缺乏；澆注溫度過低；澆注速度太慢；鑄件壁厚太小。.鑄件缺陷及特征冷隔.鑄件缺陷及特征鐵豆澆注時金屬液流發生飛濺，構成許多球狀金屬顆粒被包裹在鑄件中。.沖砂砂型鑄造的常見缺陷.砂眼砂型鑄造的缺陷砂眼：由于型砂碎片夾雜在金屬液中構成的缺陷，它很能夠是在金屬液進入型腔前就曾經存在了，個別是澆注時因沖砂而構成。 .夾砂結疤砂型鑄造的常見缺陷緣由：是砂型內清砂不干凈，有殘留沙