铸造工艺基础 材料成形基础－铸1.

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1 铸造工艺基础 材料成形基础－铸1

2 第二篇 铸 造 GB/T5611－1998规定： 铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。 用铸造方法获得的金属毛坯或零件称为铸件. 铸造被广泛采用，具有如下优点： 1. 适应性广 材料成形基础－铸1

3 它适用于各种合金(如铸铁、铸钢和有色金属等),能制出外形和内腔很复杂的零件,铸件的尺寸、重量和生产批量都不受限制。
谓：材料能熔便可铸，尺寸形状复杂件 2. 成本低廉。 所用原材料来源广，设备投资少，节省工时，材料利用率高。铸件材质内在质量得到提高，一些现代铸造方法生产出来的铸件质量已接近锻件。 材料成形基础－铸1

4 谓：性能改善形状精，加工量少成本低。 但是，铸造生产过程中的工艺控制较困难，因而铸件质量不稳定，废品率较高;
铸造劳动强度大，条件差，环境污染严重。 铸造按生产方式不同，可分为： 砂型铸造和特种铸造 砂型铸造的铸件占总产量的80%以上，其生产过程如图。 材料成形基础－铸1

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6 第一章铸造工艺基础 §1 充形能力 一、合金的流动性 与以下因素有关： 1.化学成分 纯金属、共晶成分合金流动性好。 2.物理性质
第一章铸造工艺基础 §1 充形能力 一、合金的流动性 与以下因素有关： 1.化学成分 纯金属、共晶成分合金流动性好。 2.物理性质 如导热性、粘滞性、侵润性等。 材料成形基础－铸1

7 1.铸型材料；如金属型导热好，散热快，流动性差。
二、浇注条件 1.温度高，流动性好；但吸气多，收缩大。 2.压力大，易流动，好充形，如直浇口高低。 三、铸型条件 1.铸型材料；如金属型导热好，散热快，流动性差。 2.铸型温度；型温高，液态保持久，利流动. 3.铸型中气体阻碍。 材料成形基础－铸1

8 §2 合金的凝固特性 一、铸件的凝固方式 1.逐层凝固 2.体积凝固 又称:糊状凝固 3.中间凝固 二、铸造合金的收缩
§2 合金的凝固特性 一、铸件的凝固方式 1.逐层凝固 2.体积凝固 又称:糊状凝固 3.中间凝固 二、铸造合金的收缩 合金的收缩经历三个阶段 1.液态收缩 凝固收缩 材料成形基础－铸1

9 此两项形成体收缩是造成缩孔（松）的主要原因。 3.固态收缩 造成线收缩，形成应力、变形的原因。 影响收缩的因素: 1.化学成分 见附表
1.化学成分 见附表 钢收缩大，灰铸铁收缩小(为什么？) 2.浇注温度 3.铸件结构与铸型条件 材料成形基础－铸1

10 三、 铸件中的缩孔与缩松 1.缩孔与缩松的形成 1）缩孔—集中的凝固收缩孔洞，产生于铸件厚大热节处。 2）缩松—细小而分散的缩孔，
具体又分： 宏观缩松—肉眼可见分散小孔； 显微缩松—显微镜下可见分散小孔。 2.缩孔与缩松的防止 材料成形基础－铸1

11 定向凝固的主要措施：安放“冒口”或“冷铁”。 冒口—在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。如图 冒口作用：补缩、出气、集渣、观察
1)“定向凝固”（顺序凝固） 定向凝固的主要措施：安放“冒口”或“冷铁”。 冒口—在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。如图 冒口作用：补缩、出气、集渣、观察 冷铁—在铸型中安放的金属物或其他激冷物。 冒口分明、暗冒口，用于铸件内部“厚大热节”处； 材料成形基础－铸1

12 §3 铸造内应力、变形和裂纹 按凝固次序还有：同时凝固，为求降低各部温差。 一、内应力的形成 按内应力产生原因，分为：热应力和机械应力两种。
§3 铸造内应力、变形和裂纹 一、内应力的形成 按内应力产生原因，分为：热应力和机械应力两种。 1.热应力 因铸件的壁厚不匀、冷却速度不一而造成铸件各部分收缩不一致而引起的。 材料成形基础－铸1

13 一般固态金属在再结晶温度以上（钢和铸铁为620～650℃）时，处于塑性状态的变形应力可自行消除；
在此温度以下金属呈弹性状态，而弹性状态下的变形应力将会继续存在。 结论： 铸件厚壁或心部受拉伸； “＋”为拉应力；”－”为压应力。 薄壁或表层受压缩。 材料成形基础－铸1

14 二、铸件变形与防止 指合金在固态收缩受铸型或芯子阻碍形成的内应力，多为暂时性的。 1.铸件变形规律： 厚大受拉易内凹； 薄外受压易外凸。
2.机械应力 指合金在固态收缩受铸型或芯子阻碍形成的内应力，多为暂时性的。 二、铸件变形与防止 1.铸件变形规律： 厚大受拉易内凹； 薄外受压易外凸。 2.变形的防止与消除 ①壁厚设计均匀、形状对称； 材料成形基础－铸1

15 三、铸件的裂纹与防止 ②铸造工艺上用“同时凝固原则”； ③细长易变形件运用“反变形法”；
裂纹分成热裂和冷裂两种。 热裂 纹短、缝宽、形状曲折、缝内有氧化色。 形成热裂的主要因素有： ⑴合金性质 结晶区间越宽、含硫量高易裂。 ⑵铸型阻力 注意型砂的退让性。 材料成形基础－铸1

16 §4 铸件的质量控制 2.冷裂 形状细小，直线状。 冷裂常常出现在铸件形状复杂受拉伸处，与铸造缺陷有关；与合金性质有关。
2.冷裂 形状细小，直线状。 冷裂常常出现在铸件形状复杂受拉伸处，与铸造缺陷有关；与合金性质有关。 §4 铸件的质量控制 由于铸造工序繁多,影响质量的因素复杂,难以绝对防止，故而,造成铸造生产废品率高,在生产中仍有许多防范措施,而及时进行铸件缺陷分析,目的是找出产生原因,以采取措施加以防止。是质量控制重要环节。 材料成形基础－铸1

17 邓本P42表2-2列出了常见铸造缺陷特征及其名称。应重点理解并熟记的是：
缩孔—厚大热节,孔内粗糙； 气孔—上表皮下,孔内光滑； 砂眼—转角皮表,孔内有砂； 渣眼—上表转角,孔内有渣。 GB/T 规定： 铸件缺陷分九大类，计137种。 材料成形基础－铸1

18 本章主要讨论了合金的充型、铸件的凝固与收缩、铸造内应力、变形和裂纹及铸件质量控制。
小结： 本章主要讨论了合金的充型、铸件的凝固与收缩、铸造内应力、变形和裂纹及铸件质量控制。 本章内容专业性强，苦涩！许多专业术语还应多读、细看，课后还需反复咀嚼，求得含英咀华。 作业：P 、6、8。 材料成形基础－铸1

19 逐层凝固 中间凝固 体积凝固 材料成形基础－铸1

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21 合金种类 铸造碳钢 白口铸铁 灰铸铁 材料成形基础－铸1

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25 关于邓本P43名词解释的补充 1.浇不足：铸件残缺或轮廓不完整或可能完整，但边角圆且光亮。 常出现在远离浇口的部位及薄壁处。
GB ： 1.浇不足：铸件残缺或轮廓不完整或可能完整，但边角圆且光亮。 常出现在远离浇口的部位及薄壁处。 简单说：未浇满。 2.冷隔：在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。 材料成形基础－铸1

26 多出现在远离浇口的宽大表面或薄壁处、金属流汇合处，以及冷铁、芯撑等激冷部位。
简单说：铸件上出现未被完全融合在一起的缝隙。 3.冒口：铸件内储存供补缩用熔融金属的空腔。 4.出气口：在型腔最高处设置的直径不大，贯穿上型的出气通道。 材料成形基础－铸1

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