《機(jī)械工程材料與熱加工》第九章_鑄造生產(chǎn)_第1頁
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文檔簡介

1、工程材料與熱加工基礎(chǔ)第九章 鑄造生產(chǎn),機(jī)械工程系,引言,第一節(jié) 合金的鑄造性能,第二節(jié) 常用鑄造合金,第三節(jié) 砂型鑄造,第四節(jié) 特種鑄造,第五節(jié) 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性,第九章 鑄 造,引言,1、何為鑄造?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和性能鑄件的成形方法,稱為鑄造。,圖9-1 砂型鑄造,2、鑄造優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn): 1)可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜,特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯,如各種箱體、床身、機(jī)架等。2)鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣,工藝靈活性大。工業(yè)上常用的金屬材料均可用來進(jìn)行鑄造,鑄件的重量可由幾克到幾百噸,壁厚可由0.5mm到1m左右。3)鑄造用原材料大都來源廣泛,價格低廉,并可

2、直接利用廢機(jī)件,故鑄件成本較低。,缺點(diǎn): 1)鑄造組織疏松、晶粒粗大,內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷,因此,鑄件的力學(xué)性能,特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。2)鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。,圖9-2 鑄造產(chǎn)品,第一節(jié) 合金的鑄造性能,(一)合金的流動性1. 流動性 流動性是指熔融金屬的流動能力。合金流動性的好壞,通常以“螺旋形流動性試樣”的長度來衡量,將金屬液體澆入螺旋形試樣鑄型中,在相同的澆注條件下,合金的流動性愈好,所澆出的試樣愈長。 2. 流動性的影響因素1)合金的種類 不同種類的合金,具有不同的螺旋線長度,即具有不同的流動性。其中灰鑄鐵的流動性最好,硅黃銅、鋁硅合金次之,而鑄鋼的流動性最差。

3、,一、流動性和充型能力,2)化學(xué)成分和結(jié)晶特征 純金屬和共晶成分的合金,凝固是由鑄件壁表面向中心逐漸推進(jìn),凝固后的表面比較光滑,對未凝固液體的流動阻力較小,所以流動性好,見圖9-3a。 在一定凝固溫度范圍內(nèi)結(jié)晶的亞共晶合金,凝固時鑄件內(nèi)存在一個較寬的既有液體又有樹枝狀晶體的兩相區(qū)。凝固溫度范圍越寬,則枝狀晶越發(fā)達(dá),對金屬流動的阻力越大,金屬的流動性就越差,見圖9-3b。,圖9-3 不同結(jié)晶特征的合金的流動性,鐵碳合金的流動性與相圖的關(guān)系見圖9-4。圖中表明,純鐵和共晶鑄鐵的流動性最好,亞共晶鑄鐵和碳素鋼隨凝固溫度范圍的增加,其流動性變差。,圖9-4 鐵碳合金的流動性與相圖的關(guān)系,(二)合金的充

4、型能力1. 充型能力 考慮鑄型及工藝因素影響的熔融金屬流動性叫合金的充型能力。合金的流動性是金屬本身的屬性,不隨外界條件的改變而變化,而合金的充型能力不僅和金屬的流動性相關(guān),而且也受外界因素的影響。 2. 充型能力的影響因素1)鑄型填充條件a)鑄型的蓄熱能力 即鑄型從金屬液中吸收和儲存熱量的能力。鑄型的熱導(dǎo)率和質(zhì)量熱容越大,對液態(tài)合金的激冷作用越強(qiáng),合金的充型能力就越差。b)鑄型溫度 提高鑄型溫度,可以降低鑄型和金屬液之間的溫差,進(jìn)而減緩了冷卻速度,可提高合金液的充型能力。c)鑄型中的氣體 鑄型中氣體越多,合金的充型能力就越差。,(二)合金的充型能力1. 充型能力 考慮鑄型及工藝因素影響的熔融

5、金屬流動性叫合金的充型能力。合金的流動性是金屬本身的屬性,不隨外界條件的改變而變化,而合金的充型能力不僅和金屬的流動性相關(guān),而且也受外界因素的影響。 2. 充型能力的影響因素1)鑄型填充條件a)鑄型的蓄熱能力 即鑄型從金屬液中吸收和儲存熱量的能力。鑄型的熱導(dǎo)率和質(zhì)量熱容越大,對液態(tài)合金的激冷作用越強(qiáng),合金的充型能力就越差。b)鑄型溫度 提高鑄型溫度,可以降低鑄型和金屬液之間的溫差,進(jìn)而減緩了冷卻速度,可提高合金液的充型能力。c)鑄型中的氣體 鑄型中氣體越多,合金的充型能力就越差。,(一)鑄件的凝固方式及影響因素1. 鑄件的凝固方式(1)逐層凝固方式合金在凝固過程中其斷面上固相和液相由一條界線清

6、楚地分開,這種凝固方式稱為逐層凝固。常見合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)純銅、工業(yè)純鋁、共晶鋁硅合金及某些黃銅都屬于逐層凝固的合金。(2)糊狀凝固方式 合金在凝固過程中先呈糊狀而后凝固,這種凝固方式稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。,二 合金的凝固與收縮,(3)中間凝固方式 大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間,稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。,圖9-5 鑄件的凝固方式,2. 凝固方式的影響因素(1)合金凝固溫度范圍的影響 合金的液相線和固相交叉在一起,或間距很小,則金屬趨于逐層凝固;如兩條相線之間的距離很大,則趨于糊狀凝固;如

7、兩條相線間距離較小,則趨于中間凝固方式。(2)鑄件溫度梯度的影響 增大溫度梯度,可以使合金的凝固方式向逐層凝固轉(zhuǎn)化;反之,鑄件的凝固方式向糊狀凝固轉(zhuǎn)化。,(二) 鑄造合金的收縮鑄造合金從液態(tài)冷卻到室溫的過程中,其體積和尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。它主要包括以下三個階段:1.液態(tài)收縮 金屬在液態(tài)時由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。2.凝固收縮 熔融金屬在凝固階段的體積收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因。3.固態(tài)收縮 金屬在固態(tài)時由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。固態(tài)收縮對鑄件的形狀和尺寸精度影響很大,是鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。,(三) 影響合金收縮的因素1. 化學(xué)成分

8、不同成分的合金其收縮率一般也不相同。在常用鑄造合金中鑄剛的收縮最大,灰鑄鐵最小。2. 澆注溫度 合金澆注溫度越高,過熱度越大,液體收縮越大。3. 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件 鑄件冷卻收縮時,因其形狀、尺寸的不同,各部分的冷卻速度不同,導(dǎo)致收縮不一致,且互相阻礙,又加之鑄型和型芯對鑄件收縮的阻力,故鑄件的實際收縮率總是小于其自由收縮率。這種阻力越大,鑄件的實際收縮率就越小。,(四)收縮對鑄件質(zhì)量的影響1. 縮孔和縮松 (1)縮孔的形成 縮孔總是出現(xiàn)在鑄件上部或最后凝固的部位,其外形特征是:內(nèi)表面粗糙,形狀不規(guī)則,多近于倒圓錐形。通常縮孔隱藏于鑄件的內(nèi)部,有時經(jīng)切削加工才能暴露出來??s孔形成的主要原因是液

9、態(tài)收縮和凝固收縮??s孔形成過程見圖9-6。,圖9-6 縮孔形成過程示意圖,(2)縮松的形成 宏觀縮松多分布在鑄件最后凝固的部位,顯微縮松則是存在于在晶粒之間的微小孔洞,形成縮松的主要原因也是液態(tài)收縮和凝固收縮所致??s松形成過程見圖9-7。,圖9-7 縮松形成過程示意圖,(3)縮孔、縮松的防止措施a)采用定向凝固的原則 所謂定向凝固,是使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固的過程。冒口和冷鐵的合理使用,可造成鑄件的定向凝固,有效地消除縮孔、縮松。定向凝固原則見圖9-8。,圖9-8 定向凝固原則,b)合理確定鑄件的澆注位置、內(nèi)澆道位置及澆注工藝 澆注位置的選擇應(yīng)服從定向凝固原則;內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在

10、鑄件的厚壁處或靠近冒口;要合理選擇澆注溫度和澆注速度,在不增加其它缺陷的前提下,應(yīng)盡量降低澆注溫度和澆注速度。,2. 鑄造應(yīng)力、變形和裂紋 在鑄件的凝固以及以后的冷卻過程中,隨溫度的不斷降低,收縮不斷發(fā)生,如果這種收縮受到阻礙,就會在鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,引起變形或開裂,這種缺陷的產(chǎn)生,將嚴(yán)重影響鑄件的質(zhì)量。 (1) 鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生 鑄造應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因可分為三種:a)熱應(yīng)力 鑄件在凝固和冷卻過程中,不同部位由于不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。b)固態(tài)相變應(yīng)力 鑄件由于固態(tài)相變,各部分體積發(fā)生不均衡變化而引起的應(yīng)力。c)收縮應(yīng)力 鑄件在固態(tài)收縮時,因受到鑄型、型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。

11、鑄件鑄出后存在于鑄件不同部位的內(nèi)應(yīng)力稱為殘留應(yīng)力。,(2)鑄造應(yīng)力的防止和消除措施a)采用同時凝固的原則 同時凝固是指通過設(shè)置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施,使鑄件溫差盡量變小,基本實現(xiàn)鑄件各部分在同一時間凝固。如圖9-9所示。b)提高鑄型溫度 c)改善鑄型和型芯的退讓性 d)進(jìn)行去應(yīng)力退火,圖9-9 同時凝固原則,(3)鑄件的變形和防止鑄件的變形包括鑄件凝固后所發(fā)生的變形以及隨后的切削加工變形。防止鑄件變形有以下幾種方法:a) 采用反變形法 可在模樣上做出與鑄件變形量相等而方向相反的預(yù)變形量來抵消鑄件的變形,此種方法稱為反變形法。b) 進(jìn)行去應(yīng)力退火 鑄件機(jī)加工之前應(yīng)先進(jìn)行去應(yīng)力退火,以穩(wěn)定鑄

12、件尺寸,降低切削加工變形程度。c) 設(shè)置工藝?yán)?為了防止鑄件的鑄態(tài)變形,可在容易變形的部位設(shè)置工藝?yán)摺?(4)鑄件的裂紋及防止a) 鑄件裂紋的分類及其形貌鑄件一般有熱裂和冷裂兩種開裂方式。當(dāng)固態(tài)合金的線收縮受到阻礙,產(chǎn)生的應(yīng)力若超過該溫度下合金的強(qiáng)度,即產(chǎn)生熱裂;而冷裂是鑄件處于彈性狀態(tài)時,鑄造應(yīng)力超過合金的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生的。熱裂裂紋一般沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展,其外形曲折短小,裂紋縫內(nèi)表面呈氧化色;冷裂裂紋常常是穿晶斷裂,裂紋細(xì)小,外形呈連續(xù)直線狀或圓滑曲線狀,裂紋縫內(nèi)干凈,有時呈輕微氧化色。 b)鑄件裂紋的防止 為有效地防止鑄件裂紋的發(fā)生,應(yīng)盡可能采取措施減小鑄造應(yīng)力;同時金屬在熔煉過程中,應(yīng)嚴(yán)格

13、控制有可能擴(kuò)大金屬凝固溫度范圍元素的加入量及鋼鐵中的硫、磷含量。,1.偏析 鑄件中出現(xiàn)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。鑄件的偏析可分為晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析和體積質(zhì)量偏析三類。 (1)晶內(nèi)偏析(又稱枝晶偏析)是指晶粒內(nèi)各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn) 象,這種偏析出現(xiàn)在具有一定凝固溫度范圍的合金鑄件中。為防止和減少晶內(nèi)偏析的產(chǎn)生,在生產(chǎn)中常采取緩慢冷卻或孕育處理的方 法。 (2)區(qū)域偏析是指鑄件截面的整體上化學(xué)成分和組織的不均勻。避免區(qū)域偏析的發(fā)生,主要應(yīng)該采取預(yù)防措施,如控制澆注溫度不要太高 ,采取快速冷卻使偏析來不及發(fā)生,或采取工藝措施造成鑄件斷面較低的溫度梯度,使表層和中心部分接近同時凝固。 (3)比

14、重偏析 鑄件上、下部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為比重偏析。為防止 比重偏析,在澆注時應(yīng)充分?jǐn)嚢杞饘僖夯蚣铀俸辖鹨旱睦鋮s, 使液相和固相來不及分離,凝固即告結(jié)束。,三、鑄造合金的偏析和吸氣性,2. 鑄件中的氣孔和合金的吸氣(1)侵入性氣孔 侵入性氣孔是由于鑄型表面聚集的氣體侵入金屬液中而形成的孔洞。多位于鑄件的上表面附近,尺寸較大,呈橢圓形或梨形,孔壁光滑,表面有光澤或有輕微氧化色。(2)析出性氣孔 析出性氣孔是溶解在金屬液中的氣體,在凝固時由金屬液中析出而未能逸出鑄件所產(chǎn)生的氣孔。其特征是尺寸細(xì)小,多而分散,形狀多為圓形、橢圓形或針狀,往往分布于整個鑄件斷面內(nèi)。(3)反應(yīng)性氣孔 澆入鑄型中的金屬

15、液與鑄型材料、型芯撐、冷鐵或溶渣之間,因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而形成的氣孔,統(tǒng)稱反應(yīng)性氣孔。這種氣孔經(jīng)常出現(xiàn)在鑄件表面層下1mm-2mm處,孔內(nèi)表面光滑,孔徑1mm-3mm。,鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過了在共晶溫度時能保留在奧氏體固溶體中的量。 (一) 鑄鐵的分類 1. 根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式分類 (1)白口鑄鐵 指碳主要以游離碳化鐵形式出現(xiàn)的鑄鐵,斷口呈銀白色。 (2)灰鑄鐵 指碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵,斷口呈灰色。它是工業(yè)中應(yīng)用最廣的鑄鐵。 (3)麻口鑄鐵 指碳部分以游離碳化鐵形式出現(xiàn),部分以石墨形式出現(xiàn),斷口灰白相間。,第二節(jié) 常用鑄造

16、合金一、鑄鐵,2. 根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)分類 (1)普通灰鑄鐵 石墨呈片狀,見圖9-10;,圖 9-10 灰口鑄鐵,(2)蠕墨鑄鐵 石墨呈蠕蟲狀,見圖9-11;,圖9-11 蠕墨鑄鐵,(3)可鍛鑄鐵 石墨呈團(tuán)絮狀,見圖9-12;,圖9-12 可鍛鑄鐵,(4)球墨鑄鐵 石墨呈球狀,見圖9-13。,圖9-13 球墨鑄鐵,3. 根據(jù)鑄鐵的化學(xué)成分分類 (1)普通鑄鐵 (2) 合金鑄鐵,(二) 灰鑄鐵 1.灰鑄鐵的顯微組織及其性能 (1)灰鑄鐵的顯微組織 灰鑄鐵的顯微組織由金屬基體(鐵素體和珠光體)與片狀石墨組成。,灰口鑄鐵的組織: 鐵素體+片狀石墨 鐵素體珠光體+片狀石墨 珠光體+片狀石墨,(2)灰鑄

17、鐵的性能 a) 力學(xué)性能 由于石墨的存在,一方面使得基體承載的有效面積減少,另一方面在基體中容易造成應(yīng)力集中現(xiàn)象,最終導(dǎo)致灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和彈性模量均比鋼低得多,斷裂強(qiáng)度通常為120250mpa;塑性和沖擊韌性近于0,屬于脆性材料。 b) 工藝性能 灰鑄鐵屬于脆性材料,不能進(jìn)行沖壓 ;同時,其焊接性能也很差。但灰鑄鐵的切削加工性能較好。 c) 減振性 灰鑄鐵具有良好的減振性,其減震能力約為鋼的510倍。工業(yè)上常用它來制造機(jī)床床身、機(jī)座等。 d) 耐磨性好 e) 缺口敏感性低,2.灰鑄鐵的孕育處理 孕育是以少量材料加入熔融金屬,促進(jìn)成核,以改善其組織和性能的方法。加入的材料稱為孕育劑。常用的孕育

18、劑是fesi75,熔點(diǎn)為1300,經(jīng)孕育處理后的鑄鐵稱孕育鑄鐵。孕育鑄鐵的強(qiáng)度、硬度比普通灰鑄鐵有顯著提高。孕育鑄鐵適用于對強(qiáng)度、硬度和耐磨性要求較高的重要鑄件,尤其是厚大鑄件,如床身、凸輪、凸輪軸、氣缸體和氣缸套等?;诣T鐵的孕育處理見圖914。,圖9-14 灰口鑄鐵的孕育處理,(三)可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵是白口鑄鐵通過石墨化或氧化脫碳可鍛化處理,改變其金相組織或成分而獲得的有較高韌性的鑄鐵??慑戣T鐵實際上并非可以鍛造,這個名子只表示它具有一定的塑性和韌性。 1.可鍛鑄鐵件的微觀組織及其性能特點(diǎn) (1)可鍛鑄鐵的顯微組織 可鍛鑄鐵的顯微組織由金屬基體(鐵素體和珠光體)與團(tuán)絮狀石墨組成。 (2)可鍛

19、鑄鐵的性能 可鍛鑄鐵的強(qiáng)度一般為300400mpa,最高可達(dá)700 mpa,同時,可鍛鑄鐵具有一定的塑性和較高的沖擊韌度。,可鍛鑄鐵的鑄造性能 可鍛鑄鐵的碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低,熔點(diǎn)比灰鑄鐵高,凝固溫度范圍大,故鐵液的流動性差,必須適當(dāng)提高鐵液的出爐溫度,以防產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷。同時,可鍛鑄鐵的凝固過程沒有石墨化膨脹階段,體積收縮和線收縮較大,易形成縮孔和裂紋等缺陷。在設(shè)計鑄件時除應(yīng)考慮合理的結(jié)構(gòu)形狀外,在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固的原則設(shè)置冒口和冷鐵,適當(dāng)提高型砂的耐火度,退讓性和透氣,為擋住熔渣,在澆注系統(tǒng)中應(yīng)安放過濾網(wǎng)。,(四)球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是鐵液經(jīng)過球化處理后使石墨大部分或全部呈球狀,

20、有時少量為團(tuán)絮狀的鑄鐵。 1. 球墨鑄鐵的組織與性能 (1)球墨鑄鐵的顯微組織 球墨鑄鐵的顯微組織由金屬基體(鐵素體和珠光體)與球狀石墨組成。 (2)球墨鑄鐵的性能 球墨鑄鐵不僅強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于灰鑄鐵,優(yōu)于可鍛等鐵,甚至可與鋼媲美,尤其屈強(qiáng)比(一般大于0.7)明顯高于碳鋼(僅0.6左右),疲勞強(qiáng)度與中碳鋼接近,而且其耐磨性遠(yuǎn)高于45鋼表面淬火。球墨鑄鐵還具有優(yōu)良的熱處理性能,球墨鑄鐵的鑄造性能、減振性、切削加工性及缺口敏感性較灰鑄鐵差,但仍優(yōu)于鑄鋼。其塑性和韌性雖低于鋼,但仍能滿足一般零件的要求。,球墨鑄鐵的鑄造工藝特點(diǎn) 球墨鑄鐵的鑄造性能介于灰鑄鐵與鑄鋼之間。其流動性與灰鑄鐵相近,可生產(chǎn)壁厚3m

21、m4mm鑄件。球墨鑄鐵的結(jié)晶特點(diǎn)是在凝固收縮前有較大的膨脹,在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固原則,用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強(qiáng)度,并增設(shè)冒口以加強(qiáng)補(bǔ)縮。球墨鑄鐵凝固時有較大的內(nèi)應(yīng)力、變形和冷裂傾向,故對重要的球墨鑄鐵件要退火以消除應(yīng)力。,(五) 蠕墨鑄鐵 指大部分石墨為蠕蟲狀石墨的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能介于基體相同的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。,(一)鑄鋼的種類與性能 鑄鋼按化學(xué)成分的不同,可分為以下兩大類: 1. 碳素鑄鋼 指以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。根據(jù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低可分為低碳、中碳和高碳鑄鋼。鑄鋼的強(qiáng)度與球墨鑄鐵相近,但鑄鋼的沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度都高得多,另外,鑄鋼的焊接性

22、能遠(yuǎn)比鑄鐵優(yōu)良。 2. 鑄造合金鋼 對于具有較高力學(xué)性能或某些特殊性能要求的零件或工具,可采用合金鑄鋼(即鑄造合金鋼)。合金鑄鋼按其合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低合金鑄鋼和高合金鑄鋼。,二 鑄鋼,(二)鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn) 1. 鋼液的流動性差 其鑄件壁厚不能小于8mm,且澆注系統(tǒng)應(yīng)力求簡單、截面尺寸要比鑄鐵大、鑄型常用干型。此外,鑄鋼件晶粒粗大,熱裂、氣孔和粘砂等傾向大,故應(yīng)根據(jù)具體情況確定合適的澆注溫度。一般小件、薄壁及形狀復(fù)雜的鑄件,其澆注溫度比鋼的熔點(diǎn)高150左右;大件、厚壁鑄件的澆注溫度比鋼的熔點(diǎn)高100左右。 2. 鑄鋼的體積收縮率和線性縮率大 鑄鋼的體積收縮率為10%-14%,線收縮率為1.

23、8%-2.5%。 3. 易吸氣氧化和粘砂,(三)鑄鋼件的熱處理 為了細(xì)化組織,消除內(nèi)應(yīng)力,改善偏析,提高鑄件的力學(xué)性能,必須對鑄鋼件進(jìn)行正火或退火處理。正火的力學(xué)性能較退火高,且生產(chǎn)率高、成本低、應(yīng)盡量采用正火代替退火。但正火較退火的內(nèi)應(yīng)力大,因此形狀復(fù)雜、易產(chǎn)生裂紋、硬化的鑄鋼件,則需退火。對于小型中碳鋼鑄件,則常用調(diào)質(zhì)處理,以提高其綜合力學(xué)性能。,(一)鋁合金鑄造 1. 鑄造鋁合金的種類 按化學(xué)成分的不同,鑄造鋁合金可分為鑄造鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。 2. 鋁合金的鑄造工藝特點(diǎn) (1)鑄造鋁合金熔點(diǎn)低、流動性好、對型砂耐火度要求不高,可用細(xì)砂造型,以減小鑄件表面粗糙度值,還

24、可澆注薄壁復(fù)雜鑄件。 (2)為防止鋁液在澆注過程中的氧化和吸氣,通常采用開放式澆注系統(tǒng)及應(yīng)用,蛇形直澆道和縫隙內(nèi)澆道等。 (3)應(yīng)能造成合理的溫度分布,使鑄型進(jìn)行定向凝固,并在最后凝固部分設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮,以消除縮孔和縮松。,三 有色金屬鑄造,(二)銅合金鑄件的生產(chǎn) 1. 銅合金種類 鑄造銅合金按其成分不同可分為黃銅和青銅。 2. 銅合金的鑄造工藝特點(diǎn) (1)鑄造黃銅熔點(diǎn)低、結(jié)晶溫度窄(30-70),流動性好、對型砂耐火度要求不高,可用細(xì)砂造型,以減小鑄件表面粗糙度值、減小加工余量,并可澆注薄壁鑄件。但其收縮率大、容易產(chǎn)生集中縮孔,鑄造時應(yīng)配置較大的冒口。 (2)錫青銅在液態(tài)下易氧化,在開設(shè)澆

25、道時,應(yīng)盡力使金屬液流動平穩(wěn)、防止飛濺,故常用開放式及底注式澆注系統(tǒng)。錫青銅的凝固溫度寬(150-200),凝固收縮和線收縮率小,雖不易產(chǎn)生大的集中縮孔,但常出現(xiàn)枝晶偏析與縮松,降低鑄件的致密度。這種縮松便于儲存潤滑油,適宜制造滑動軸承。壁厚不大的錫青銅鑄件常采用同時凝固原則,錫青銅適合采用金屬型鑄造,利用快速冷卻與補(bǔ)縮,鑄件結(jié)晶細(xì)小致密。,(3)鋁青銅的凝固溫度范圍小,有利于提高流動性和鑄件組織致密度,是青銅的代用材料,廣泛應(yīng)用于制造重要的齒輪、軸套、蝸桿和閥體等鑄件。但鋁青銅的收縮較大,易產(chǎn)生集中縮孔,為此需安置冒口、定向凝固。又因液態(tài)鋁青銅易氧化吸氣,故宜采用開放式及底注式澆注系統(tǒng),且澆

26、注時不能斷流。此外,澆注系統(tǒng)中還應(yīng)安放過濾網(wǎng)以除去浮渣。 (4)鉛青銅澆注時,因鉛體積質(zhì)量大會下沉,故需控制澆注溫度,且澆注前應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁⒓涌扈T件冷卻以減小偏析。,用型砂緊實成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法,其主要工序包括:制造模樣,制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗等。一、造型方法的選擇 二、鑄造工藝設(shè)計,第三節(jié) 砂型鑄造,用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。造型是砂型鑄造的最基本工序,通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。(一)手工造型手工造型是全部用手工或手動工具完成的造型工序。手工造型操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡單

27、、成本低,但其鑄件質(zhì)量差、生產(chǎn)率低、勞動強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高,所以手工造型主要用于單件小批生產(chǎn),特別是重型和形狀復(fù)雜的鑄件。 1. 手工造型方法分類根據(jù)砂型的不同特征,手工造型方法可分為:兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型、組芯造型;根據(jù)模樣的不同特征,手工造型方法可分為:整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。各種手工造型方法的示意圖如圖1-15所示。 2. 各種手工造型方法的主要特征及其適用范圍,一、造型方法的選擇,兩箱造型是造型的最基本方法,鑄型由成對的上型和下型構(gòu)成,操作簡單。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。,a) 兩箱造型,三箱造型的鑄型由上、中、下三型

28、構(gòu)成。中型高度需與鑄件兩個分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型操作費(fèi)工。主要適用于具有兩個分型面的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。,b) 三箱造型,脫箱造型主要采用活動砂箱來造型,在鑄型合型后,將砂箱脫出,重新用于造型。 一個砂箱可制出許多鑄型。金屬澆注時為防止錯型,需用型砂將鑄型周圍填緊,也可在鑄型上套箱。常用于生產(chǎn)小鑄件,因砂箱無箱帶,故砂箱一般小于400mm。 地抗造型是利用車間地面砂床作為鑄型的下箱。大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭,埋上出氣管,以便澆注時引氣。地坑造型僅用或不用上箱即可造型,因而減少了造砂箱的費(fèi)用和時間,但造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低,要求工人技術(shù)水平高。適用于砂箱不足,或生產(chǎn)要求不高的中、大型鑄件,

29、如砂箱、壓鐵、爐柵、芯骨等。,c) 地坑造型,組芯造型是用若干塊砂芯組合成鑄型,而無需砂箱。它可提高鑄件的精度,但成本高。適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。,d) 組芯造型,整模造型的模樣是整體的,分型面是平面,鑄型型腔全部在半個鑄型內(nèi),其造型簡單,鑄件不會產(chǎn)生錯型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端,且為平面的鑄件。,e) 整模造型,挖砂造型的模樣是整體的,但鑄件分型面為曲面。為便于起模,造型時用手工挖去阻礙起模的型砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低,工人技術(shù)水平要求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。,f) 挖砂造型,假箱造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點(diǎn),在造型前預(yù)先做個底胎(即假箱),然后在底胎上制

30、下箱,因底胎不參予澆注,故稱假箱。比挖砂造型操作簡單,且分型面整齊。適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。,j) 假箱造型,分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半,型腔位于上、下兩個砂箱內(nèi),造型簡單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。,g) 分模造型,活塊造型是在制模時將鑄件上的妨礙起模的小凸臺,肋條等這些部分作成活動的(即活塊)。起模時,先起出主體模樣,然后再從側(cè)面取出活塊。其造型費(fèi)時,工人技術(shù)水平要求高。主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起模的鑄件。,h) 活塊造型,刮板造型是用刮板代替實體模樣造型,它可降低模樣成本,節(jié)約木材,縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低,工人技術(shù)水平要求高。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體

31、的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。,i) 刮板造型,(二)機(jī)器造型機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。機(jī)器造型鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小,但需要專用設(shè)備,投資較大,適合大批量生產(chǎn)。1. 機(jī)器造型方法分類常用的機(jī)器造型方法有:壓實緊實、高壓緊實、震擊緊實、震壓緊實、微震緊實、拋砂緊實、射壓緊實、射砂緊實。 2. 各種機(jī)器造型方法的主要特征及其適用范圍,壓實緊實方法單純借助壓力緊實砂型,機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小,生產(chǎn)率高,消耗動力少,型砂的緊實度沿砂箱高度方向分布不均勻,上下緊實度相差很大。主要適用于成批生產(chǎn)高度小于200mm薄而小的鑄件。,a) 壓實

32、緊實,高壓緊實主要是用較高壓實比壓(一般在0.7mpa-1.5mpa)壓實砂型。砂型緊實度高,鑄件尺寸精度高,表面粗糙度ra值小,廢品率低,生產(chǎn)率高、噪聲低、灰塵小、易于機(jī)械化、自動化、但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件,如汽車、機(jī)械車輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè)。,b) 高壓緊實,震擊緊實主要依靠震擊力堅實砂型。該方法機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,但噪聲大、生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。砂型堅實度沿砂箱高度方向愈往下愈大。主要適用于需成批生產(chǎn)的中,小型鑄件。,c) 震擊緊實,震壓緊實是經(jīng)過多次震擊后再壓實砂型。該方法生產(chǎn)率高,能量消耗少,機(jī)械磨損少,砂型堅實度較均勻,

33、但噪聲大。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。,c) 震壓緊實,微震緊實是在加壓堅實型砂的同時,砂箱和模板作高頻率、小振幅震動。此方法生產(chǎn)率較高、緊實度均勻、噪聲小。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。,e) 微震緊實,拋砂緊實是利用離心力拋出型砂,使型砂在慣性力下完成填砂和堅實。該方法生產(chǎn)率高,能量消耗少、噪聲低、型砂堅實度均勻、適用性廣。主要適用于單件、小批、成批、大量生產(chǎn)中、大型鑄件或大型芯。,f) 拋砂緊實,射壓緊實是使壓縮空氣驟然膨脹,將型砂射人砂箱進(jìn)行填砂和堅實,再進(jìn)行壓實。該方法生產(chǎn)率高,堅實度均勻,砂型型腔尺寸精確、表面光滑、工人勞動強(qiáng)度低、易于自動化、但造型機(jī)調(diào)整維修復(fù)雜。主要適用于大批

34、、大量生產(chǎn)的形狀簡單的中、小型鑄件。,g) 射壓緊實,射砂緊實是用壓縮空氣將型(芯)砂高速射入砂箱或芯盒而進(jìn)行緊實。因其將填砂、緊實兩個工序同時完成,故生產(chǎn)率高,但用于造型,其堅實度不高、需進(jìn)行輔助壓實。廣泛用于制芯、并開始用于造型。,鑄造工藝圖是表示鑄型分型面、澆冒口系統(tǒng)、澆注位置、型芯結(jié)構(gòu)尺寸、控制凝固措施(冷鐵、保溫襯板)等的圖樣。圖中應(yīng)表示出:鑄件的澆注位置、分型面、型芯的數(shù)量、形狀、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、澆口、冒口、冷鐵的尺寸和位置。1. 鑄造方案的確定(1)澆注位置的選擇澆注位置的選擇應(yīng)考慮以下原則:a)體積收縮大的合金及壁厚差較大的鑄件,應(yīng)按定向凝固的原則,將壁厚較

35、大的部位和鑄件的熱節(jié)部置于上部或側(cè)部,以便設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。,二、鑄造工藝設(shè)計,b)重要加工面、耐磨表面等質(zhì)量要求較高部位應(yīng)置于下面或側(cè)面。見圖91。,圖9-1 汽缸澆注時的位置,c)具有大面積的薄壁鑄件,應(yīng)將薄壁部分放在鑄型的下部,同時要盡量使薄壁部分處于垂直位置或傾斜位置。見圖92。,圖92 箱蓋澆注時的位置,d)具有大平面的鑄件,應(yīng)將鑄件的大平面朝下。見圖93。,圖93 平板澆注時的位置,e)盡量減少型芯的數(shù)目,最好使型芯位于下型以便下芯和檢查,同時應(yīng)保證型芯在鑄型中安放牢靠、排氣通暢。,(2)分型面的選擇 分型面為鑄型組元間的接合面,選擇分型面應(yīng)考慮以下原則: a)分型面應(yīng)盡量采用平面

36、分型,避免曲面分型,并應(yīng)盡量選在最大截面上,以簡化模具制造和造型工藝。見圖94。,a) 不正確 b) 正確,圖94 分型面應(yīng)選在最大截面處,b)盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷,保證鑄件尺寸的精確。見圖95。,a) 不合理 b) 合理,圖95 分型面的位置應(yīng)能減少錯型、飛翅,c)應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。見圖96。,a) 不合理 b) 合理,圖96 螺栓塞頭的分型面,d)若鑄件的加工面很多,又不可能全部與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時,則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處于分型面的同一側(cè)。 e)盡量減少分型面的數(shù)目,最好只有一個分型面。見圖97。,a) 不

37、合理 b) 合理,圖97 分型面數(shù)目的確定,f)鑄件的非加工表面上,盡量避免有披縫。見圖98。,a) 不正確 b) 正確,圖9-8 分型面的位置應(yīng)能避免披縫,g)分型面的選擇應(yīng)盡量與鑄型澆注時位置一致。,鑄造工藝參數(shù)的選擇(1) 加工余量 指為保證鑄件加工面尺寸和零件精度,在鑄件工藝設(shè)計時預(yù)先增加而在機(jī)械加工時切去的金屬層厚度。零件上需要加工的表面,應(yīng)需有適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊hT件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等。灰鑄鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點(diǎn)低,鑄件表面較光潔、平整,故其加工余量小,鑄鋼件因澆注溫度

38、高、表面粗糙、變形大、其加工余量應(yīng)比鑄鐵件大;非鐵合金鑄件表面光潔、且材料昂貴、加工余量應(yīng)比鑄鐵件??;鑄件的尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面的距離愈大,鐵件的尺寸誤差也愈大,故余量也應(yīng)隨之加大;,大量生產(chǎn)時,因采用機(jī)器造型,鑄件精度高,故余量可減??;反之,手工造型誤差大,余量應(yīng)加大;此外,澆注時朝上的表面,因產(chǎn)生缺陷的機(jī)率大,其加工余量應(yīng)比底面和側(cè)面大。加工余量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)加工余量國家標(biāo)準(zhǔn)和鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)配套使用選取。(2)起模斜度(拔模斜度) 為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出,平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度稱為起模斜度。凡垂直于分型面(分盒面)的沒有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。

39、起模斜度的大小,應(yīng)根據(jù)模壁測量面高度、模樣材料及造型方法確定。,3)最小鑄出孔及槽 零件上的孔、槽、臺階等應(yīng)從鑄件質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)方面考慮。較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來,以便節(jié)約金屬和機(jī)構(gòu)加工工時,同時還避免鑄件局部過厚所造成的熱節(jié),提高鑄件的質(zhì)量,較小的孔槽,則不宜鑄出,直接加工反而方便;如有特殊要求,且無法實行機(jī)加工的孔如彎曲孔,則一定要鑄出。,(4)收縮余量 指為了補(bǔ)償件收縮,模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。(5)工藝補(bǔ)正量 由于工藝上的原因,在鑄件相應(yīng)部位非加工面上增加的金屬厚度稱為工藝補(bǔ)正量。工藝補(bǔ)正量可粗略地按下述經(jīng)驗公式來確定, e0.002l, 式中e為工藝補(bǔ)正量(mm); l為加工面到加工

40、基準(zhǔn)面間的距離(mm),(6)分型負(fù)數(shù) 指為抵消鑄件在分型部位的增厚,在模樣上相應(yīng)減去的尺寸。砂型的分型面一般不可能很平整,因此干型或表面烘干型合型后,上下型不能密合,金屬液就有可能從分型面處溢出,即“跑火”。為了防止跑火,就要在下型的分型面上鋪設(shè)泥條、油泥條或石棉繩等,使上、下型接觸面密封,這樣就使上箱抬高,增加了鑄件的高度或鑄件頂面的厚度。制做模樣時,為了使模樣符合零件圖上尺寸的要求,在模樣上相應(yīng)減去這個抬高的尺寸,即為分型負(fù)數(shù)。(7)芯頭 指模樣上的突出部分,在型內(nèi)形成芯座并放置芯頭?;蛑感托镜耐馍觳糠?,不形成鑄件輪廓,只是落入芯座內(nèi),用以定位和支承型芯。,一、熔模鑄造 二、金屬型鑄造

41、三、壓力鑄造,第四節(jié) 特種鑄造,熔模鑄造是用易熔材料制成模樣,然后在模樣上涂掛若干層耐火涂料制成型殼,經(jīng)硬化后再將模樣熔化,排出型外,從而獲得無分型面的鑄型。鑄型經(jīng)高溫焙燒后即可進(jìn)行澆注。 (一)熔模鑄造的工藝過程熔模鑄造的工藝過程包括:蠟?zāi)V圃?、結(jié)殼、脫蠟、焙燒和澆注等,其流程圖及鑄造過程示意圖如下:,一、熔模鑄造,圖9-1 熔模鑄造流程圖,圖9-2 熔模鑄造過程示意圖,(二)熔模鑄造的主要特點(diǎn)及適用范圍1)鑄件的精度和表面質(zhì)量較高,尺寸公差等級可達(dá)it14-it11,表面粗糙度ra值可達(dá)12.5mm-1.6mm。2)適用于各種合金鑄件。3)可制造形狀較復(fù)雜的鑄件,鑄出孔的最小直徑為0.5m

42、m,最小壁厚可達(dá)0.3mm。4)工藝過程較復(fù)雜,生產(chǎn)同期長,制造費(fèi)用和消耗的材料費(fèi)用較高,多用于小型零件(從幾十克到幾千克),一般不超過25kg。,金屬型鑄造又稱硬模鑄造,是將液體金屬澆入金屬鑄型,在重力作用下充填鑄型,以獲得鑄件的鑄方法。(一)金屬型為保證使用壽命,制造金屬型的材料具備如下的性能:高的耐熱性和導(dǎo)熱性,反復(fù)受熱不變形,不破壞;一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性;好的切削加工性能。金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。(二)金屬型鑄造的工藝特點(diǎn)1. 金屬型預(yù)熱 金屬型預(yù)熱溫度主要通過試驗來確定,一般不低于150。2. 刷涂料 金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料(厚度為0.3mm0.4mm),

43、以保護(hù)型壁表面,免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。,二、金屬型鑄造,3.澆注 由于金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng),因此澆注溫度應(yīng)比砂型鑄造高2030。鋁合金為680740,鑄鐵為13001370,錫青銅為11001150,對薄壁小件取上限,對厚壁大件取下限。4.開型時間 對于金屬型鑄造,要根據(jù)不同的鑄件選用合適的開型時間,具體數(shù)值需通過試驗來確定。 (三)金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍1)金屬型鑄件冷卻快,組織致密,力學(xué)性能高。2)鑄件的精度和表面質(zhì)量較高3)澆冒口尺寸較小,液體金屬耗量減少,一般可節(jié)約15%30%。4)不用砂或少用砂。金屬型鑄造的主要缺點(diǎn)是金屬型無透氣和退讓性,鑄件冷卻速度大,容易產(chǎn)生澆不到、冷隔

44、、裂紋等缺陷。,壓力鑄造(簡稱壓鑄)的實質(zhì)是在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔,并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。常用壓射壓力為51500mpa,充填速度約55m/s,充填時間很短,約0.0102s。 壓鑄過程主要由壓鑄機(jī)來實現(xiàn)。壓鑄機(jī)分熱壓室式和冷壓室式兩類。熱壓室式壓鑄機(jī)工作原理見圖93。,圖9-3 熱壓室式壓鑄機(jī)工作原理,三、壓力鑄造,冷壓室式壓鑄特點(diǎn)是壓室和熔化合金的坩堝連成一體,壓室浸在液體金屬中, 多用于低熔點(diǎn)合金。冷壓室式壓鑄機(jī)分立式和臥式兩種類型,臥式冷壓室式壓鑄機(jī)工作原理見圖128與圖9-4。,圖9-4 冷壓室式壓鑄機(jī)工作原理,圖9-5 冷壓室式壓

45、鑄機(jī)推桿頂出機(jī)構(gòu)工作原理,(二)壓鑄的特點(diǎn)和應(yīng)用1. 壓鑄優(yōu)點(diǎn):1)鑄件的尺寸精度最高,表面粗糙度ra值最小。2)鑄件強(qiáng)度和表面硬度都較高。3)生產(chǎn)效率很高,生產(chǎn)過程易于機(jī)械化和自動化。2. 壓鑄缺點(diǎn):1)壓鑄時,高速液流會包住大量空氣,凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔,故壓鑄件不宜進(jìn)行較多余量的切削加工,以免氣孔外露。2)壓鑄黑色金屬時,壓鑄型壽命很低,困難較大。3)設(shè)備投資大,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。,一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性包括:鑄件結(jié)構(gòu)的合理性;鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性;鑄件結(jié)構(gòu)對鑄造方法的適應(yīng)性。 二、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 三、鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求,第五節(jié) 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性,一

46、、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性,(一)鑄件應(yīng)有合理的壁厚每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍,鑄件壁厚過大或過小都會對鑄件產(chǎn)生不良影響。若選定合金的適宜壁厚不能滿足零件力學(xué)性能的要求,則應(yīng)改選高強(qiáng)度的材料或選擇合理的截面形狀以及增設(shè)加強(qiáng)肋等措施,見圖96。,圖9-6 鑄件的壁厚應(yīng)合理,(二)鑄件壁厚應(yīng)力求均勻所謂壁厚均勻,是指鑄件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚,見圖97。鑄件的內(nèi)壁厚度應(yīng)略小于外壁厚度。,圖9-7 鑄件的壁厚應(yīng)均勻,(三)鑄件壁的聯(lián)接形式要合理1. 鑄件如果因為結(jié)構(gòu)需要不能做冷壓室式壓鑄到壁厚均勻,則不同壁厚的聯(lián)接應(yīng)采用逐漸過渡的形式,見圖98。,圖9-8 鑄件壁厚的過渡形式,2. 對于

47、鑄件結(jié)構(gòu)中有兩個或三個甚至更多個壁相連的情況,可采用交錯接頭或環(huán)形接頭的形式,見圖99。,圖9-9 鑄件壁聯(lián)結(jié)應(yīng)盡量避免金屬積聚,(四)盡量避免過大的水平面過大的平面不利于金屬液的填充,容易產(chǎn)生澆不到等缺陷,在進(jìn)行鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)盡量將水平面設(shè)計成傾斜形狀,見圖910。,圖9-10 避免大水平壁的結(jié)構(gòu),(五)鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)盡量使其能自由收縮,以減小應(yīng)力,避免裂紋。如圖911所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計,可使鑄件能較好地自由收縮。,圖9-11 輪輻的設(shè)計,二、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性,(一)鑄件的外形設(shè)計 1. 應(yīng)使鑄件具有最少的分型面減少鑄件分型面的數(shù)量,不僅可以減少砂箱的用量,降低造型工時,而且可以減少錯箱、偏芯等缺陷,從而提高鑄件的精度。圖912所示端蓋結(jié)構(gòu),由于圖912a存在法蘭凸緣,不能采用簡單的兩箱造型。若改成圖912b所示的結(jié)構(gòu),取消上部的凸緣,使鑄件僅有一個分型面,則將大大簡化造型操作。,圖9-12 端蓋的設(shè)計,2. 應(yīng)盡量使分型面平直平直的分型面可避免操作費(fèi)時的挖砂造型或假箱造型;同時,鑄件的毛邊少,便于清理。如圖913a所

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