熱加工 第八章

1、 第八章 鑄 造 金屬液態(tài)成形（鑄造）的概念：金屬液態(tài)成形（鑄造）的概念：金屬液態(tài)成形的作用：金屬液態(tài)成形的作用： 金屬液態(tài)成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。金屬液態(tài)成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按鑄型材料的不同，金屬液態(tài)成形一般可分為砂型鑄造按鑄型材料的不同，金屬液態(tài)成形一般可分為砂型鑄造和特種鑄造。其中砂型鑄造是最基本的液態(tài)成形方法，和特種鑄造。其中砂型鑄造是最基本的液態(tài)成形方法，所生產(chǎn)的鑄件占鑄件總量的所生產(chǎn)的鑄件占鑄件總量的80%80%以上。以上。 將液態(tài)金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔中，將液態(tài)金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的工藝方法，

2、亦稱為待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的工藝方法，亦稱為鑄造。鑄造。鑄造的優(yōu)越性：鑄造的優(yōu)越性：1 1）鑄造最適合于制造）鑄造最適合于制造形狀復(fù)雜形狀復(fù)雜，特別是有，特別是有復(fù)雜內(nèi)腔復(fù)雜內(nèi)腔的毛的毛坯件。坯件。 實(shí)例：實(shí)例： 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、機(jī)床床身、飛機(jī)葉輪、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、機(jī)床床身、飛機(jī)葉輪、 航天器內(nèi)精密復(fù)雜件等鑄件。航天器內(nèi)精密復(fù)雜件等鑄件。2 2）工藝靈活性大）工藝靈活性大, ,幾乎各種合金，各種尺寸、形狀、幾乎各種合金，各種尺寸、形狀、重量和數(shù)量的鑄件都能生產(chǎn)；重量和數(shù)量的鑄件都能生產(chǎn)； 3 3）原材料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)成本低。）原材料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)成本低。 第一節(jié)第一節(jié) 合金的鑄造性能

3、合金的鑄造性能 基于兩個(gè)前提：基于兩個(gè)前提： 一是液態(tài)合金（流體）借重力或壓力，充滿鑄型型腔，一是液態(tài)合金（流體）借重力或壓力，充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力充型能力（充型能力（流動(dòng)性流動(dòng)性） 一是液態(tài)合金從澆注、凝固直至冷卻至室溫過(guò)程中，其體一是液態(tài)合金從澆注、凝固直至冷卻至室溫過(guò)程中，其體積或尺寸自然縮減的現(xiàn)象，稱合金的積或尺寸自然縮減的現(xiàn)象，稱合金的收縮性收縮性。1. 合金流動(dòng)性合金流動(dòng)性 液態(tài)合金本身在鑄型內(nèi)的流動(dòng)液態(tài)合金本身在鑄型內(nèi)的流動(dòng) 能力能力合金流動(dòng)性。合金流動(dòng)性。流動(dòng)性好，流動(dòng)性好， 鑄件成形容易，表面質(zhì)量好，鑄件成形容易，表面

4、質(zhì)量好， 形狀、形狀、 尺寸精度高。流動(dòng)性差，鑄件會(huì)尺寸精度高。流動(dòng)性差，鑄件會(huì) 產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。 在相同的澆注條件下，合金的流動(dòng)性逾好，所澆注出的試樣逾長(zhǎng)。在相同的澆注條件下，合金的流動(dòng)性逾好，所澆注出的試樣逾長(zhǎng)。 試驗(yàn)得出：灰口鑄鐵、硅黃銅流動(dòng)性最好，鑄鋼流動(dòng)性最差試驗(yàn)得出：灰口鑄鐵、硅黃銅流動(dòng)性最好，鑄鋼流動(dòng)性最差鑄鐵的流動(dòng)性鑄鐵的流動(dòng)性鑄鋼的流動(dòng)性鑄鋼的流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動(dòng)性好，鑄鋼的流動(dòng)性差。實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動(dòng)性好，鑄鋼的流動(dòng)性差。比較下面兩種合金流動(dòng)性能：比較下面兩種合金流動(dòng)性能：2.2.影響合金流動(dòng)性的因素影響合金流動(dòng)性的因素 影響合金流動(dòng)性的

5、影響合金流動(dòng)性的因素很多，以因素很多，以化學(xué)成分化學(xué)成分的影響最為顯著。的影響最為顯著。 對(duì)于對(duì)于純金屬或具有純金屬或具有共晶成分的合金共晶成分的合金，其結(jié)，其結(jié)晶溫度恒定，凝固時(shí)是晶溫度恒定，凝固時(shí)是由鑄件壁表面逐漸向中由鑄件壁表面逐漸向中心推進(jìn)，心推進(jìn)，凝固后的表面凝固后的表面比較光滑，比較光滑，對(duì)尚未凝固對(duì)尚未凝固的金屬液的流動(dòng)阻力較的金屬液的流動(dòng)阻力較小，故流動(dòng)性最好。小，故流動(dòng)性最好。 亞共晶鑄鐵流動(dòng)性隨含碳量增亞共晶鑄鐵流動(dòng)性隨含碳量增加而提高，具有共晶成分的加而提高，具有共晶成分的C點(diǎn)合點(diǎn)合金流動(dòng)性最高。金流動(dòng)性最高。澆注條件對(duì)流動(dòng)性的影響澆注條件對(duì)流動(dòng)性的影響澆注澆注條件條件澆

6、注溫度澆注溫度充型壓力充型壓力澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小，澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小，過(guò)熱度大，液態(tài)金屬含熱量多，保持過(guò)熱度大，液態(tài)金屬含熱量多，保持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，充型能力強(qiáng)。液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，充型能力強(qiáng)。液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力稱為充型壓力。充型的壓力稱為充型壓力。充型壓力越大，充型能力越強(qiáng)。壓力越大，充型能力越強(qiáng)。 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動(dòng)阻力越大，充型能力越差。動(dòng)阻力越大，充型能力越差。3.3.合金的凝固合金的凝固三種凝固方式三種凝固方式逐層凝固，糊狀凝固，中間凝固。逐層凝固，糊狀凝固，中間凝固。* *

7、鑄件的凝固鑄件的凝固 鑄件在凝固過(guò)程中，其截面一般存在三個(gè)區(qū)域，即鑄件在凝固過(guò)程中，其截面一般存在三個(gè)區(qū)域，即液相液相區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)。對(duì)鑄件質(zhì)量影響較大的主要是液相和。對(duì)鑄件質(zhì)量影響較大的主要是液相和固相并存的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)固相并存的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)的寬窄來(lái)劃分的。的寬窄來(lái)劃分的。（1）逐層凝固方式）逐層凝固方式 合金在凝固過(guò)程中其斷面上固相和液相由一條界線清合金在凝固過(guò)程中其斷面上固相和液相由一條界線清楚地分開(kāi)，這種凝固方式稱為逐層凝固。楚地分開(kāi)，這種凝固方式稱為逐層凝固。常見(jiàn)合金如灰鑄常見(jiàn)合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)

8、純銅、工業(yè)純鋁、共晶鋁硅合金及某些鐵、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。黃銅都屬于逐層凝固的合金。（2）糊狀凝固方式）糊狀凝固方式 合金在凝固過(guò)程中先呈糊狀而后凝固，這種凝固方式合金在凝固過(guò)程中先呈糊狀而后凝固，這種凝固方式稱為糊狀凝固。稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。都是糊狀凝固的合金。（3）中間凝固方式）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。為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間中碳鋼

9、、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。凝固方式。 4.合金的收縮合金的收縮收縮：收縮：合金從液態(tài)冷卻至常溫的過(guò)程中，體積或尺寸合金從液態(tài)冷卻至常溫的過(guò)程中，體積或尺寸縮小的現(xiàn)象，通常用體積收縮率或線收縮率來(lái)表示?？s小的現(xiàn)象，通常用體積收縮率或線收縮率來(lái)表示。收縮三個(gè)階段收縮三個(gè)階段 液態(tài)收縮液態(tài)收縮: :合金從澆注溫度冷卻到液相線溫度過(guò)程中的收縮合金從澆注溫度冷卻到液相線溫度過(guò)程中的收縮凝固收縮凝固收縮: :合金在液相線和固相線之間凝固階段的收縮合金在液相線和固相線之間凝固階段的收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮: :合金從固相線溫度冷卻到室溫時(shí)的收縮合金從固相線溫度冷卻到室溫時(shí)的收縮 （1）影響收縮的主要

10、因素）影響收縮的主要因素 化學(xué)成分的影響：化學(xué)成分的影響： 碳素鑄鋼隨含碳量增加，凝固收縮增加，而固態(tài)收縮略減碳素鑄鋼隨含碳量增加，凝固收縮增加，而固態(tài)收縮略減。 澆注溫度的影響：澆注溫度的影響： 澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液態(tài)收縮量增加。因此，在澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液態(tài)收縮量增加。因此，在滿足流動(dòng)性要求的前提下，盡量采用低溫澆注的措施來(lái)減少液滿足流動(dòng)性要求的前提下，盡量采用低溫澆注的措施來(lái)減少液態(tài)收縮。態(tài)收縮。 鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型的影響：鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型的影響： 在收縮時(shí)，受到鑄件結(jié)構(gòu)上其他部位的相互制約（如鑄件在收縮時(shí)，受到鑄件結(jié)構(gòu)上其他部位的相互制約（如鑄件壁厚不均勻造成各部位冷速不同）

11、而對(duì)收縮產(chǎn)生阻礙，以及鑄壁厚不均勻造成各部位冷速不同）而對(duì)收縮產(chǎn)生阻礙，以及鑄型和型芯對(duì)收縮的阻礙而不能自由收縮。型和型芯對(duì)收縮的阻礙而不能自由收縮。 （2）合金收縮引發(fā)的鑄造缺陷）合金收縮引發(fā)的鑄造缺陷合金收縮合金收縮固態(tài)合金冷卻固態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮縮孔縮孔: 恒溫下結(jié)晶恒溫下結(jié)晶縮松縮松: 兩相區(qū)結(jié)晶兩相區(qū)結(jié)晶 固態(tài)收縮固態(tài)收縮(線性收縮線性收縮)裂紋裂紋變形變形內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力不同合金收縮率不同，鑄鋼的收縮率大約是灰鑄鐵的不同合金收縮率不同，鑄鋼的收縮率大約是灰鑄鐵的2倍。倍。1.體積收縮導(dǎo)致鑄件內(nèi)部縮孔和縮松的產(chǎn)生。體積收縮導(dǎo)致鑄件內(nèi)部縮孔和

12、縮松的產(chǎn)生。 縮孔縮孔與與縮松縮松 液體合金在冷凝過(guò)程中，如果其液態(tài)收縮和凝固收液體合金在冷凝過(guò)程中，如果其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部鑄件最后凝固的部位形成一個(gè)孔洞。位形成一個(gè)孔洞。大而集中的稱為縮孔，細(xì)小而分散大而集中的稱為縮孔，細(xì)小而分散的稱縮松?？s孔、縮松可使鑄件力學(xué)性能、氣密性和的稱縮松?？s孔、縮松可使鑄件力學(xué)性能、氣密性和物化性大大降低，以致成為廢品。物化性大大降低，以致成為廢品?？s孔的形成縮孔的形成 縮孔縮孔集中在鑄件上部或最后凝固的部位較大的孔洞，多呈集中在鑄件上部或最后凝固的部位較大的孔洞，多呈 倒錐形，內(nèi)表面粗

13、糙。倒錐形，內(nèi)表面粗糙。 形成條件：合金在恒溫或很窄的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件以逐層形成條件：合金在恒溫或很窄的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件以逐層凝固的方式。凝固的方式。 縮孔特征：集中性，位于上部，呈倒錐形，內(nèi)表面粗糙?？s孔特征：集中性，位于上部，呈倒錐形，內(nèi)表面粗糙。 縮松的形成縮松的形成 分散在鑄件某區(qū)間的細(xì)小孔稱為縮松。縮松的形成的原因分散在鑄件某區(qū)間的細(xì)小孔稱為縮松?？s松的形成的原因也是由于鑄件最后凝固區(qū)域的液態(tài)收縮和凝固收縮得不到補(bǔ)也是由于鑄件最后凝固區(qū)域的液態(tài)收縮和凝固收縮得不到補(bǔ)充充,當(dāng)合金以當(dāng)合金以糊狀凝固糊狀凝固的方式凝固時(shí)的方式凝固時(shí) 就易形成分散性的縮孔就易形成分散性的縮孔導(dǎo)致縮松

14、?？s松一般出現(xiàn)在鑄件壁的軸線區(qū)域、熱節(jié)處、冒導(dǎo)致縮松?？s松一般出現(xiàn)在鑄件壁的軸線區(qū)域、熱節(jié)處、冒口根部和內(nèi)澆口附近，也常分布在集中縮孔的下方?？诟亢蛢?nèi)澆口附近，也常分布在集中縮孔的下方。 縮松特征：分散性，為細(xì)小縮孔，位于鑄件壁的軸線區(qū)域縮松特征：分散性，為細(xì)小縮孔，位于鑄件壁的軸線區(qū)域。 縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止定向凝固原則定向凝固原則（順序凝固）（順序凝固）鑄件中讓遠(yuǎn)離冒口的地鑄件中讓遠(yuǎn)離冒口的地方先凝固，靠近冒口的方先凝固，靠近冒口的地方次凝固，最后才是地方次凝固，最后才是冒口本身凝固。實(shí)現(xiàn)以冒口本身凝固。實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。冒口中去。原理原

15、理合理布置內(nèi)澆道及確定澆鑄工藝。合理布置內(nèi)澆道及確定澆鑄工藝。方法方法合理應(yīng)用冒口、冷鐵等工藝措施。合理應(yīng)用冒口、冷鐵等工藝措施。 在鑄件最后凝固的部位，設(shè)置冒口，在熱節(jié)處放置冷在鑄件最后凝固的部位，設(shè)置冒口，在熱節(jié)處放置冷鐵，加速了該部位鑄件金屬的散熱，把縮孔引入冒口中。鐵，加速了該部位鑄件金屬的散熱，把縮孔引入冒口中。冒口冒口 利用冒口和冷鐵實(shí)現(xiàn)定向凝固加大了鑄造成本，同時(shí)增利用冒口和冷鐵實(shí)現(xiàn)定向凝固加大了鑄造成本，同時(shí)增大了產(chǎn)生變形、裂紋的傾向，主要用于必須補(bǔ)縮的場(chǎng)合，如大了產(chǎn)生變形、裂紋的傾向，主要用于必須補(bǔ)縮的場(chǎng)合，如鑄鋼件、鋁青銅等。鑄鋼件、鋁青銅等。 內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械

16、應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力變形變形裂紋裂紋鑄件在凝固和冷卻的過(guò)程中，由于鑄件在凝固和冷卻的過(guò)程中，由于鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、型芯、澆冒口等外力阻礙而產(chǎn)生的型芯、澆冒口等外力阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。應(yīng)力。殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定狀態(tài)，將自發(fā)地通過(guò)鑄件的變形來(lái)緩解其應(yīng)狀態(tài)，將自發(fā)地通過(guò)鑄件的變形來(lái)緩解其應(yīng)力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)熱應(yīng)力大到一定程度會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。當(dāng)熱應(yīng)力大到一定程度會(huì)導(dǎo)致出

17、現(xiàn)裂紋。固態(tài)固態(tài) 收縮收縮2.鑄造應(yīng)力、變形和裂紋鑄造應(yīng)力、變形和裂紋 變形的產(chǎn)生變形的產(chǎn)生 殘留鑄件內(nèi)的熱應(yīng)力是一種非穩(wěn)態(tài)應(yīng)力。它以鑄件殘留鑄件內(nèi)的熱應(yīng)力是一種非穩(wěn)態(tài)應(yīng)力。它以鑄件變形來(lái)自發(fā)減緩應(yīng)力而趨于平衡，以求穩(wěn)定。變形來(lái)自發(fā)減緩應(yīng)力而趨于平衡，以求穩(wěn)定。 比如：車床床身、平板鑄件，都是通過(guò)鑄件變形來(lái)比如：車床床身、平板鑄件，都是通過(guò)鑄件變形來(lái)力圖減小內(nèi)部熱應(yīng)力。力圖減小內(nèi)部熱應(yīng)力。 如左圖所示的平板鑄件：如左圖所示的平板鑄件： 盡管其壁厚均勻，中心的冷卻速度盡管其壁厚均勻，中心的冷卻速度慢受拉，邊緣的冷卻速度快受壓，慢受拉，邊緣的冷卻速度快受壓，平板產(chǎn)生了外凸的變形。平板產(chǎn)生了外凸的變

18、形。熱應(yīng)力的消除方法熱應(yīng)力的消除方法 同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件各部分能自由收縮鑄件各部分能自由收縮 工藝方面：工藝方面：采用同時(shí)凝固原則采用同時(shí)凝固原則時(shí)效處理：時(shí)效處理：人工時(shí)效；自然時(shí)效人工時(shí)效；自然時(shí)效鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對(duì)稱鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對(duì)稱鑄件的壁厚盡可能均勻鑄件的壁厚盡可能均勻同時(shí)凝固原則主要適用于同時(shí)凝固原則主要適用于灰鑄鐵（收縮?。?、錫青灰鑄鐵（收縮?。?、錫青銅等。銅等。 裂紋的產(chǎn)生與預(yù)防裂紋的產(chǎn)生與預(yù)防 裂紋的產(chǎn)生：內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的抗拉強(qiáng)度。裂紋的產(chǎn)生：內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的抗拉強(qiáng)度。 防止措施：防止措施：提高鑄型和型芯的退讓性，減少機(jī)械應(yīng)力提高鑄型和型芯

19、的退讓性，減少機(jī)械應(yīng)力 ；鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理；鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理；鑄鋼件和鑄鐵件，應(yīng)嚴(yán)格控制鑄鋼件和鑄鐵件，應(yīng)嚴(yán)格控制硫硫的含量；的含量；選擇凝固溫度小，熱裂傾向小的合金。選擇凝固溫度小，熱裂傾向小的合金。熱裂熱裂高溫下形成的高溫下形成的,金屬較大的線收縮受到鑄型或型芯的阻金屬較大的線收縮受到鑄型或型芯的阻礙，機(jī)械應(yīng)力超過(guò)金屬?gòu)?qiáng)度，裂紋短，縫隙寬，形狀曲折，縫礙，機(jī)械應(yīng)力超過(guò)金屬?gòu)?qiáng)度，裂紋短，縫隙寬，形狀曲折，縫內(nèi)呈氧化色。內(nèi)呈氧化色。 冷裂冷裂較低溫下形成，熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的總和大于金屬較低溫下形成，熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的總和大于金屬?gòu)?qiáng)度，裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或氧化色。強(qiáng)度，裂

20、紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或氧化色。預(yù)防措施：減少鑄件內(nèi)應(yīng)力；降低合金的脆性；控制預(yù)防措施：減少鑄件內(nèi)應(yīng)力；降低合金的脆性；控制鑄鋼和鑄鐵中鑄鋼和鑄鐵中磷磷的含量。的含量。鑄件壁厚差別大鑄件壁厚差別大、形狀復(fù)雜，易形形狀復(fù)雜，易形成冷裂。成冷裂。 鑄件的質(zhì)量控制鑄件的質(zhì)量控制1）鑄件缺陷難以避免）鑄件缺陷難以避免 常見(jiàn)缺陷有：常見(jiàn)缺陷有：氣孔氣孔、粘砂粘砂、夾砂夾砂、縮孔、縮松、縮孔、縮松、 裂紋、合金成分與性能不恰當(dāng)?shù)?。裂紋、合金成分與性能不恰當(dāng)?shù)取?）合格鑄件中，可允許存在一些鑄造缺陷）合格鑄件中，可允許存在一些鑄造缺陷3）鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)）鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)外部、內(nèi)部、成分、性能。外部、

21、內(nèi)部、成分、性能。 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 砂型鑄造砂型鑄造工序工序：模樣與芯盒準(zhǔn)備；型砂與芯砂配制；造型、：模樣與芯盒準(zhǔn)備；型砂與芯砂配制；造型、造芯；熔煉、澆注；落砂、清理；檢驗(yàn)入庫(kù)。造芯；熔煉、澆注；落砂、清理；檢驗(yàn)入庫(kù)。 砂型鑄造基本工藝過(guò)程制作模樣配制型砂制作芯盒制作芯砂砂型鑄型凝固、落砂、清理、檢驗(yàn)?zāi)?、落砂、清理、檢驗(yàn)鑄件型芯烘干烘干造型造型下下芯芯澆澆注注液態(tài)金屬選配爐料熔煉熔煉造芯造芯模樣和芯盒是用來(lái)造型和造芯的基本工藝裝備。模樣和芯盒是用來(lái)造型和造芯的基本工藝裝備。 芯盒芯盒用于用于制造芯制造芯（芯子），其內(nèi)腔與芯子的形狀和尺寸（芯子），其內(nèi)腔與芯子的形狀和尺寸相適

22、應(yīng)。在單件或小批生產(chǎn)時(shí)，模樣和芯盒可用木材制作，相適應(yīng)。在單件或小批生產(chǎn)時(shí)，模樣和芯盒可用木材制作，大批、大量生產(chǎn)時(shí)，可用鋁合金、塑料等材料來(lái)制作。大批、大量生產(chǎn)時(shí)，可用鋁合金、塑料等材料來(lái)制作。 1.模樣和芯盒模樣和芯盒 模樣模樣用于用于形成鑄型的型腔形成鑄型的型腔，它和鑄件的外形相適應(yīng)；，它和鑄件的外形相適應(yīng)； 型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔或局部外形。制芯也可分型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔或局部外形。制芯也可分為手工造芯或機(jī)器造芯。為手工造芯或機(jī)器造芯。 2 .造芯造芯 將鑄型的各組元（上型、下型、芯、澆口杯等）組合成將鑄型的各組元（上型、下型、芯、澆口杯等）組合成一個(gè)完整的鑄型便可用

23、于澆注。一個(gè)完整的鑄型便可用于澆注。熔煉熔煉是指使金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài)的過(guò)程。是指使金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài)的過(guò)程。熔煉的主要任務(wù)是提供化學(xué)成分和溫度合適的熔融金屬。熔煉的主要任務(wù)是提供化學(xué)成分和溫度合適的熔融金屬。常見(jiàn)的熔煉設(shè)備主要有常見(jiàn)的熔煉設(shè)備主要有沖天爐沖天爐、電爐等、電爐等. . 3. 熔煉與澆注熔煉與澆注沖天爐沖天爐4. 落砂、清理、檢驗(yàn)落砂、清理、檢驗(yàn) 鑄件檢驗(yàn)鑄件檢驗(yàn)常采用宏觀法，常采用宏觀法，就是用肉眼或借助于尖嘴錘找出就是用肉眼或借助于尖嘴錘找出鑄件表層或皮下的鑄造缺陷鑄件表層或皮下的鑄造缺陷，如氣孔、砂眼、粘砂、縮孔、，如氣孔、砂眼、粘砂、縮孔、冷隔、澆不到等。對(duì)鑄件

24、內(nèi)部的缺陷還可采用耐壓試驗(yàn)、冷隔、澆不到等。對(duì)鑄件內(nèi)部的缺陷還可采用耐壓試驗(yàn)、磁粉探傷、超聲波探傷、金相檢驗(yàn)、力學(xué)性能試驗(yàn)等方法磁粉探傷、超聲波探傷、金相檢驗(yàn)、力學(xué)性能試驗(yàn)等方法. . 落砂落砂是是用手工或機(jī)器使鑄件與型砂、砂箱分開(kāi)的操作，用手工或機(jī)器使鑄件與型砂、砂箱分開(kāi)的操作，一般在鑄件充分冷卻后進(jìn)行。落砂時(shí)間過(guò)早，可能導(dǎo)致鑄一般在鑄件充分冷卻后進(jìn)行。落砂時(shí)間過(guò)早，可能導(dǎo)致鑄件的冷速過(guò)快，使灰鑄鐵的表層出現(xiàn)白口組織，難以切削件的冷速過(guò)快，使灰鑄鐵的表層出現(xiàn)白口組織，難以切削加工；落砂時(shí)間過(guò)晚，可能由于收縮應(yīng)力大，使鑄件產(chǎn)生加工；落砂時(shí)間過(guò)晚，可能由于收縮應(yīng)力大，使鑄件產(chǎn)生裂紋，因此，澆注后

25、應(yīng)及時(shí)進(jìn)行落砂。裂紋，因此，澆注后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行落砂。 清理清理是采用鐵錘敲擊、機(jī)械切割或氣割等方法清除鑄是采用鐵錘敲擊、機(jī)械切割或氣割等方法清除鑄件表面粘砂、型砂、多余金屬的過(guò)程。件表面粘砂、型砂、多余金屬的過(guò)程。 蠕墨鑄鐵：蠕墨鑄鐵：其石墨呈蠕蟲狀。如圖其石墨呈蠕蟲狀。如圖d d所示。所示。 abcd一一、根據(jù)鑄鐵中根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)石墨形態(tài)的不同，鑄鐵又可分為：的不同，鑄鐵又可分為： 普通灰口鑄鐵：普通灰口鑄鐵：簡(jiǎn)稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖簡(jiǎn)稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖a a所示。所示。 可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵：其石墨呈團(tuán)絮狀。如圖其石墨呈團(tuán)絮狀。如圖b b所示。所示。 球墨鑄鐵：球墨鑄鐵：其

26、石墨呈球狀。如圖其石墨呈球狀。如圖c c所示。所示。第三節(jié)第三節(jié) 常用鑄造合金常用鑄造合金 1.灰鑄鐵的分類：灰鑄鐵的分類：按照基體組織的不同，灰鑄鐵分為三類：按照基體組織的不同，灰鑄鐵分為三類： 鐵素體灰鑄鐵鐵素體灰鑄鐵 在鐵素體基體上分布著粗大的石墨片，在鐵素體基體上分布著粗大的石墨片，強(qiáng)度、硬度最差，很少應(yīng)用。強(qiáng)度、硬度最差，很少應(yīng)用。 珠光體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵 在珠光體的基體上，分布著細(xì)小的石在珠光體的基體上，分布著細(xì)小的石墨片，墨片，強(qiáng)度和硬度較高，用來(lái)制造較重要的機(jī)件。強(qiáng)度和硬度較高，用來(lái)制造較重要的機(jī)件。 鐵素體鐵素體-珠光體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵 在鐵素體在鐵素體-珠光體上分布著較

27、粗珠光體上分布著較粗大的石墨片，強(qiáng)度低可滿足一般鑄件要求，大的石墨片，強(qiáng)度低可滿足一般鑄件要求，鑄造性能、鑄造性能、切削加工性能較好。應(yīng)用廣泛。切削加工性能較好。應(yīng)用廣泛。 牌號(hào)牌號(hào): :以機(jī)械性能來(lái)表示，用漢語(yǔ)拼音以機(jī)械性能來(lái)表示，用漢語(yǔ)拼音“HT”和一組數(shù)字表和一組數(shù)字表示，其中示，其中“HT”表示灰口鑄鐵，數(shù)字為最低抗拉強(qiáng)度值。如：表示灰口鑄鐵，數(shù)字為最低抗拉強(qiáng)度值。如：HT100性能：性能： 抗拉強(qiáng)度不抗拉強(qiáng)度不如鋼，為鋼的如鋼，為鋼的20%30%；脆性大；但有良脆性大；但有良好的耐磨性、減好的耐磨性、減震性；震性；鑄造性能鑄造性能優(yōu)良。切削加工優(yōu)良。切削加工性能好。性能好。 1 1）

28、鑄鐵石墨化及影響因素）鑄鐵石墨化及影響因素 鑄鐵的組織和性能主要決定于石墨的形狀、大小及分布。鑄鐵的組織和性能主要決定于石墨的形狀、大小及分布。 石墨化的影響因素是化學(xué)成分和鑄件的冷卻速度。石墨化的影響因素是化學(xué)成分和鑄件的冷卻速度。 a. C、Si（%）促進(jìn)石墨化促進(jìn)石墨化 S（%） 反石墨化反石墨化 Mn（%） 脫脫S，提高鑄鐵強(qiáng)度和硬度、減小，提高鑄鐵強(qiáng)度和硬度、減小S的有害作用。的有害作用。 b.冷卻越慢，對(duì)石墨化越有利。冷卻越慢，對(duì)石墨化越有利。鑄件壁厚鑄件壁厚是影響冷卻速度的主要是影響冷卻速度的主要因素。不同壁厚，獲得的組織往往有差異。因素。不同壁厚，獲得的組織往往有差異。 2）鑄

29、鐵（）鑄鐵（HT200以上）的孕育處理以上）的孕育處理 在含碳（在含碳（2.7%3.3%）、含硅（）、含硅（1%2%）均低的）均低的鐵液中加入鐵液中加入Si-Fe（WSi=75%），形成大量彌散的非自發(fā)），形成大量彌散的非自發(fā)結(jié)晶核心，使石墨呈細(xì)片狀而均勻分布，因此得到珠光體基結(jié)晶核心，使石墨呈細(xì)片狀而均勻分布，因此得到珠光體基體上均勻分布著細(xì)片狀石墨的組織體上均勻分布著細(xì)片狀石墨的組織-孕育鑄鐵孕育鑄鐵（b=250350MPa，170270HBS） 但因石墨為片狀，但因石墨為片狀，%，k還是很低。還是很低。適用于要求較高強(qiáng)度適用于要求較高強(qiáng)度、高耐磨性的重要鑄件，特別是厚大鑄件。高耐磨性的重

30、要鑄件，特別是厚大鑄件。 2.球墨鑄鐵球墨鑄鐵 澆注前通過(guò)向鐵液中加入一定量的球化劑和孕育劑，促澆注前通過(guò)向鐵液中加入一定量的球化劑和孕育劑，促進(jìn)石墨呈球狀結(jié)晶進(jìn)石墨呈球狀結(jié)晶 牌號(hào)牌號(hào):用漢語(yǔ)拼音用漢語(yǔ)拼音“QT”和兩組數(shù)字表示，兩組數(shù)分別表示最和兩組數(shù)字表示，兩組數(shù)分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長(zhǎng)率。如：低抗拉強(qiáng)度和最低伸長(zhǎng)率。如：QT400-18組織特征組織特征1）基體：）基體：F，F(xiàn)+P，P2）石墨形狀）石墨形狀: 球狀或粒狀球狀或粒狀 球鐵生產(chǎn)球鐵生產(chǎn) 1）雙處理：）雙處理： 球化處理球化處理 加稀土鎂合金，稱球化劑。加稀土鎂合金，稱球化劑。 加入量：加入量：1%1.6% 孕育處理孕育

31、處理 加入加入75%的的Si-Fe，稱孕育劑，稱孕育劑 。 加入量：加入量：0.4%1.0% 2）要求鐵液含碳量為：）要求鐵液含碳量為：3.6%4.0%，低S、P含量。 3）較高的鐵液出爐溫度（）較高的鐵液出爐溫度（1400 ）3.3.可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 白口鑄鐵在固態(tài)下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間石墨化白口鑄鐵在固態(tài)下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間石墨化退退火火而得到的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。而得到的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。牌號(hào)牌號(hào) 分別用漢語(yǔ)拼音分別用漢語(yǔ)拼音“KTH ”“KTZ”及及兩組數(shù)字表示，數(shù)字分別表示其最低兩組數(shù)字表示，數(shù)字分別表示其最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長(zhǎng)率。如：抗拉強(qiáng)度和最低伸長(zhǎng)率。如：KTH330-06 KTH300-06

32、，KTH370-12 KTZ450-06，KTZ700-02 組織組織 基體基體 H（黑心黑心，鐵素體基體），鐵素體基體） Z（珠光體珠光體基體）基體） 石墨形態(tài)：團(tuán)絮狀石墨形態(tài)：團(tuán)絮狀性能：與球鐵類似性能：與球鐵類似應(yīng)用：大量生產(chǎn)形狀復(fù)雜、薄壁小件，質(zhì)量容易控制應(yīng)用：大量生產(chǎn)形狀復(fù)雜、薄壁小件，質(zhì)量容易控制,黑心可鍛黑心可鍛鑄鐵鑄鐵-汽車、拖拉機(jī)零件。汽車、拖拉機(jī)零件。 珠光體型可鍛鑄鐵珠光體型可鍛鑄鐵曲軸、連桿、曲軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)等齒輪、搖臂、活塞環(huán)等. 先得低先得低C、低、低Si白口鐵（白口鐵（C=2.4%2.8%， Si=0.8%1.4%）；）； 石墨化退火。石墨化退火。生

33、產(chǎn)工藝：生產(chǎn)工藝：4.蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 牌號(hào)牌號(hào) 用漢語(yǔ)拼音用漢語(yǔ)拼音“RuT”和一組數(shù)字表示，數(shù)字表示最小抗和一組數(shù)字表示，數(shù)字表示最小抗拉強(qiáng)度。如：拉強(qiáng)度。如：RuT420 RuT260、RuT340基體：基體：F, F+P, P石墨形態(tài)：蠕蟲狀石墨形態(tài)：蠕蟲狀 組織組織 性性 能能 介于基體相同灰鐵和球鐵之間介于基體相同灰鐵和球鐵之間 b高于灰鐵，具有一定的塑性和韌性，但強(qiáng)度和韌性不如高于灰鐵，具有一定的塑性和韌性，但強(qiáng)度和韌性不如球墨鑄鐵。球墨鑄鐵。 應(yīng)應(yīng) 用用 綜合性能優(yōu)良，用以替代高牌號(hào)灰鐵、合金鑄鐵。綜合性能優(yōu)良，用以替代高牌號(hào)灰鐵、合金鑄鐵。 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝 爐前處理與球墨鑄

34、鐵類似，鐵液經(jīng)爐前處理與球墨鑄鐵類似，鐵液經(jīng)蠕化蠕化（稀土鎂鈦、?。ㄏ⊥伶V鈦、稀土鎂鈣、鎂鈦合金）、土鎂鈣、鎂鈦合金）、孕育孕育雙處理。雙處理。 二二、鑄鑄 鋼鋼鑄鋼的性能特點(diǎn)鑄鋼的性能特點(diǎn) 力學(xué)性能高，強(qiáng)度、塑性和韌性比鑄鐵高。力學(xué)性能高，強(qiáng)度、塑性和韌性比鑄鐵高。（主要用于制造承受重載荷及沖擊載荷的零件）主要用于制造承受重載荷及沖擊載荷的零件）焊接性能優(yōu)良（采用鑄焊聯(lián)合工藝制造形狀復(fù)雜焊接性能優(yōu)良（采用鑄焊聯(lián)合工藝制造形狀復(fù)雜的重型鑄件）的重型鑄件）分類：分類： 按化學(xué)成分為按化學(xué)成分為鑄造碳鋼鑄造碳鋼和鑄造合金鋼和鑄造合金鋼 。 2. 組織組織 與普通鋼種一致與普通鋼種一致1. 牌號(hào)牌號(hào)

35、 用漢語(yǔ)拼音用漢語(yǔ)拼音“ZG”和兩組數(shù)字表示兩組數(shù)字分別表和兩組數(shù)字表示兩組數(shù)字分別表示示屈服強(qiáng)度值和抗拉強(qiáng)度值。屈服強(qiáng)度值和抗拉強(qiáng)度值。 如如： ZG200-400 ZG310-450 ZG340-640 合金鑄鋼合金鑄鋼 ZG40MnB3.性能性能 力學(xué)性能好：力學(xué)性能好：s、b 、%、k均比鑄鐵高；均比鑄鐵高；鑄造性能差：熔點(diǎn)高，易氧化，易吸氣，收縮大，流動(dòng)性差；鑄造性能差：熔點(diǎn)高，易氧化，易吸氣，收縮大，流動(dòng)性差； 成本相對(duì)鑄鐵高；成本相對(duì)鑄鐵高； 鑄鋼件鑄鋼件澆口和冒口的安置：防止縮孔、裂紋。壁厚均勻的薄澆口和冒口的安置：防止縮孔、裂紋。壁厚均勻的薄壁鑄件，采用同時(shí)凝固的原則，壁厚相

36、差較大的鑄件，采用壁鑄件，采用同時(shí)凝固的原則，壁厚相差較大的鑄件，采用定向凝固原則，開(kāi)冒口和安置冷鐵；定向凝固原則，開(kāi)冒口和安置冷鐵； 需要熱處理（退火或正火）。需要熱處理（退火或正火）。4.應(yīng)用應(yīng)用 承受沖擊載荷較大的工件承受沖擊載荷較大的工件。如火車轉(zhuǎn)向架零件、高壓閥。如火車轉(zhuǎn)向架零件、高壓閥 門、軋輥等。門、軋輥等。 1. 1. 鑄造鋁合金鑄造鋁合金 鑄造鋁合金的特性鑄造鋁合金的特性 鋁合金比重輕，熔點(diǎn)低，導(dǎo)電性、鋁合金比重輕，熔點(diǎn)低，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐蝕性優(yōu)良。導(dǎo)熱性和耐蝕性優(yōu)良。 鑄造鋁合金的分類鑄造鋁合金的分類 分為分為鋁硅合金（良好的鑄造性能鋁硅合金（良好的鑄造性能、力學(xué)性能、流

37、動(dòng)性好力學(xué)性能、流動(dòng)性好）、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金四類。金四類。 鑄造鋁合金的代號(hào)鑄造鋁合金的代號(hào) 用漢語(yǔ)拼音用漢語(yǔ)拼音“ZL”表示鑄鋁，首位表示鑄鋁，首位數(shù)表示合金的類別，數(shù)表示合金的類別，1鋁硅合金；鋁硅合金；2鋁銅合金；鋁銅合金；3鋁鋁鎂合金；鎂合金；4鋁鋅合金。鋁鋅合金。 三三、有色金屬的鑄造有色金屬的鑄造 ZAlSi7Mg ZAlMg10 鋁硅合金鋁硅合金 鋁鎂合金鋁鎂合金性能性能 1）優(yōu)異物理、化學(xué)性能，耐腐蝕，）優(yōu)異物理、化學(xué)性能，耐腐蝕，Al合金密度合金密度小、輕，銅合金耐磨；小、輕，銅合金耐磨； 2）一定的強(qiáng)度，優(yōu)異的韌性；）一定的強(qiáng)度，優(yōu)異

38、的韌性； 3）鋁硅合金熔煉：易氧化，易吸氣（）鋁硅合金熔煉：易氧化，易吸氣（氫氣氫氣），），鑄件內(nèi)易出現(xiàn)夾雜和鑄件內(nèi)易出現(xiàn)夾雜和氣孔氣孔； 4）收縮大于灰鑄鐵，一般要安放冒口補(bǔ)縮；）收縮大于灰鑄鐵，一般要安放冒口補(bǔ)縮； 5）適于金屬型鑄造、壓力鑄造，能大量生產(chǎn)。）適于金屬型鑄造、壓力鑄造，能大量生產(chǎn)。質(zhì)量好。質(zhì)量好。 汽車主要零件的金屬材料汽車主要零件的金屬材料東風(fēng)（東風(fēng)（EQ140-1)所用主要材料：所用主要材料：汽缸體和汽缸蓋汽缸體和汽缸蓋 HT200曲軸曲軸 QT700-2連桿連桿 40MnB后橋殼、減速器殼后橋殼、減速器殼 、差速器殼、差速器殼 QT420-10 2. 鑄造銅合金鑄造銅

39、合金 鑄造銅合金鑄造銅合金 具有優(yōu)良的物理性能和化學(xué)性能。具有優(yōu)良的物理性能和化學(xué)性能。 鑄造黃銅鑄造黃銅 黃銅是銅和黃銅是銅和鋅鋅合金，合金，有相當(dāng)高的力學(xué)性能有相當(dāng)高的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度為250450Ma,伸長(zhǎng)率為伸長(zhǎng)率為7%30%，硬度為，硬度為60120HB。價(jià)格低于青銅，有優(yōu)良的鑄造性能。一般用。價(jià)格低于青銅，有優(yōu)良的鑄造性能。一般用于制造軸承、襯套、閥門等耐磨件和耐蝕件。于制造軸承、襯套、閥門等耐磨件和耐蝕件。用用“ZH”表示其黃銅代號(hào)。表示其黃銅代號(hào)。鑄造青銅鑄造青銅 是除銅鋅合金以外的其他銅合金。是除銅鋅合金以外的其他銅合金。銅錫合金是銅錫合金是最普遍的青銅，最普遍的

40、青銅，稱錫青銅。稱錫青銅。耐磨、耐蝕性高于黃銅，耐磨、耐蝕性高于黃銅，但鑄但鑄造性能差，僅用于軸瓦、活塞等耐磨、耐蝕件。造性能差，僅用于軸瓦、活塞等耐磨、耐蝕件。船用青銅軟船用青銅軟管快速接頭管快速接頭閥閥( (錫青銅閥錫青銅閥體、閥蓋體、閥蓋) )錫青銅管錫青銅管青銅制品青銅制品澆注位置與分型面是鑄造工藝圖中的重要內(nèi)容。澆注位置與分型面是鑄造工藝圖中的重要內(nèi)容。一、澆注位置和分型面的選擇一、澆注位置和分型面的選擇 所謂澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置；分所謂澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置；分型面則是指兩半鑄型相互接觸的表面。型面則是指兩半鑄型相互接觸的表面。 澆注位置和分型

41、面的選擇二者密切相關(guān)。通常情況下，澆注位置和分型面的選擇二者密切相關(guān)。通常情況下，分型面的選擇取決于澆注位置的選擇。分型面的選擇取決于澆注位置的選擇。第四節(jié)第四節(jié) 鑄件工藝的制定原則及結(jié)構(gòu)工藝性鑄件工藝的制定原則及結(jié)構(gòu)工藝性 澆注位置選擇原則：澆注位置選擇原則：1. 重要加工面等應(yīng)朝下或位于側(cè)面；重要加工面等應(yīng)朝下或位于側(cè)面；2. 大平面應(yīng)朝下；大平面應(yīng)朝下； 鑄件的大平面盡可能朝下或采用傾斜澆注。鑄型的鑄件的大平面盡可能朝下或采用傾斜澆注。鑄型的上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔外，大平面還常產(chǎn)生氣上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔外，大平面還常產(chǎn)生氣孔孔、夾砂缺陷。同時(shí)也有利于排氣、減小金屬液對(duì)鑄型夾

42、砂缺陷。同時(shí)也有利于排氣、減小金屬液對(duì)鑄型的沖刷力。的沖刷力。3. 大面積的薄壁置于鑄型下部或傾斜，防止?jié)膊蛔?、冷隔等大面積的薄壁置于鑄型下部或傾斜，防止?jié)膊蛔?、冷隔等缺陷；缺陷；大平面傾斜大平面位于鑄型底部4. 容易形成縮孔的鑄件（如鑄鋼、球墨鑄鐵），澆注容易形成縮孔的鑄件（如鑄鋼、球墨鑄鐵），澆注時(shí)應(yīng)把厚大的部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，時(shí)應(yīng)把厚大的部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)順序凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮。以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)順序凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮。分型面選擇原則分型面選擇原則1. 為便于起模，簡(jiǎn)化造型工藝，分型面一般選在鑄件的為便于起模，簡(jiǎn)化造型工藝，分型面一般選在鑄件的最大截面

43、處。最大截面處。2. 應(yīng)盡量使用平直分型面，以簡(jiǎn)化模型制造及造型工藝，應(yīng)盡量使用平直分型面，以簡(jiǎn)化模型制造及造型工藝，避免挖砂。避免挖砂。 水平分型面，便于造型操作，適宜批量生產(chǎn)。挖砂造型費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，盡量避免。單件生產(chǎn)可用此法。3. 應(yīng)盡量較少分型面數(shù)量。應(yīng)盡量較少分型面數(shù)量。 分型面少容易保證鑄件精度，并可簡(jiǎn)化造型工藝分型面少容易保證鑄件精度，并可簡(jiǎn)化造型工藝。繩輪。繩輪鑄件大批量生產(chǎn)時(shí)，為便于機(jī)器造型，可按鑄件大批量生產(chǎn)時(shí)，為便于機(jī)器造型，可按(a)分型方案，將分型方案，將二個(gè)分型面減少為一個(gè)分型面。二個(gè)分型面減少為一個(gè)分型面。 5. 盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱，便于造型、合盡量使鑄

44、件全部或大部置于同一砂箱，便于造型、合型，同時(shí)便于保證鑄件精度。型，同時(shí)便于保證鑄件精度。方案a整模造型，鑄件精度高，大批量生產(chǎn)的合理方案方案b容易產(chǎn)生錯(cuò)箱影響鑄件精度，小批量可考慮床身的分型方案床身的分型方案4. 應(yīng)避免不必要的型芯和活塊，以簡(jiǎn)化造型工藝。應(yīng)避免不必要的型芯和活塊，以簡(jiǎn)化造型工藝。機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量收縮率收縮率拔模斜度拔模斜度鑄造圓角鑄造圓角型芯及型芯頭型芯及型芯頭鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)二、工藝參數(shù)的選擇二、工藝參數(shù)的選擇1、收縮率、收縮率鑄件冷卻后，由于合金的線收縮而使鑄件尺寸比鑄型鑄件冷卻后，由于合金的線收縮而使鑄件尺寸比鑄型型腔尺寸縮小。型腔尺寸縮小。為了使鑄件

45、的實(shí)際尺寸符合圖樣要求，為了使鑄件的實(shí)際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣時(shí)，必須使模樣的尺寸大一點(diǎn)。在制作模樣時(shí)，必須使模樣的尺寸大一點(diǎn)。合金線收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的合金線收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。2、機(jī)械加工余量、機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量：機(jī)械加工余量：為保證鑄件加工表面的尺寸以及零件為保證鑄件加工表面的尺寸以及零件精度，在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加（表面留有加大的精度，在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加（表面留有加大的厚度）而在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。厚度）而在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。 機(jī)械加工余量數(shù)值的大小與生產(chǎn)批量、合金種類、機(jī)

46、械加工余量數(shù)值的大小與生產(chǎn)批量、合金種類、鑄件大小、加工面的澆注位置等因素有關(guān)。鑄件大小、加工面的澆注位置等因素有關(guān)。 機(jī)械加工余量的具體數(shù)值應(yīng)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)機(jī)械加工余量的具體數(shù)值應(yīng)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)加工余量等級(jí)（加工余量等級(jí)（MA）和鑄件尺寸公差等級(jí)（）和鑄件尺寸公差等級(jí)（CT）配）配套使用選取。套使用選取。 為了使模樣（或型芯）易于從鑄型（或芯盒）中取出，為了使模樣（或型芯）易于從鑄型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，在制造模樣時(shí)必須留出一定的傾斜凡垂直于分型面的立壁，在制造模樣時(shí)必須留出一定的傾斜度，稱為起模斜度。度，稱為起模斜度。起模斜度大?。浩鹉Ｐ倍却笮。簯?yīng)根據(jù)模壁應(yīng)根據(jù)模

47、壁高度、模樣材料及造型方法高度、模樣材料及造型方法綜合確定。一般綜合確定。一般為為153。模壁越高，斜度越小模壁越高，斜度越小。3、起模斜度（拔模斜度）、起模斜度（拔模斜度） 模樣壁與壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過(guò)渡，稱為鑄造模樣壁與壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過(guò)渡，稱為鑄造圓角。圓角。鑄造圓角可減少或避免砂型尖角損壞，防止產(chǎn)生粘砂、鑄造圓角可減少或避免砂型尖角損壞，防止產(chǎn)生粘砂、縮孔、裂紋?？s孔、裂紋。但鑄件分型面的轉(zhuǎn)角處不能有圓角。但鑄件分型面的轉(zhuǎn)角處不能有圓角。4.4.鑄造圓角鑄造圓角 型芯：型芯：型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔。型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔。型芯頭：型芯頭：是型芯的定位、支撐和排

48、氣的部分。是型芯的定位、支撐和排氣的部分。5.5.型芯及型芯頭型芯及型芯頭 垂直芯頭垂直芯頭 水平芯頭水平芯頭 一、熔模鑄造一、熔模鑄造 二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造 三、壓力鑄造三、壓力鑄造四、低壓鑄造四、低壓鑄造五、離心鑄造五、離心鑄造 第五節(jié)第五節(jié) 特種鑄造特種鑄造熔模鑄造（亦稱為精密鑄造、失蠟鑄造）熔模鑄造（亦稱為精密鑄造、失蠟鑄造） 用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂掛若干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(wú)分型面的鑄型；鑄型經(jīng)高溫焙出型外，從而獲得無(wú)分型面的鑄型；鑄型經(jīng)高溫

49、焙燒后即可進(jìn)行澆注。燒后即可進(jìn)行澆注。 一、熔模鑄造一、熔模鑄造模樣材料：蠟基材料、硬脂酸和松香等材料模樣材料：蠟基材料、硬脂酸和松香等材料熔模鑄造熔模鑄造蠟?zāi)Ｖ圃煜災(zāi)Ｖ圃焐a(chǎn)工藝過(guò)程生產(chǎn)工藝過(guò)程結(jié)殼結(jié)殼脫蠟脫蠟（熔模）（熔模）焙燒、造型焙燒、造型、澆注澆注落砂落砂清理清理壓型壓型蠟?zāi)褐葡災(zāi)褐平苛辖苛先錾叭錾埃ㄊ⑸埃ㄊ⑸埃┯不不稍锾幚砀稍锾幚砘瘜W(xué)硬化化學(xué)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(jié)劑粘結(jié)劑850950C焙燒焙燒焙燒后趁熱焙燒后趁熱 澆注澆注打碎型殼打碎型殼落砂落砂去澆口、去澆口、毛刺清理毛刺清理蠟?zāi)＝M裝蠟?zāi)＝M裝（一）熔模鑄造的生產(chǎn)工藝（一）熔模鑄造

50、的生產(chǎn)工藝 在蠟?zāi)＝M上涂掛若干層耐火涂料制在蠟?zāi)＝M上涂掛若干層耐火涂料制成型殼，成型殼，經(jīng)硬化后再將模樣熔化，排出經(jīng)硬化后再將模樣熔化，排出型外；鑄型經(jīng)高溫焙燒后即可進(jìn)行澆注。型外；鑄型經(jīng)高溫焙燒后即可進(jìn)行澆注。（二）熔模鑄造的主要特點(diǎn)及適用范圍（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，適用于各種合金鑄件的批）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，適用于各種合金鑄件的批 量或單件生產(chǎn)。量或單件生產(chǎn)。2）可制造形狀較復(fù)雜的薄壁鑄件，最?。┛芍圃煨螤钶^復(fù)雜的薄壁鑄件，最小壁厚可達(dá)壁厚可達(dá)0.7mm。3）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制造費(fèi)用和消耗的材料）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制造費(fèi)用

51、和消耗的材料費(fèi)用較費(fèi)用較高，高，多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不超過(guò)超過(guò)45kg。熔模鑄造典型零件熔模鑄造典型零件熔模鑄造主要用于熔模鑄造主要用于形狀復(fù)雜、難以切削加工形狀復(fù)雜、難以切削加工的小零件，的小零件，例如汽輪機(jī)葉片以及飛機(jī)、汽車、機(jī)床等上的小型零件。例如汽輪機(jī)葉片以及飛機(jī)、汽車、機(jī)床等上的小型零件。熔模鑄造鏤空附飾熔模鑄造鏤空附飾 金屬型鑄造又稱硬模鑄造，永久型鑄造，是將液體金屬金屬型鑄造又稱硬模鑄造，永久型鑄造，是將液體金屬澆入澆入金屬鑄型金屬鑄型，在重力或其它作用下充填鑄型，以獲得鑄件，在重力或其它作用下充填鑄型，以獲得鑄件的鑄

52、造方法。鑄型一般用鑄鐵或耐熱鋼制成，可重復(fù)使用幾的鑄造方法。鑄型一般用鑄鐵或耐熱鋼制成，可重復(fù)使用幾千次至幾萬(wàn)次。千次至幾萬(wàn)次。( (二二) )、金屬型鑄造、金屬型鑄造典型金屬型構(gòu)造（復(fù)合式分型）金屬型鑄造的工藝特點(diǎn)金屬型鑄造的工藝特點(diǎn)1. 金屬型要保持一定的金屬型要保持一定的溫度溫度，以減緩鑄型的冷卻速度，減少，以減緩鑄型的冷卻速度，減少鑄件缺陷；鑄件缺陷；2. 刷涂料刷涂料 金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料（厚度約為金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料（厚度約為0.2mm1.0mm），以保護(hù)型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕），以保護(hù)型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱和熱沖沖擊；擊；3. 金屬型鑄件冷卻快，組織致密，力學(xué)性能高；金屬型鑄件冷卻快，組織致密，力學(xué)性能高；4. 鑄件的精度和表面質(zhì)量較高；鑄件的精度和表面質(zhì)量較高；5. 節(jié)省造型材料，容易實(shí)現(xiàn)節(jié)省造型材料，容易實(shí)現(xiàn)“一型多鑄一型多鑄”，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)率高 。 金屬型鑄造的主要缺點(diǎn)是金屬型無(wú)透氣性和退讓性，鑄件金屬型鑄造的主要缺點(diǎn)是金屬型無(wú)透氣性和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產(chǎn)生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。另外，金冷卻速度大，容易產(chǎn)生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。另外，金屬型鑄造生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，工藝參數(shù)嚴(yán)格。屬型鑄造生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，工藝參數(shù)嚴(yán)格。壓力鑄造壓力