鑄造成形技術(shù)基本知識(shí)ppt課件

1、資料成型工藝根底資料成型工藝根底總學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)：32 實(shí)際學(xué)時(shí)：實(shí)際學(xué)時(shí)：26 第一章第一章 金屬的鑄呵斥形金屬的鑄呵斥形 本章學(xué)習(xí)的根本目的是掌握鑄呵斥形本章學(xué)習(xí)的根本目的是掌握鑄呵斥形工藝的特點(diǎn)、常用鑄呵斥形方法、鑄件工藝的特點(diǎn)、常用鑄呵斥形方法、鑄件的工藝設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)。的工藝設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)。掌握影響鑄呵斥形工藝性的主要要素；掌握影響鑄呵斥形工藝性的主要要素；掌握砂型、金屬型、熔模、實(shí)型、壓力掌握砂型、金屬型、熔模、實(shí)型、壓力 鑄造等成形過(guò)程；鑄造等成形過(guò)程； 了解鑄造工藝方案的制定及鑄造工藝參數(shù)了解鑄造工藝方案的制定及鑄造工藝參數(shù)確定的原那么；確定的原那么； 了解鑄件外形、內(nèi)腔、壁厚、

2、壁間銜接等了解鑄件外形、內(nèi)腔、壁厚、壁間銜接等設(shè)計(jì)的根本原那么；設(shè)計(jì)的根本原那么； 了解鑄件缺陷產(chǎn)生的緣由及防止方法。了解鑄件缺陷產(chǎn)生的緣由及防止方法。 重點(diǎn)：鑄呵斥形的實(shí)際及主要成形方法。重點(diǎn)：鑄呵斥形的實(shí)際及主要成形方法。 難點(diǎn)：鑄件的工藝設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：鑄件的工藝設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)。根本知識(shí)根本知識(shí)鑄造特點(diǎn)及合金鑄造性能合金的充型才干及影響要素合金的收縮及影響要素鑄造特點(diǎn)及合金鑄造性能鑄造特點(diǎn)及合金鑄造性能1 1 、根本概念、根本概念 熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定外形金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定外形和性能鑄件的成形方法稱為鑄造。和

3、性能鑄件的成形方法稱為鑄造。 鑄造是機(jī)械制造中消費(fèi)機(jī)器零件或鑄造是機(jī)械制造中消費(fèi)機(jī)器零件或毛坯的主要方法之一。毛坯的主要方法之一。 機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)中鑄件機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)中鑄件7080%7080%； 農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械4070%4070%。砂型鑄造工藝過(guò)程2 2、主要特點(diǎn)、主要特點(diǎn)l l成形方便，工藝靈敏性大成形方便，工藝靈敏性大 外形、尺寸、質(zhì)量不受限制。外形、尺寸、質(zhì)量不受限制。 尤其是復(fù)雜內(nèi)腔的零件，鑄造往往是尤其是復(fù)雜內(nèi)腔的零件，鑄造往往是最正確的成形方法。如箱體、缸體、床最正確的成形方法。如箱體、缸體、床身、機(jī)架等。身、機(jī)架等。 資料范圍很廣，鑄鐵、鑄鋼、銅合金、資料范圍很廣，鑄鐵、鑄鋼、銅合

4、金、鋁合金、鎂合金、鋅合金等均可用于鑄鋁合金、鎂合金、鋅合金等均可用于鑄造，其中鑄鐵資料運(yùn)用最廣。造，其中鑄鐵資料運(yùn)用最廣。2 2本錢低廉，設(shè)備簡(jiǎn)單、周期短本錢低廉，設(shè)備簡(jiǎn)單、周期短 資料來(lái)源廣泛，且可以利用金屬?gòu)U料和廢機(jī)件。 普通不需求大型、精細(xì)設(shè)備。而且由熔融金屬直接就可獲得外形和尺寸與零件接近的毛坯或直接獲得零件精細(xì)鑄造，節(jié)省資料、減少加工工時(shí)以及消費(fèi)組織和半廢品運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，降低了鑄件的消費(fèi)本錢。3 3砂型鑄件的力學(xué)性能較差，質(zhì)量砂型鑄件的力學(xué)性能較差，質(zhì)量 不夠穩(wěn)定不夠穩(wěn)定 鑄件中經(jīng)常有許多缺陷(如氣孔，縮松等)，而且內(nèi)部組織粗大、不均勻，其力學(xué)性能比一樣資料的鍛件低。 此外，鑄造工序

5、繁多，一些工藝過(guò)程較難控制，使鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，廢品率較高。4砂型鑄造勞動(dòng)強(qiáng)度大，消費(fèi)條件砂型鑄造勞動(dòng)強(qiáng)度大，消費(fèi)條件差差 消費(fèi)過(guò)程中的廢氣、粉塵等對(duì)周圍環(huán)境呵斥污染。 近幾十年來(lái)，液態(tài)成形技術(shù)開展很快。許多新型液態(tài)成形資料、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的出現(xiàn)和現(xiàn)代化液態(tài)成形車間或工廠的建立，使液態(tài)成形勞動(dòng)條件大大改善，環(huán)境污染得到控制，鑄件的質(zhì)量和性能也大大提高，鑄件運(yùn)用范圍也日益擴(kuò)展。3 3、合金的鑄造性能、合金的鑄造性能 合金的鑄造性能主要是指合金的充合金的鑄造性能主要是指合金的充型才干與合金的收縮等。型才干與合金的收縮等。 鑄造的缺陷鑄造的缺陷, ,如澆缺乏、縮孔、如澆缺乏、縮孔、縮松、鑄造

6、應(yīng)力、變形、裂紋等都縮松、鑄造應(yīng)力、變形、裂紋等都與合金的鑄造性能有關(guān)。與合金的鑄造性能有關(guān)。鑄造缺陷照片鑄造缺陷照片合金的充型才干及影響要素合金的充型才干及影響要素 1 1、熔交融金的充型才干、熔交融金的充型才干 這里有二個(gè)根本概念即充型與充這里有二個(gè)根本概念即充型與充型才干。型才干。 熔化合金填充鑄型的過(guò)程熔化合金填充鑄型的過(guò)程, ,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱充型。充型。 熔交融金充溢鑄型型腔熔交融金充溢鑄型型腔, ,獲得外獲得外形完好形完好, ,輪廓明晰鑄件的才干輪廓明晰鑄件的才干, ,稱合金稱合金的充型才干。的充型才干。2 2、影響合金充型才干的主要要素、影響合金充型才干的主要要素 (1)流動(dòng)性 流動(dòng)性

7、指熔融金屬的流動(dòng)才干,它是影響充型才干的主要要素之一。 (2)澆注條件 指的是澆注溫度與充型的壓力。 (3)鑄型條件 熔交融金充型時(shí)，鑄型的阻力及鑄型對(duì)合金的冷卻作用都將影響合金的充型才干。1 1流動(dòng)性流動(dòng)性 影響合金流動(dòng)性的要素主要有：影響合金流動(dòng)性的要素主要有： 1 1、合金的種類、合金的種類 合金的流動(dòng)性與合金的熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、合金的流動(dòng)性與合金的熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、粘度等物理性能有關(guān)。粘度等物理性能有關(guān)。 鑄鋼熔點(diǎn)高，在鑄型中散熱快、凝鑄鋼熔點(diǎn)高，在鑄型中散熱快、凝固快，那么流動(dòng)性差。固快，那么流動(dòng)性差。2 2、合金的成分、合金的成分 1純金屬和共晶合金是在恒溫下進(jìn)展結(jié)晶，純金屬和共晶合金是在

8、恒溫下進(jìn)展結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)從外表向中心逐層凝固，流動(dòng)性好。結(jié)晶時(shí)從外表向中心逐層凝固，流動(dòng)性好。 特別是共晶合金，熔點(diǎn)最低，其流動(dòng)性最好。特別是共晶合金，熔點(diǎn)最低，其流動(dòng)性最好。 2 2亞共晶合金在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，亞共晶合金在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，其結(jié)晶過(guò)程是在鑄件截面上一定的寬其結(jié)晶過(guò)程是在鑄件截面上一定的寬度區(qū)域內(nèi)同時(shí)進(jìn)展的。在結(jié)晶區(qū)域中，度區(qū)域內(nèi)同時(shí)進(jìn)展的。在結(jié)晶區(qū)域中，既有外形復(fù)雜的枝晶，又有未結(jié)晶的既有外形復(fù)雜的枝晶，又有未結(jié)晶的液體。復(fù)雜的枝晶不僅妨礙熔融金屬液體。復(fù)雜的枝晶不僅妨礙熔融金屬的流動(dòng)，而且使熔融金屬的冷卻速度的流動(dòng)，而且使熔融金屬的冷卻速度加快，所以流動(dòng)差。加快，所以流

9、動(dòng)差。 結(jié)晶區(qū)間越大，流動(dòng)性越差。結(jié)晶區(qū)間越大，流動(dòng)性越差。3 3、雜質(zhì)、雜質(zhì) 熔融金屬中出現(xiàn)的固態(tài)夾雜物，將使液體的粘度添加，合金的流動(dòng)性下降。 如灰鐵中錳和硫，多以MnS熔點(diǎn)1650的方式懸浮在鐵液中，妨礙鐵液的流動(dòng)，使流動(dòng)性下降。4、含氣量 熔融金屬中的含氣量愈少，合金的流動(dòng)性愈好。 流動(dòng)性的測(cè)定：流動(dòng)性的測(cè)定： “螺旋形試樣。螺旋形試樣。流動(dòng)性愈好，澆出流動(dòng)性愈好，澆出的試樣愈長(zhǎng)。的試樣愈長(zhǎng)。灰鑄鐵、硅黃銅最灰鑄鐵、硅黃銅最好，鋁合金次之，好，鋁合金次之，鑄鋼最差。鑄鋼最差。2 2澆注條件澆注條件1 1、澆注溫度、澆注溫度 澆注溫度高，液態(tài)金屬所含的熱量多，在澆注溫度高，液態(tài)金屬所含的

10、熱量多，在同樣冷卻條件下，堅(jiān)持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，所以同樣冷卻條件下，堅(jiān)持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，所以流動(dòng)性好。因此，提高澆注溫度是改善合金流動(dòng)性好。因此，提高澆注溫度是改善合金充型才干的重要措施。充型才干的重要措施。 但澆注溫度過(guò)高，會(huì)使金屬的吸氣量和總但澆注溫度過(guò)高，會(huì)使金屬的吸氣量和總收縮量增大，從而添加鑄件其它缺陷的能夠收縮量增大，從而添加鑄件其它缺陷的能夠性如縮孔、縮松、粘砂、晶粒粗大等。性如縮孔、縮松、粘砂、晶粒粗大等。因此，在保證流動(dòng)性足夠的條件下，澆注溫因此，在保證流動(dòng)性足夠的條件下，澆注溫度應(yīng)盡能夠低些。度應(yīng)盡能夠低些?？刂茲沧囟龋嚎刂茲沧囟龋?灰鑄鐵：灰鑄鐵：1200012000 鑄鑄

11、 鋼：鋼：1520162015201620 鋁合金：鋁合金：6807806807802 2、充型壓力、充型壓力 壓力愈大，充型才干愈好。壓力愈大，充型才干愈好。 砂型鑄造時(shí)，充型壓力是由直澆道的靜砂型鑄造時(shí)，充型壓力是由直澆道的靜壓力產(chǎn)生的，適當(dāng)提高直繞道的高度，可壓力產(chǎn)生的，適當(dāng)提高直繞道的高度，可提高充型才干。但過(guò)高使鑄件易產(chǎn)生砂眼、提高充型才干。但過(guò)高使鑄件易產(chǎn)生砂眼、氣孔等缺陷。氣孔等缺陷。 在低壓鑄造、壓力鑄造和離心鑄造時(shí)，在低壓鑄造、壓力鑄造和離心鑄造時(shí)，因人為加大了充型壓力，故充型才干較強(qiáng)。因人為加大了充型壓力，故充型才干較強(qiáng)。3 3鑄型條件鑄型條件 鑄型條件影響合金充型才干有以

12、下四個(gè)方面：鑄型條件影響合金充型才干有以下四個(gè)方面： 1 1、鑄型的蓄熱才干、鑄型的蓄熱才干 表示鑄型從熔交融金中吸收并傳出熱量表示鑄型從熔交融金中吸收并傳出熱量的才干，鑄型資料的比熱和熱導(dǎo)率愈大，對(duì)的才干，鑄型資料的比熱和熱導(dǎo)率愈大，對(duì)熔融金屬的的冷卻作用愈強(qiáng)，合金在型腔中熔融金屬的的冷卻作用愈強(qiáng)，合金在型腔中堅(jiān)持流動(dòng)的時(shí)間縮短，合金的充型才干愈差。堅(jiān)持流動(dòng)的時(shí)間縮短，合金的充型才干愈差。2 2、鑄型溫度、鑄型溫度 鑄型預(yù)熱減小了鑄型與熔融金屬的溫度差，減緩了合金的冷卻速度，延伸了合金在鑄型中的流動(dòng)時(shí)間，那么合金充型才干提高。3、鑄型中的氣體 澆注時(shí)因熔融金屬在型腔中的熱作用而產(chǎn)生大量氣體。

13、假設(shè)鑄型的排氣才干差，那么型腔中氣體的壓力增大，妨礙熔融金屬的充型。鑄造時(shí)除應(yīng)盡量減小氣體的來(lái)源外，應(yīng)添加鑄型的透氣性，并開設(shè)出氣口，使型腔及型砂中的氣體順利排出。4 4、鑄件構(gòu)造的壁厚、鑄件構(gòu)造的壁厚 當(dāng)鑄件壁厚過(guò)小、壁厚急劇變化、構(gòu)造復(fù)雜或有大的程度面時(shí)，均會(huì)使充型困難。 在進(jìn)展鑄件構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，鑄件的外形應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，壁厚應(yīng)大于規(guī)定的最小壁厚。對(duì)于外形復(fù)雜、薄壁、散熱面大的鑄件，應(yīng)盡量選擇流動(dòng)性好的合金或采取其它相應(yīng)措施。合金的收縮及影響要素合金的收縮及影響要素合金的收縮：合金的收縮： 鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，其體積或尺鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，其體積或尺寸減少的景象稱為收縮。寸減少的景象稱為

14、收縮。收縮過(guò)程及影響要素收縮過(guò)程及影響要素 收縮可分為收縮可分為 液態(tài)收縮液態(tài)收縮 凝固收縮凝固收縮 固態(tài)收縮固態(tài)收縮 體收縮縮孔、縮松體收縮縮孔、縮松 線收縮應(yīng)力、變形、裂紋線收縮應(yīng)力、變形、裂紋收縮過(guò)程及影響要素收縮過(guò)程及影響要素1 1、收縮過(guò)程的三個(gè)階段：、收縮過(guò)程的三個(gè)階段： 液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮 合金的總收縮為上述三個(gè)階段收縮之和。它與合金的總收縮為上述三個(gè)階段收縮之和。它與合金的成分、溫度和相變有關(guān)。不同合金收縮合金的成分、溫度和相變有關(guān)。不同合金收縮率是不同的。率是不同的。2 2、影響收縮的要素、影響收縮的要素 1)化學(xué)成分 碳素鋼隨含碳量添加

15、，凝固收縮添加，而固態(tài)收縮略減?；诣T鐵中碳是構(gòu)成石墨化元素， 硅是促進(jìn)石墨化元素，碳硅含量添加，收縮率減小。 硫妨礙石墨的析出，使鑄鐵的收縮率增大。 適量的錳，可與硫合成MnS，抵消硫?qū)κ姆恋K作用，使收縮率減小。但含錳量過(guò)高，鑄鐵的收縮率又有添加。 2)2)澆注溫度澆注溫度 澆注溫度愈高，過(guò)熱度愈大，澆注溫度愈高，過(guò)熱度愈大，合金的液態(tài)收縮添加。合金的液態(tài)收縮添加。3 3鑄件構(gòu)造鑄件構(gòu)造 鑄件冷卻時(shí)，因外形和尺寸不同，各部分的冷卻速度不同，結(jié)果對(duì)鑄件收縮產(chǎn)生妨礙。 4鑄型和型芯對(duì)鑄件的收縮也產(chǎn)活力械阻力 鑄件的實(shí)踐線收縮率比自在線收縮率小。因此設(shè)計(jì)容貌時(shí)，應(yīng)根據(jù)合金的種類、鑄件的外形、尺寸

16、等要素，選取適宜的收縮率?？s孔與縮松的構(gòu)成與防止縮孔與縮松的構(gòu)成與防止 由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的體積得不到補(bǔ)充，在鑄造件最后凝固部位將構(gòu)成孔洞。 按孔洞的大小和分布可分為縮孔和縮松。 縮孔是比較集中的孔洞。 縮松是比較分散的孔洞。1 1、縮孔、縮孔 縮孔通常隱藏在鑄件上部或最后凝固部位?？s孔通常隱藏在鑄件上部或最后凝固部位。 縮孔的構(gòu)成過(guò)程?？s孔的構(gòu)成過(guò)程。 液態(tài)金屬填滿鑄型后，因鑄型吸熱，接近型腔液態(tài)金屬填滿鑄型后，因鑄型吸熱，接近型腔外表的金屬很快降到凝固溫度，凝固成一層外外表的金屬很快降到凝固溫度，凝固成一層外殼，溫度下降，合金逐層凝固，由于液態(tài)收縮和殼，溫度下降，合金逐層凝固，由

17、于液態(tài)收縮和補(bǔ)充凝固層的凝固收縮，體積縮減，液面下降，補(bǔ)充凝固層的凝固收縮，體積縮減，液面下降，鑄件內(nèi)部出現(xiàn)空隙，直到內(nèi)部完全凝固，在鑄件鑄件內(nèi)部出現(xiàn)空隙，直到內(nèi)部完全凝固，在鑄件上部構(gòu)成縮孔。上部構(gòu)成縮孔。 純金屬或共晶成分的合金易于構(gòu)成集中縮孔。純金屬或共晶成分的合金易于構(gòu)成集中縮孔。2 2、縮松、縮松 將集中縮孔分散為數(shù)量極多的小縮孔。將集中縮孔分散為數(shù)量極多的小縮孔。 液一固兩相區(qū)，構(gòu)成樹枝狀結(jié)晶。這種凝液一固兩相區(qū)，構(gòu)成樹枝狀結(jié)晶。這種凝固方式稱糊狀凝固。固方式稱糊狀凝固。 枝晶長(zhǎng)到一定程度使熔融金屬被分別成彼枝晶長(zhǎng)到一定程度使熔融金屬被分別成彼此孤立的形狀，它們繼續(xù)凝固時(shí)也將產(chǎn)生此

18、孤立的形狀，它們繼續(xù)凝固時(shí)也將產(chǎn)生收縮，這時(shí)鑄件中心雖有液體存在，但由收縮，這時(shí)鑄件中心雖有液體存在，但由于樹枝晶的妨礙使之無(wú)法補(bǔ)縮，在凝固后于樹枝晶的妨礙使之無(wú)法補(bǔ)縮，在凝固后構(gòu)成許多微小的孔洞。這種很細(xì)小的孔洞構(gòu)成許多微小的孔洞。這種很細(xì)小的孔洞稱為疏松。稱為疏松。 縮松縮松3 3、縮孔和縮松的防止、縮孔和縮松的防止 按照定向凝固原那么進(jìn)展凝固，使鑄件上從按照定向凝固原那么進(jìn)展凝固，使鑄件上從遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間建立一個(gè)逐漸遞增遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間建立一個(gè)逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口的方向定向地凝固?？诘姆较蚨ㄏ虻啬?。

19、 這樣鑄件上每一部分的收縮都得到稍后凝固這樣鑄件上每一部分的收縮都得到稍后凝固部分的合金液的補(bǔ)充，縮孔轉(zhuǎn)移到冒口部位，部分的合金液的補(bǔ)充，縮孔轉(zhuǎn)移到冒口部位，切除后便可得到無(wú)縮孔的致密鑄件。切除后便可得到無(wú)縮孔的致密鑄件。 合理地運(yùn)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施是合理地運(yùn)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施是消除縮孔、縮松的有效措施。消除縮孔、縮松的有效措施。鑄造應(yīng)力、鑄件的變形與裂紋及防止措施鑄造應(yīng)力、鑄件的變形與裂紋及防止措施 鑄件收縮時(shí)受阻就產(chǎn)生鑄造應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力超越資料的屈服極限時(shí)，鑄件產(chǎn)生變形。 應(yīng)力超越資料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，鑄件就產(chǎn)生裂紋。1、鑄造應(yīng)力 按產(chǎn)生的緣由不同，可分為熱應(yīng)力、收縮應(yīng)力按產(chǎn)生

20、的緣由不同，可分為熱應(yīng)力、收縮應(yīng)力 1 1熱應(yīng)力熱應(yīng)力 在凝固和冷卻過(guò)程中，不同部位由于不平衡在凝固和冷卻過(guò)程中，不同部位由于不平衡的收縮而引起的應(yīng)力，稱熱應(yīng)力。的收縮而引起的應(yīng)力，稱熱應(yīng)力。 冷卻較慢的厚壁處或心部受拉伸，冷卻較快冷卻較慢的厚壁處或心部受拉伸，冷卻較快的薄壁處或外表受緊縮，鑄件的壁厚差別愈大、的薄壁處或外表受緊縮，鑄件的壁厚差別愈大、合金的線收縮率或彈性模量愈大，熱應(yīng)力愈大。合金的線收縮率或彈性模量愈大，熱應(yīng)力愈大。 定向凝固時(shí)，由于鑄件各部分冷卻速度不一定向凝固時(shí)，由于鑄件各部分冷卻速度不一致，產(chǎn)生的熱應(yīng)力較大，鑄件易出現(xiàn)變形和裂紋。致，產(chǎn)生的熱應(yīng)力較大，鑄件易出現(xiàn)變形和裂

21、紋。2 2收縮應(yīng)力收縮應(yīng)力 固態(tài)收縮時(shí)，因受鑄型、型芯、澆冒口固態(tài)收縮時(shí)，因受鑄型、型芯、澆冒口等外力的妨礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱收縮應(yīng)力。等外力的妨礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱收縮應(yīng)力。 普通鑄件冷卻到彈性形狀后，收縮受阻普通鑄件冷卻到彈性形狀后，收縮受阻都會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力。都會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力。 收縮應(yīng)力常表現(xiàn)為拉應(yīng)力。構(gòu)成緣由一收縮應(yīng)力常表現(xiàn)為拉應(yīng)力。構(gòu)成緣由一經(jīng)消除如鑄件落砂或去除澆口后收縮經(jīng)消除如鑄件落砂或去除澆口后收縮應(yīng)力也隨之消之，因此收縮應(yīng)力是一種暫應(yīng)力也隨之消之，因此收縮應(yīng)力是一種暫時(shí)應(yīng)力。但在落砂前，假設(shè)鑄件的收縮應(yīng)時(shí)應(yīng)力。但在落砂前，假設(shè)鑄件的收縮應(yīng)力和熱應(yīng)力共同作用其瞬間應(yīng)力大于鑄件力和熱應(yīng)力共

22、同作用其瞬間應(yīng)力大于鑄件的抗拉強(qiáng)度時(shí)，鑄件會(huì)產(chǎn)生裂紋。的抗拉強(qiáng)度時(shí)，鑄件會(huì)產(chǎn)生裂紋。鑄造應(yīng)力2 2、減小和消除鑄造應(yīng)力的措施、減小和消除鑄造應(yīng)力的措施1 1合理地設(shè)計(jì)鑄件的構(gòu)造合理地設(shè)計(jì)鑄件的構(gòu)造 鑄件的外形愈復(fù)雜，各部分壁厚相差愈大，鑄件的外形愈復(fù)雜，各部分壁厚相差愈大，冷卻時(shí)溫度愈不均勻，鑄造應(yīng)力愈大。因此，冷卻時(shí)溫度愈不均勻，鑄造應(yīng)力愈大。因此，在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)盡量使鑄件外形簡(jiǎn)單、對(duì)稱、在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)盡量使鑄件外形簡(jiǎn)單、對(duì)稱、壁厚均勻。壁厚均勻。2 2采用同時(shí)凝固的工藝采用同時(shí)凝固的工藝 所謂同時(shí)凝固是指采取一些工藝措施，使所謂同時(shí)凝固是指采取一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同時(shí)進(jìn)

23、展凝固。因鑄件各部分溫差很小，幾乎同時(shí)進(jìn)展凝固。因各部分溫差小，不易產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱裂，鑄件各部分溫差小，不易產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱裂，鑄件變形小。設(shè)法改善鑄型、型芯的退讓性，合理變形小。設(shè)法改善鑄型、型芯的退讓性，合理設(shè)置澆冒口等。設(shè)置澆冒口等。 該工藝是在工件厚壁處加冷鐵，冒口設(shè)薄壁該工藝是在工件厚壁處加冷鐵，冒口設(shè)薄壁處。處。3 3時(shí)效處置是消除鑄造應(yīng)力的有效措施時(shí)效處置是消除鑄造應(yīng)力的有效措施 時(shí)效分自然時(shí)效、熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效等。自然時(shí)效： 將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上，讓其內(nèi)應(yīng)力消除。熱時(shí)效人工時(shí)效： 又稱去應(yīng)力退火，是將鑄件加熱到550650，保溫24h，隨爐冷卻至150200 ，然后出爐。振

24、動(dòng)法： 將鑄件在其共振頻率下震動(dòng)1060min，以消除鑄件中的殘留應(yīng)力。3 3、鑄件的變形與防止、鑄件的變形與防止在熱應(yīng)力的作用下，鑄件薄的部分受壓應(yīng)力,厚的部分受拉應(yīng)力，但鑄件總是力圖經(jīng)過(guò)變形來(lái)減緩其內(nèi)應(yīng)力。 因此，鑄件常發(fā)生不同程度的變形。鑄件的變形使鑄件精度降低，嚴(yán)重時(shí)可以使鑄件報(bào)廢，應(yīng)予防止。 因鑄件變形是由鑄造應(yīng)力引起，減小和防止鑄造應(yīng)力的方法，是防止鑄件變形的有效措施。防止變形的措施：防止變形的措施：構(gòu)造上：壁厚均勻，外形對(duì)稱；構(gòu)造上：壁厚均勻，外形對(duì)稱；工藝上：同時(shí)凝固，冷卻均勻；工藝上：同時(shí)凝固，冷卻均勻；“反變形法：統(tǒng)計(jì)鑄件變形反變形法：統(tǒng)計(jì)鑄件變形規(guī)律根底上，在模型上預(yù)先作

25、規(guī)律根底上，在模型上預(yù)先作出相當(dāng)于鑄件變形量的反變形出相當(dāng)于鑄件變形量的反變形量，以抵消鑄件的變形。用于量，以抵消鑄件的變形。用于長(zhǎng)而易變形的工件。長(zhǎng)而易變形的工件。4 4、鑄件的裂紋與防止、鑄件的裂紋與防止當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超越金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件便產(chǎn)生裂紋。 裂紋是嚴(yán)重的鑄造缺陷，必需設(shè)法防止。 裂紋按構(gòu)成的溫度范圍分為熱裂和冷裂兩種。1 1 熱裂熱裂 熱裂的產(chǎn)生熱裂的產(chǎn)生 普通是在凝固末期，金屬處于固相普通是在凝固末期，金屬處于固相線附近的高溫時(shí)構(gòu)成的。其外形特征是線附近的高溫時(shí)構(gòu)成的。其外形特征是裂痕短，縫隙寬，外形曲折，縫內(nèi)呈氧裂痕短，縫隙寬，外形曲折，縫內(nèi)呈氧化顏色。鑄件構(gòu)造不合理，合

26、金收縮大，化顏色。鑄件構(gòu)造不合理，合金收縮大，型芯砂退讓性差以及鑄造工藝不合型芯砂退讓性差以及鑄造工藝不合理等均可引發(fā)熱裂。理等均可引發(fā)熱裂。 鋼和鐵中的硫、磷降低了鋼和鐵的韌鋼和鐵中的硫、磷降低了鋼和鐵的韌性，使熱裂傾向增大。性，使熱裂傾向增大。 熱裂的防止熱裂的防止 合理地調(diào)整合金成分嚴(yán)厲控制鋼和鐵中合理地調(diào)整合金成分嚴(yán)厲控制鋼和鐵中的硫、磷含量，合理地設(shè)計(jì)鑄件構(gòu)造，采的硫、磷含量，合理地設(shè)計(jì)鑄件構(gòu)造，采用同時(shí)凝固的原那么和改善型芯砂的退用同時(shí)凝固的原那么和改善型芯砂的退讓性，都是防止熱裂的有效措施。讓性，都是防止熱裂的有效措施。2 2 冷裂冷裂 冷裂的產(chǎn)生 冷裂是鑄件冷卻到低溫處于彈性形狀時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力的總和，假設(shè)大于該溫度下合金的強(qiáng)度，那么產(chǎn)生冷裂。 冷裂是在較低溫度下構(gòu)成的，其裂痕細(xì)小，呈延續(xù)直線狀，縫內(nèi)干凈，有時(shí)呈細(xì)微氧化色。壁厚差別大、外形復(fù)雜的鑄件，尤其是大而薄的鑄件易于發(fā)生冷裂。 冷裂的防止冷裂的防止 凡是減小鑄造內(nèi)