金屬工藝學(xué)_第2篇_熱加工工藝基礎(chǔ)_01鑄造01_LJH

1、冶金與材料工程學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院LJHCQUST金屬熱加工工藝金屬熱加工工藝 金屬液態(tài)凝固成形（鑄造）金屬液態(tài)凝固成形（鑄造） 金屬固態(tài)塑性成形（鍛壓）金屬固態(tài)塑性成形（鍛壓） 金屬連接成形（焊接）金屬連接成形（焊接）熱加工工藝熱加工工藝金屬液態(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（包括熔模鑄造、壓力鑄造、金屬型鑄造、和特種鑄造（包括熔模鑄造、壓力鑄造、

2、金屬型鑄造、離心鑄造、消失模鑄造等）。其中砂型鑄造是最基本的離心鑄造、消失模鑄造等）。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液態(tài)成形方法，所生產(chǎn)的鑄件占鑄件總量的80%以上。以上。液態(tài)金屬液態(tài)金屬自重或壓力作用下自重或壓力作用下預(yù)制型腔預(yù)制型腔鑄件（毛坯）鑄件（毛坯）冷卻凝固冷卻凝固 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，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。金屬液態(tài)成形的優(yōu)點(diǎn)金屬液態(tài)成形的優(yōu)點(diǎn)1. 適于做復(fù)雜外形，特別是復(fù)雜內(nèi)腔的毛適于做復(fù)雜外形，特別

3、是復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯（發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、氣缸等）坯（發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、氣缸等）2. 對(duì)材料的適應(yīng)性廣，鑄件的大小幾乎不對(duì)材料的適應(yīng)性廣，鑄件的大小幾乎不受限制（幾克受限制（幾克數(shù)百噸，幾毫米數(shù)百噸，幾毫米幾十米，幾十米，壁厚壁厚0.2mm1m，材質(zhì)幾乎不限），材質(zhì)幾乎不限）3. 成本低，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，成本低，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，一般不需要昂貴的設(shè)備；鑄件的機(jī)械加工一般不需要昂貴的設(shè)備；鑄件的機(jī)械加工余量相對(duì)較小，進(jìn)一步降低后續(xù)成本余量相對(duì)較小，進(jìn)一步降低后續(xù)成本是某些塑性很差的材料（如鑄鐵等）制造是某些塑性很差的材料（如鑄鐵等）制造其毛坯或零件的唯一成形工藝其毛坯或零件的唯一成形工藝金金屬屬

4、液液態(tài)態(tài)成成形形優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)鑄造工藝靈活性大，生產(chǎn)成本低。鑄造工藝靈活性大，生產(chǎn)成本低。大型鑄件大型鑄件小型鑄件小型鑄件復(fù)雜型腔復(fù)雜型腔1. 液態(tài)成形工藝過程比較復(fù)雜，一液態(tài)成形工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝過程還難以控制，尤其容易些工藝過程還難以控制，尤其容易出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量渣、夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，廢品率較高不夠穩(wěn)定，廢品率較高2. 液態(tài)成形零件內(nèi)部組織均勻性、液態(tài)成形零件內(nèi)部組織均勻性、致密性一般較差，晶粒較粗大，且致密性一般較差，晶粒較粗大，且常伴有缺陷，其力學(xué)性能較差常伴有缺陷，其力學(xué)性能較差3. 液態(tài)成

5、形零件精度難以控制，尤液態(tài)成形零件精度難以控制，尤其砂型鑄造鑄件精度一般較差其砂型鑄造鑄件精度一般較差金金屬屬液液態(tài)態(tài)成成形形缺缺點(diǎn)點(diǎn)鑄造工藝一般不適用于對(duì)性能、精度要求很高的成形加工。鑄造工藝一般不適用于對(duì)性能、精度要求很高的成形加工。金屬液態(tài)成形的缺點(diǎn)金屬液態(tài)成形的缺點(diǎn)一、合金的鑄造性能一、合金的鑄造性能液態(tài)合金的工藝性能表征為液態(tài)合金的液態(tài)合金的工藝性能表征為液態(tài)合金的鑄造性能：合金在鑄造過程中所表現(xiàn)出的適應(yīng)能力鑄造性能：合金在鑄造過程中所表現(xiàn)出的適應(yīng)能力通常是指合金的通常是指合金的流動(dòng)性流動(dòng)性、收縮性、吸氣性收縮性、吸氣性以及以及偏析偏析等性能，其中尤以等性能，其中尤以流動(dòng)性流動(dòng)性和和

6、收縮性收縮性重要。重要。合金鑄造性能合金鑄造性能是選擇鑄造金屬材料，確定鑄件的是選擇鑄造金屬材料，確定鑄件的鑄造工藝方案及進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。鑄造工藝方案及進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。第一節(jié)第一節(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ)（1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素充型能力的概念：充型能力的概念：液態(tài)金屬液態(tài)金屬充滿鑄型型腔充滿鑄型型腔，獲得尺獲得尺寸精確寸精確、輪廓清晰輪廓清晰鑄件的能力鑄件的能力充型的概念充型的概念: 液態(tài)合金填充鑄型的過程。液態(tài)合金填充鑄型的過程。充型能力不足充型能力不足澆不足澆不足冷冷 隔隔夾夾 砂砂氣氣 孔孔夾夾 渣渣充型能力的決定因素充型能力的決定因素合

7、金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性澆注條件澆注條件鑄型性質(zhì)鑄型性質(zhì)鑄件結(jié)構(gòu)等鑄件結(jié)構(gòu)等（1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素合金流動(dòng)性的測(cè)試合金流動(dòng)性的測(cè)試方法方法: 如右圖如右圖, ,將液態(tài)將液態(tài)合金澆入螺旋型試合金澆入螺旋型試樣鑄型中，冷凝后樣鑄型中，冷凝后測(cè)出充滿型腔的試測(cè)出充滿型腔的試樣長(zhǎng)度。澆出的試樣長(zhǎng)度。澆出的試樣越長(zhǎng)，合金的流樣越長(zhǎng)，合金的流動(dòng)性越好，動(dòng)性越好，合金充合金充型能力越好型能力越好。1.合金的流動(dòng)性：合金的流動(dòng)性：液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力，是合金液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力，是合金主要鑄造性能之一主要鑄造性能之一。幾種不同合金流動(dòng)性的比較幾種不同合金流動(dòng)性的比較鑄鐵的流

8、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（1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素2.合金流動(dòng)性的影響因素合金流動(dòng)性的影響因素 合金種類合金種類: : 合金不同其流動(dòng)性不同（鑄鐵合金不同其流動(dòng)性不同（鑄鐵硅黃銅硅黃銅鋁）鋁） 。 化學(xué)成分：同種合金，成分不同具有不同的結(jié)晶特點(diǎn)，流動(dòng)化學(xué)成分：同種合金，成分不同具有不同的結(jié)晶特點(diǎn)，流動(dòng)性也不同。（共晶鑄鐵性也不同。（共晶鑄鐵亞共晶鑄鐵）亞共晶鑄鐵） 。 結(jié)晶特性結(jié)晶特性: 恒溫下結(jié)晶（純金屬，共晶成分合金）

9、，流動(dòng)性較好；兩相區(qū)恒溫下結(jié)晶（純金屬，共晶成分合金），流動(dòng)性較好；兩相區(qū)內(nèi)結(jié)晶，流動(dòng)性較差。內(nèi)結(jié)晶，流動(dòng)性較差。（1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素影響合金流動(dòng)性的因素影響合金流動(dòng)性的因素很多，以化學(xué)成分的影很多，以化學(xué)成分的影響最為顯著。響最為顯著。對(duì)于純金屬或具有共晶對(duì)于純金屬或具有共晶成分的合金，其結(jié)晶溫成分的合金，其結(jié)晶溫度恒定，凝固時(shí)是由鑄度恒定，凝固時(shí)是由鑄件壁表面逐漸向中心推件壁表面逐漸向中心推進(jìn)，凝固后的表面比較進(jìn)，凝固后的表面比較光滑，對(duì)尚未凝固的金光滑，對(duì)尚未凝固的金屬液的流動(dòng)阻力較小，屬液的流動(dòng)阻力較小，故流動(dòng)性最好。故流動(dòng)性最好。（1 1）合金的流

10、動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素亞共晶鑄鐵流動(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)合金流動(dòng)性最高。點(diǎn)合金流動(dòng)性最高。澆注條件對(duì)充型能力（流動(dòng)性）的影響澆注條件對(duì)充型能力（流動(dòng)性）的影響澆注澆注條件條件澆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，過熱度大，液態(tài)金屬含熱量多，保持過熱度大，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)方向上所受的壓力液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力稱為充型壓力。充型壓力越大，充稱為充型壓力。充型

11、壓力越大，充型能力越強(qiáng)。型能力越強(qiáng)。 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動(dòng)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。阻力越大，充型能力越差。（1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素鑄型充填條件對(duì)充型能力（流動(dòng)性）的影響鑄型充填條件對(duì)充型能力（流動(dòng)性）的影響 鑄型溫度鑄型溫度鑄型預(yù)熱后，可減緩金屬鑄型預(yù)熱后，可減緩金屬液的冷卻速度，從而使充液的冷卻速度，從而使充型能力提高。但預(yù)熱溫度型能力提高。但預(yù)熱溫度不能過高。不能過高。鑄型材料鑄型材料鑄型材料的導(dǎo)熱系數(shù)鑄型材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容越大，對(duì)液和比熱容越大，對(duì)液態(tài)合金的激冷能力越態(tài)合金的激冷能力越強(qiáng)，充型能力越差。強(qiáng)，充型能力

12、越差。鑄型的發(fā)氣和透氣能力鑄型的發(fā)氣和透氣能力澆鑄時(shí)產(chǎn)生氣體能在金屬液與澆鑄時(shí)產(chǎn)生氣體能在金屬液與鑄型間形成氣膜，減小摩擦阻鑄型間形成氣膜，減小摩擦阻力，有利于充型。但發(fā)氣能力力，有利于充型。但發(fā)氣能力過強(qiáng)，透氣能力又差時(shí)，若澆過強(qiáng)，透氣能力又差時(shí)，若澆鑄速度太快，則型腔中的氣體鑄速度太快，則型腔中的氣體壓力增大，充型能力減弱。壓力增大，充型能力減弱。 （1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素鑄件結(jié)構(gòu)對(duì)充型能力（流動(dòng)性）的影響鑄件結(jié)構(gòu)對(duì)充型能力（流動(dòng)性）的影響折算厚度：折算厚度： 折算厚度也叫當(dāng)量折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù)，是鑄件體厚度或模數(shù)，是鑄件體積與鑄件表面積之比。積與鑄

13、件表面積之比。折算厚度越大，熱量散折算厚度越大，熱量散失越慢，充型能力就越失越慢，充型能力就越好。鑄件壁厚相同時(shí)，好。鑄件壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易垂直壁比水平壁更容易充填（大平面鑄件不易充填（大平面鑄件不易成形）。成形）。復(fù)雜程度：復(fù)雜程度： 鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力就越大，鑄型的充動(dòng)阻力就越大，鑄型的充填就越困難。填就越困難。（1 1）合金的流動(dòng)性及影響因素）合金的流動(dòng)性及影響因素（2 2）合金的收縮性）合金的收縮性三種凝固方式三種凝固方式逐層凝固，糊狀凝逐層凝固，糊狀凝固，中間凝固。固，中間凝固。* * 鑄件的凝固鑄件的凝固 鑄件在凝固過鑄件在凝固過程中，其截面一

14、般程中，其截面一般存在三個(gè)區(qū)域，即存在三個(gè)區(qū)域，即液相區(qū)、凝固區(qū)、液相區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)固相區(qū)。對(duì)鑄件質(zhì)。對(duì)鑄件質(zhì)量影響較大的主要量影響較大的主要是液相和固相并存是液相和固相并存的凝固區(qū)的寬窄。的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)的寬是依據(jù)凝固區(qū)的寬窄來(lái)劃分的。窄來(lái)劃分的。鑄件的三種凝固方式鑄件的三種凝固方式（1）逐層凝固方式）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楚地分開，這種合金在凝固過程中其斷面上固相和液相由一條界線清楚地分開，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

15、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。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）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。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。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。（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，稱為中間凝固方式。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。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄

16、鐵等具有中間凝固方式。 （2 2）合金的收縮性）合金的收縮性影響凝固的主要因素影響凝固的主要因素1. 1. 合金的結(jié)晶溫度范圍：合金的結(jié)晶溫度范圍： 合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)越窄，越趨向于逐層凝固。在合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)越窄，越趨向于逐層凝固。在鐵碳合金中普通灰鑄鐵為逐層凝固，高碳鋼為糊狀凝固。鐵碳合金中普通灰鑄鐵為逐層凝固，高碳鋼為糊狀凝固。2. 2. 鑄件的溫度梯度：鑄件的溫度梯度： 在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)的寬窄取決于鑄件在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)的寬窄取決于鑄件內(nèi)外層之間的溫度差，若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其內(nèi)外層之間的溫度差，若鑄件

17、內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其凝固區(qū)相應(yīng)由寬變窄。即增大溫度梯度可使合金的凝固方式向逐層凝固區(qū)相應(yīng)由寬變窄。即增大溫度梯度可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。凝固轉(zhuǎn)化；反之，鑄件的凝固方式向糊狀凝固轉(zhuǎn)化。 （2 2）合金的收縮性）合金的收縮性 合金的收縮合金的收縮 合金從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的合金從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。合金的收縮給液態(tài)成形工藝帶來(lái)許多困難，會(huì)造成現(xiàn)象。合金的收縮給液態(tài)成形工藝帶來(lái)許多困難，會(huì)造成許多鑄造缺陷（如縮孔、縮松、裂紋、變形等）。許多鑄造缺陷（如縮孔、縮松、裂紋、變形等）。合金收縮的三個(gè)

18、階段合金收縮的三個(gè)階段（2 2）合金的收縮性）合金的收縮性合金收縮引發(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。（2 2）合金的收縮性）合金的收縮性（1） 鑄件中的縮孔與縮松鑄件中的縮孔與縮松縮孔的形成: 純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍較窄的合金，澆純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍較

19、窄的合金，澆注后在型腔內(nèi)是由表及里的注后在型腔內(nèi)是由表及里的逐層凝固逐層凝固。在凝固過程中，。在凝固過程中，如得不到合金液的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地方就會(huì)產(chǎn)如得不到合金液的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地方就會(huì)產(chǎn)生縮孔。生縮孔。二、鑄造缺陷分析與鑄件質(zhì)量控制二、鑄造缺陷分析與鑄件質(zhì)量控制縮松的形成: 鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈度范圍寬的合金呈糊狀凝固糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、固，凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，枝晶骨架將合金液分割開的兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。小液體區(qū)難以

20、得到補(bǔ)縮所致。（1） 鑄件中的縮孔與縮松鑄件中的縮孔與縮松縮孔縮松的特點(diǎn): 縮孔總是集中出現(xiàn)在鑄件的上部或最后凝固的部縮孔總是集中出現(xiàn)在鑄件的上部或最后凝固的部位，其外形特征：內(nèi)表面粗糙，形狀不規(guī)則，多位，其外形特征：內(nèi)表面粗糙，形狀不規(guī)則，多近于倒圓錐形。通?？s孔隱藏于鑄件的內(nèi)部，有近于倒圓錐形。通?？s孔隱藏于鑄件的內(nèi)部，有時(shí)經(jīng)切削加工才能暴露出來(lái)?？s孔形成的主要原時(shí)經(jīng)切削加工才能暴露出來(lái)?？s孔形成的主要原因是液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮。因是液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮。 宏觀縮松多分布在鑄件最后凝固的部位，顯微縮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晶粒之間的微小孔洞

21、，縮松形成的松則是存在于晶粒之間的微小孔洞，縮松形成的主要原因也是液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮主要原因也是液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮所致。所致。（1） 鑄件中的縮孔與縮松鑄件中的縮孔與縮松影響縮孔縮松形成的因素影響縮孔縮松形成的因素: : （1）合金成分：結(jié)晶溫度范圍越小的合金（傾向于逐層）合金成分：結(jié)晶溫度范圍越小的合金（傾向于逐層凝固）容易產(chǎn)生縮孔；而結(jié)晶溫度范圍越大的合金（傾凝固）容易產(chǎn)生縮孔；而結(jié)晶溫度范圍越大的合金（傾向于糊狀凝固）容易產(chǎn)生縮松。向于糊狀凝固）容易產(chǎn)生縮松。 （2）澆注過程：澆注溫度、澆注速度等均影響合金的收）澆注過程：澆注溫度、澆注速度等均影響合金的收縮過程。

22、一般情況下，澆注溫度越高，形成縮孔的傾向縮過程。一般情況下，澆注溫度越高，形成縮孔的傾向大；澆注緩慢，縮孔的容積較小。大；澆注緩慢，縮孔的容積較小。 （3）鑄型條件：鑄型對(duì)縮孔、縮松的影響主要表現(xiàn)在鑄）鑄型條件：鑄型對(duì)縮孔、縮松的影響主要表現(xiàn)在鑄型對(duì)鑄件冷卻速度的影響上。鑄型激冷能力越大，縮松型對(duì)鑄件冷卻速度的影響上。鑄型激冷能力越大，縮松的容積越小（破碎枝晶的容積越?。ㄆ扑橹?）。）。 （4）鑄件結(jié)構(gòu)：鑄件的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著縮孔、縮松的形）鑄件結(jié)構(gòu)：鑄件的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著縮孔、縮松的形成，設(shè)計(jì)鑄件時(shí)必須考慮逐漸結(jié)構(gòu)的工藝合理性。成，設(shè)計(jì)鑄件時(shí)必須考慮逐漸結(jié)構(gòu)的工藝合理性。（1） 鑄件中的縮孔與

23、縮松鑄件中的縮孔與縮松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)離冒口的地方先鑄件中讓遠(yuǎn)離冒口的地方先凝固，靠近冒口的地方次凝凝固，靠近冒口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固。固，最后才是冒口本身凝固。實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。到冒口中去。原理原理合理布置內(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、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施。合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施。冒口的概念冒口的概念 為避免鑄件出現(xiàn)缺陷而附加在鑄件上方或側(cè)面的為避免鑄件出現(xiàn)缺陷而附加在鑄件上方或側(cè)面的補(bǔ)充部分，其主要作用之一

24、是避免出現(xiàn)縮孔、縮松等。補(bǔ)充部分，其主要作用之一是避免出現(xiàn)縮孔、縮松等。（1） 鑄件中的縮孔與縮松鑄件中的縮孔與縮松定向凝固原則解決縮孔縮松定向凝固原則解決縮孔縮松利用冒口和冷鐵實(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，如鑄鋼產(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。件、鋁青銅等。 （1） 鑄件中的縮孔與縮松鑄件中的縮孔與縮松內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(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程中，由于鑄件在凝固和冷卻的過程中，由于鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位鑄件的壁

25、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、砂箱等外力阻礙而型芯、澆冒口、砂箱等外力阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。產(chǎn)生的應(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)地通過鑄件的變形來(lái)緩解其應(yīng)狀態(tài)，將自發(fā)地通過鑄件的變形來(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、變形和裂紋熱應(yīng)力的形成過程熱應(yīng)力的形成過程（2）鑄

26、造應(yīng)力、變形和裂紋）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋熱應(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（2）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋同時(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（收縮小）、錫青灰鑄鐵（收縮?。?、錫青銅（糊狀凝固）等。銅（糊狀凝固）等。機(jī)械應(yīng)力：機(jī)械應(yīng)力：機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致形成機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致形成裂紋裂紋，鑄造過程中

27、，鑄造過程中 應(yīng)適時(shí)開箱以加以防止應(yīng)適時(shí)開箱以加以防止。（2）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋鑄件的變形原因鑄件的變形原因結(jié)論：結(jié)論：1）變形方向：）變形方向：應(yīng)力釋放的應(yīng)力釋放的方向方向2）厚部、心部）厚部、心部受拉應(yīng)力，受拉應(yīng)力，出現(xiàn)出現(xiàn)內(nèi)凹內(nèi)凹變形變形。薄部、表薄部、表面面受壓應(yīng)力，受壓應(yīng)力，出現(xiàn)出現(xiàn)外凸外凸變變形形。（2）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋鑄件的鑄件的上表面上表面冷卻快冷卻快鑄件變形的消除方法鑄件變形的消除方法 防止變形的方法防止變形的方法：與防止應(yīng)力的方法基本相同。帶與防止應(yīng)力的方法基本相同。帶有殘余應(yīng)力的鑄件，變形使殘余應(yīng)力減小而趨于穩(wěn)定。有殘余應(yīng)力的鑄件，變形使殘余應(yīng)力減小而趨于穩(wěn)定。鑄件的變形包括鑄件凝固后所發(fā)生的變形以及隨后的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。防止鑄件變形還有以下幾種方法：切削加工變形。防止鑄件變形還有以下幾種方法：1. 采用反變形法：可在模樣上做出與鑄件變形量相等采用反變形法：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(lái)抵消鑄件的變形，此種方法而方向相反的預(yù)變形量來(lái)抵消鑄件的變形，此種方法稱為反變形法。稱為反變形法。2. 去應(yīng)力退火或自然時(shí)效：鑄件機(jī)加工之前先進(jìn)行去去應(yīng)