材料成形技術精品課件

1、材料成形技術第1頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 液態(tài)成形鑄造成形 將液態(tài)金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后獲得毛坯或零件的方法，稱為鑄造(casting)。 鑄造是毛坯或機器零件成形的重要方法之一。鑄造成形特點1.優(yōu)點 (1)適應性廣泛 鑄件材質、大小、形狀幾乎不受限制。 不宜塑性加工或焊接成形的材料，鑄造成形尤具優(yōu)勢。 (2)可形成形狀復雜的零件 (3)生產成本較低 鑄造用原材料來源廣泛，價格低廉。 鑄件與最終零件的形狀相似，尺寸相近，加工余量小。2.缺點 涉及生產工序較多，過程難以精確控制，廢品率較高； 鑄件組織疏松，晶粒粗大，鑄件

2、某些力學性能較低； 鑄件表面粗糙，尺寸精度不高。工作環(huán)境較差，工人勞動強度大。 第2頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四1 金屬液態(tài)成形基本原理鑄造性能: 合金在鑄造過程中所表現出來的工藝性能，稱為合金的鑄造性能。主要指流動性、收縮性、偏析和吸氣性等。 鑄件的質量與合金的鑄造性能密切相關。1.1 合金的流動性和充型能力1流動性 液態(tài)合金本身的流動能力，叫做合金的流動性。 流動性好的合金，充型能力強，易于獲得輪廓清晰、形狀復雜的鑄件。液態(tài)金屬中的氣體和夾雜物易于上浮，利于鑄件補縮。 流動性差的合金，鑄件容易產生澆不足、冷隔、氣孔和夾雜缺陷。 液態(tài)合金的流動性，通常用螺旋形試

3、樣的長度來衡量。 澆出的試樣愈長，流動性愈好。 灰鑄鐵、硅黃銅的流動性最好，而鑄鋼最差. 第3頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四圖1-1 螺旋形流動性試樣示意圖第4頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2影響合金流動性的因素 化學成分對合金流動性的影響最為顯著。 純金屬和共晶成分的合金金流動性最好：恒溫下結晶，固液界面光滑，流動阻力較小。同時，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動性最好。 其他成分的合金是在一定溫度范圍內結晶的，由于初生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流動阻力加大，合金的流動性大

4、大下降. Fe-C合金的流動性與含碳量之間的關系： 亞共晶鑄鐵隨含碳量增加，結晶溫度區(qū)間減小，流動性逐漸提高，越接近共晶成分，合金的流動性愈好.第5頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3充型能力 充型能力是指金屬液充滿鑄型型腔，獲得輪廓清晰、形狀準確的鑄件的能力。 若充型能力不強，則易產生澆不足、冷隔等缺陷，造成廢品。4影響充型能力的因素1.合金本身流動性第6頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2.工藝因素 (1)澆注條件 提高合金的澆注溫度和澆注速度，增大靜壓頭高度都會使合金的充型能力提高。 但澆注溫度太高，將使合金的收縮量增加，吸氣增多，氧化嚴重

5、，鑄件會產生嚴重的粘砂和脹砂缺陷。 每種合金的澆注溫度都在一定的溫度范圍內： 鑄鋼為1520-1620；鑄鐵為1230-1450；鋁合金為680-780。 (2)鑄型 a. 鑄型的溫度和熱物理性能： 鑄型溫度越低，熱容量越大，從合金中吸收并儲存熱量的能力越強； 鑄型的導熱性越好，傳導熱量的能力越強。合金保持液態(tài)的時間越短。 充型能力下降。 b.鑄型的發(fā)氣量和排氣能力： 鑄型發(fā)氣量大、排氣能力差，合金流動受阻。充型能力下降。 C.鑄型結構的復雜程度： 澆注系統(tǒng)和鑄型的結構越復雜，合金充型時的阻力越大。充型能力下降。第7頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四1.2 鑄件的凝固與

6、收縮1鑄件的凝固方式 凝固過程中的鑄件斷面一般存在三個區(qū)域：固相區(qū)、凝固區(qū)和液相區(qū)。凝固區(qū)的寬度對鑄件質量影響較大。鑄件“凝固方式” 依此區(qū)的寬窄來劃分： (1)逐層凝固 鑄件在凝固過程中不存在凝固區(qū)，斷面上外層的固體和內層的液體由一條界限(凝固前沿)清楚地分開。純金屬或共晶成分合金的凝固屬此方式。 (2)糊狀凝固 如果合金的結晶溫度范圍很寬，且鑄件的溫度分布較為平坦，則在凝固的某段時間內，鑄件表面并不存在固體層，而凝固區(qū)貫穿整個斷面。先呈糊狀而后固化。 (3)中間凝固 大多數合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固。鑄件質量與其凝固方式密切相關： 逐層凝固時，合金充型能力強，利于防

7、止縮孔和縮松。例灰鑄鐵、鋁硅合金。 糊狀凝固時，難以獲得結晶緊實的鑄件。例球墨鑄鐵、錫青銅、鋁銅合金。為獲得緊實致密鑄件常需采用適當的補縮工藝措施。 第8頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四圖1-2 鑄件的凝固方式第9頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2鑄造合金的收縮 液態(tài)合金在凝固和冷卻過程中，體積和尺寸減小的現象稱為液態(tài)合金的收縮。收縮能使鑄件產生縮孔、縮松、裂紋、變形和內應力等缺陷，影響鑄件質量。合金的收縮經歷三個階段(如圖1-3): (1) 液態(tài)收縮: 從澆注溫度到凝固開始溫度的收縮。 (2) 凝固收縮: 從凝固開始溫度到凝固終止溫度間的收

8、縮. (3) 固態(tài)收縮: 從凝固終止溫度到室溫間的收縮。 合金的收縮率為上述三個階段收縮率的總和。 由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮體現為合金體積的縮減，故常用體積收縮率來表示； 合金的固態(tài)收縮不僅引起體積上的縮減，而且還使鑄件在尺寸上縮減，因此常用線收縮率來表示。 不同合金的收縮率不同。 常用合金中，鑄鋼的收縮率最大，灰鑄鐵最小。第10頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四圖1-3 合金收縮的三個階段第11頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四表1-1 幾種鐵碳合金的體積收縮率表1.2 常用鑄造合金的線收縮率第12頁，共81頁，2022年，5月20日，22

9、點15分，星期四3縮孔和縮松 (1)縮孔和縮松的形成 液態(tài)合金在鑄型內冷凝過程中，若液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到及時補充，在鑄件的最后凝固部位形成孔洞。據孔洞的大小和分布，可分為縮孔和縮松兩類。 縮孔：集中在鑄件上部或最后凝固部位的容積較大的孔洞。 呈倒圓錐形。 縮松：分散于鑄件某些區(qū)域內的細小縮孔。 縮孔的形成 逐層凝固合金 合金的液態(tài)收縮和凝固收縮越大，固態(tài)收縮越小，澆注溫度越高，鑄件的壁越厚，縮孔的容積就越大。 縮松的形成 糊狀凝固合金 第13頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四縮孔動畫1縮孔動畫2縮孔動畫3第14頁，共81頁，2022年，5月20日，22點

10、15分，星期四1.3 鑄造內應力、變形和裂紋1鑄造應力 鑄件在凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中，若固態(tài)收縮受到阻礙，將會在鑄件內部產生應力（臨時應力 和殘余應力），是鑄件產生變形和裂紋的根本原因。（1）熱應力： 因鑄件壁厚不均，各部分冷速不同，同一時期各部分收縮不一致。（2） 相變應力 合金在彈性狀態(tài)下發(fā)生相變引起體積變化而產生的應力。 （3）機械應力： 合金的線收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的內應力。 機械應力在鑄件落砂之后，便自行消除。 鑄造應力是熱應力、機械應力和相變應力三者的代數和。 鑄造應力會使鑄件產生變形、裂紋，降低承載能力，影響加工精度等。應力形成動畫第15頁，共81頁，2022年，

11、5月20日，22點15分，星期四減小應力的措施 a. 在鑄造工藝上采取“同時凝固原則”。 盡量減小鑄件各部位間的溫度差，使鑄件各部位同時冷卻凝固。 如厚壁處加冷鐵，將內澆道設在薄壁處。 適用于： .凝固收縮小的合金； .壁厚均勻、結晶溫度范圍寬、對致密性要求不高的 鑄件。b. 改善鑄型和型芯的退讓性。c. 澆注后早開型，可有效減小機械應力。d. 將鑄件加熱到550650之間保溫，進行去應力退火可消除殘余 應力。第16頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2. 鑄件的變形存在殘留應力的鑄件是不穩(wěn)定的，將自發(fā)地通過變形來減緩其內應力，以趨于穩(wěn)定。防止鑄件變形措施: a. 鑄件設

12、計力求壁厚均勻、形狀簡單而對稱。b. 對于細而長、大而薄的易變形鑄件，可采用“反變形法”。 將模樣制成與鑄件變形方向相反的形狀，待鑄體冷卻后變形正好與相反的形狀抵消。C. 自然時效處理法。 將鑄件置于露天場地一段時間，使其緩慢地發(fā)生變形，從而使內應力得以消除。第17頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3鑄件的裂紋 當鑄造內應力超過金屬材料的抗拉強度時，鑄件便會產生裂紋。裂紋可分為熱裂和冷裂兩種： (1) 熱裂 凝固后期的高溫金屬強度低，應力超過金屬的最大強度便產生熱裂。 影響熱裂的主要因素： 合金性質 合金結晶溫度范圍愈寬，凝固收縮量愈大，合金的熱裂傾向也愈大。 灰鑄鐵和

13、球墨鑄鐵凝固收縮小，熱裂傾向較小; 鑄鋼、某些鑄鋁合金、白口鑄鐵的熱裂傾向較大. 鑄型阻力 鑄型、型芯的退讓性愈好，機械應力愈小，形成熱裂的可能性愈小。 防止熱裂的主要方法: 設計合理的鑄件結構； 改善型砂和芯砂的退讓性； 嚴格限制鋼和鑄鐵中硫的含量等; 適當增加鑄型吃砂量。第18頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四(2) 冷裂 鑄件凝固后在較低溫度下形成的裂紋叫冷裂。冷裂紋形狀特征： 1. 表面光滑，具有金屬光澤或呈微氧化色； 2. 裂口常穿過晶粒延伸到整個斷面，常呈圓滑曲線或直線狀； 3. 常出現于： （1）脆性大、塑性差的合金：白口鑄鐵、高碳鋼、某些合金鋼； （2）

14、大型復雜鑄鐵件的應力集中部位。防止冷裂的主要方法: 1. 減小鑄造內應力： （1）鑄件壁厚要均勻； （2）增加型砂和芯砂的退讓性。 2. 降低合金的脆性： 降低鋼和鑄鐵中的含磷量。第19頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4. 合金的偏析 鑄件中出現化學成分不均勻的現象稱為偏析。 偏析可分為兩大類：微觀偏析和宏觀偏析。 晶內偏析：晶粒內各部分化學成分不均勻的現象，是微觀偏析的一種。 在實際鑄造條件下，固溶體的合金的凝固速度較快，原子來不及充分擴散，枝晶內部的化學成分必然不均勻。 把鑄件重新加熱到高溫，經長時間保溫，使原子充分擴散。 擴散退火消除晶內偏析 。 密度偏析：鑄件

15、上、下部分化學成分不均勻的現象，是宏觀偏析的一種。當組成合金元素的密度相差懸殊時，密度小的元素大都集中在鑄件上部，密度大的元素則較多地集中在下部。 澆注時充分攪拌或加速金屬液冷卻 防止密度偏析。 宏觀偏析有很多種，除密度偏析之外，還有正偏析、逆偏析、v形偏析和帶狀偏析等。 第20頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 5. 合金的吸氣性和氧化性 合金在熔煉和澆注時吸收氣體的能力稱為合金的吸氣性。 液態(tài)時吸收氣體多，在凝固時來不及逸出，就會出現氣孔、白點等缺陷。 1) 鑄件中的氣孔 按照合金中的氣體來源，可將氣孔分為以下三類. (1)析出性氣孔 溶解于合金液中的氣體在冷凝過程

16、中，因氣體溶解度下降而析出，來 不及排除而形成的氣孔，稱為析出性氣孔。 析出性氣孔不僅影響合金的力學性能，而且嚴重影響鑄件的氣密性。 (2)侵入性氣孔 侵入性氣孔是砂型表面層聚集的氣體侵入合金液中而形成的氣孔。 (3)反應性氣孔 澆入鑄型中的合金液與鑄型材料、芯撐、冷鐵所含水分、銹蝕或熔渣之間 發(fā)生化學反應而產生氣體，從而使鑄件內形成的氣孔，稱為反應性氣孔。第21頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2) 預防氣孔的措施 降低析出性氣孔:減少合金的吸氣性: 縮短熔煉時間; 在合金液表面加覆蓋劑保護或用真空熔煉技術； 選用烘干過的爐料； 控制合金液溫度，減少合金液的原始含氣量

17、。b. 防止氣體析出： 加壓冷凝 (鋁合金在4-6個大氣壓的壓力下結晶，可得無氣孔件)。降低反應性氣孔: 冷鐵、芯撐等表面不得有銹蝕、油污，并應保持干燥等。 降低造型材料中的含水量和對鑄型進行烘干等?？刂魄秩胄詺饪? 減小型砂(芯砂)的發(fā)氣量，增加鑄型的排氣能力。第22頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2 鑄造方法2.1 砂型鑄造 砂型鑄造是在砂型中生產鑄件的方法。 型（芯）砂通常是由硅砂、粘結劑、水和附加物按一定的比例混制而成。 型(芯)砂要具有“一強三性”: 一定的強度; 透氣性、耐火性和退讓性。 砂型鑄造是實際生產中應用最廣泛的一種鑄造方法，工藝過程如圖1-4所示

18、。 砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小、批量及各種常用合金鑄件的生產。 掌握砂型鑄造技術是合理選擇鑄造方法和正確設計鑄件結構的基礎。第23頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四圖1-4 砂型鑄造工藝過程示意圖第24頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四砂型鑄造工藝動畫活塊造型動畫挖砂造型動畫假箱造型動畫刮板造型動畫1. 造型與造芯方法 制造砂型的工藝過程稱為造型。造型是砂型鑄造最基本的工序，通常分為手工造型和機器造型兩大類。 1) 手工造型 手工造型時，填砂、緊實和起模都用手工來完成。 優(yōu)點： 操作方便靈活，適應性強，模樣生產準備時間短，但

19、生產率低，勞動強度大，鑄件質量不易保證。 手工造型只適用于單件或小批量生產。實際生產中，造型方法的選擇具有較大的靈活性，一個鑄件往往可用多種方法造型。應根據鑄件的結構特點、形狀和尺寸、生產批量、使用要求及車間具體條件等進行分析比較，以確定最佳方案。第25頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四表1-2 常用手工造型方法的特點及應用范圍第26頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四第27頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 2) 機器造型 機器造型是用機器來完成填砂、緊實和起模等造型操作過程，是現代化鑄造車間的基本造型方法。 與手工造型相

20、比，機器造型可提高生產率和鑄型質量，減輕勞動強度。但設備及工裝模具投資較大，生產準備周期較長。 主要用于成批大量生產。 機器造型按緊實方式的不同，可分為四種基本方式： 壓實造型 震壓造型 拋砂造型 射砂造型第28頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四表1-3 機器造型方法的特點及適用范圍第29頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四機器造型的工藝特點: （1）采用模底板進行兩箱造型。 模底板是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與底板聯接成一個整體的專用模具。造型后，底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔。 機器造型用模底板可分為單面模底板和雙面模底板兩種： 單面模底板用于

21、制造半個鑄型，是最為常用的模底板。 造型時，采用兩個配對的單面模底板分別在兩臺造型機上同時分別造上型和下型，造好的兩個半型依靠定位裝置(如箱錐)合型。 雙面模底板僅用于生產小鑄件，它是把上、下兩個半模及澆注系統(tǒng)固定在同一底板的兩側。 上、下型均在同一臺造型機上制出，待鑄型合型后將砂箱脫除(即脫箱造型)，并在澆注之前，在鑄型上加套箱，以防錯型。（2）機器造型應避免活塊： 取出活塊費時，使造型機的生產率大為降低。第30頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3) 造芯 當制作空心鑄件，或鑄件的外壁內凹，或鑄件具有影響起模的外凸時，經常要用到型芯，制作型芯的工藝過程稱為造芯。 型芯

22、可用手工制造，也可用機器制造 形狀復雜的型芯可分塊制造，然后粘合成形 芯砂的組成與配比比型砂要求更嚴格 芯子比鑄型應具有更高的強度、耐火性與退讓性 型芯中放人芯骨：提高型芯的剛度和強度 型芯的內部制作通氣孔：提高型芯的透氣性 型芯需烘干使用：提高型芯的強度和透氣性砂芯鑄造工藝動畫第31頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2.2 特種鑄造 生產中采用的鑄型用砂較少或不用砂，使用特殊工藝裝備進行鑄造的方法，統(tǒng)稱為特種鑄造。 包括： 熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、 離心鑄造、陶瓷型鑄造、實型鑄造。 特種鑄造特點： 1. 鑄件精度和表面質量高、內在性能好、原材料消耗低

23、、工作環(huán)境好等優(yōu)點。 2. 每種特種鑄造方法均有其優(yōu)越之處和適用的場合。 3. 鑄件的結構、形狀、尺寸、重量、材料種類往往受到某些限制。第32頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四1) 熔模鑄造 熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂掛耐火材料，經硬化之后，再將模樣熔化排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。由于模樣一般采用蠟質材料來制造，故又將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造”。 1. 熔模鑄造工藝過程 熔模鑄造工藝動畫2. 熔模鑄造鑄件的結構工藝性 (1)鑄孔不能太小和太深 一般鑄孔應大于2mm (2)鑄件壁厚不可太薄 一般為2-8mm (3)鑄件的壁厚應盡量均勻 直澆道直接補縮

24、，故不能有分散的熱節(jié)第33頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3熔模鑄造的特點 (1)鑄件精度高、表面質量好，是少、無切削加工工藝的重要方法之一。 尺寸精度可達ITll-ITl4，表面粗糙度為Ral2.51.6um。 (2)可制造形狀復雜鑄件。最小壁厚可達0.3 mm，最小鑄出孔徑為0.5mm。 可一次鑄出由幾個零件組合成的復雜部件。 (3)鑄造合金種類不受限制。對于高熔點和難切削合金，更顯其優(yōu)越性。 (4)生產批量基本不受限制。既可大批量生產，又可單件、小批量生產。 (5) 缺點： 工序繁雜、生產周期長、成本高。 受蠟模與型殼強度、剛度限制，鑄件不宜太大、太長，G25k

25、g。 4.熔模鑄造的應用： 汽輪機及燃汽輪機的葉片、泵的葉輪；切削刀具； 飛機、汽車、拖拉機、風動工具和機床上的小型零件。第34頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2) 金屬型鑄造 金屬型鑄造是將液態(tài)金屬澆人金屬型內，以獲得鑄件的鑄造方法。 因金屬型可重復使用，又稱永久型鑄造。 1. 金屬型的結構 整體式、水平分型式、垂直分型式、復合分型 2. 金屬型鑄造工藝 (1)加強金屬型的排氣 在金屬型腔上部設排氣引通氣塞，分型面上開通氣槽 (2)表面噴刷涂料 在金屬型工作表面噴刷耐火涂料，產生隔熱氣膜，保護金 屬型，并調節(jié)鑄件各部分冷卻速度，提高鑄件質量。 (3)預熱金屬型 預熱

26、溫度一般為200-350，以防金屬液冷卻過快而造成澆不 到、冷隔和氣孔等缺陷。 (4)及時開型 鑄件冷凝后，應及時從鑄型中取出。通常鑄鐵件出型溫度為 780- 950 左右，開型時間為1060s。金屬型鑄造工藝動畫第35頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 3. 金屬型鑄件的結構工藝性 (1) 鑄件結構斜度較大。金屬型無退讓性和潰散性 (2) 鑄件壁厚要均勻，鑄件的壁厚不能過薄。 鋁硅合金件的最小壁厚為2-4mm，鋁鎂合金為35mm，鑄鐵為2.54mm. (3) 鑄孔的孔徑不能過小、過深，以便于金屬型芯的安放和抽出。 4. 金屬型鑄造的特點 (1) 尺寸精度高(IT12-

27、ITl6)、表面粗糙度小(Ral2.5-6.3um)，加工余量小。 (2) 鑄件的晶粒細小，力學性能好。 (3) 可實現“一型多鑄”，提高勞動生產率； 節(jié)約造型材料； 減輕環(huán)境污染，改善勞動條件。 (4) 鑄型制造成本高；鑄鐵件表面易產生白口，加工困難； 不適宜高熔點合金的鑄造。 5. 應用 主要用于非鐵金屬（銅合金、鋁合金等）鑄件的大批量生產； 鑄鐵件的金屬型鑄造目前有所發(fā)展，但尺寸小于300mm，G8kg。第36頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3) 壓力鑄造 壓力鑄造是將熔融的金屬在高壓下快速壓入金屬鑄型中，并在壓力下凝固，以獲得鑄件的方法。高壓和高速是壓鑄法的兩

28、大特征。 比壓約5-50MPa，充填速度為50100ms，充型時間約0.05-0.15s. 1. 壓鑄工藝過程 2壓鑄件的結構工藝性 (1) 壓鑄件上應消除內側凹，以保證壓鑄件從壓型中順利取出。 (2) 可鑄出細小的螺紋、孔、齒和文字等。 (3) 采用薄壁并保證壁厚均勻。 壓鑄件的適宜壁厚：鋅合金為1-4mm，鋁合金為1.5-5mm，銅合金為2-5mm. (4) 對復雜而無法取芯的鑄件或局部有特殊性能(如耐磨、導電、導磁和絕 緣等)要求的鑄件，可采用嵌鑄法。壓力鑄造工藝動畫第37頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3壓力鑄造的特點 (1)壓鑄件尺寸精度高，表面質量好。 (

29、2)可壓鑄壁薄、形狀復雜且具有很小孔和螺紋的鑄件，以及鑲嵌件。 (3)壓鑄件的強度和表面硬度較高。 (4)生產率高，可實現半自動化及自動化生產。 (5) 壓鑄的不足之處： a. 壓鑄件皮下易產生氣孔 b. 壓鑄件不能進行熱處理，也不宜在高溫下工作 c. 厚壁處易產生縮孔和縮松 d. 設備投資大，鑄型制造周期長，造價高，不宜小批量生產。4壓力鑄造的應用 a. 用于生產鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件。 b. 應用于汽車、拖拉機制造業(yè)，儀表和電子儀器工業(yè)，在農業(yè)機 械、國防工業(yè)、計算機、醫(yī)療器械等制造業(yè)。第38頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4) 低壓鑄造 液體金屬在

30、壓力(0.02-0.06Mpa)作用下由下而上充填型腔，以形成鑄件的一種方法。 低壓鑄造是介于重力鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。 1. 低壓鑄工藝過程 a. 噴刷涂料、預熱鑄型； b. 向坩堝爐內通人壓縮空氣，金屬液在壓力作用下充滿型腔； c. 使金屬液在壓力下結晶； d. 待鑄件凝固后，使坩堝與大氣相通，尚未凝固的金屬液在重力 作用下而流回到坩堝中； e. 開型，取出鑄件。 第39頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四圖15 低壓鑄造工藝圖第40頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2低壓鑄造的特點 (1) 澆注壓力和速度可調 適用于不同的鑄型，鑄

31、造各種合金、各種大小的鑄件 (2) 底注式充型 金屬液充型平穩(wěn)，提高了鑄件的合格率 (3) 鑄件在壓力下結晶 鑄件組織致密，輪廓清晰，力學性能高。尤其適于大型薄壁件的鑄造 (4) 金屬利用率高 省去補縮冒口 (5) 勞動強度低，勞動環(huán)境好，設備簡易，易實現自動化 目前廣泛應用于鋁合金鑄件、鑄造各種銅合金鑄件及球鐵曲軸等的生產。 第41頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四離心鑄造 將熔融金屬澆入旋轉的鑄型中，使液體金屬在離心力 作用下充填鑄型并凝固成型的一種鑄造方法。 1離心鑄造類型及工藝 根據鑄型旋轉軸空間位置的不同，離心鑄造機通?？煞譃榱⑹胶团P式兩大類。 a. 立式離心

32、鑄造 鑄型繞垂直軸旋轉 液態(tài)金屬受離心力和本身重力的共同作用，呈拋物面形狀，造成鑄件上薄下厚。 立式離心鑄造主要用于高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件。 b. 臥式離心鑄造 鑄型繞水平軸旋轉 金屬液各部分的冷卻條件相近，鑄出的圓筒形鑄件壁厚均勻 臥式離心鑄造適合于生產長度較大的套筒、管類鑄件，是常用的離心鑄造方法。離心鑄造動畫第42頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2. 離心鑄造的特點 (1) 不用型芯即可鑄出中空鑄件 (2) 可以提高金屬液充填鑄型的能力 (3) 善了補縮條件 (4) 無澆注系統(tǒng)和冒口，節(jié)約金屬 (5) 便于鑄造“雙金屬”鑄件 (6) 離心鑄造也存在不足: 鑄件

33、內表面的尺寸不精確，質量較差，機械加工余量較大； 鑄件易產生成分偏析和密度偏析。 目前，離心鑄造已廣泛用于制造鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、特殊鋼的無縫管坯、造紙機滾筒等鑄件的生產。第43頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四6) 陶瓷型鑄造 1. 陶瓷型鑄造工藝過程 (1) 砂套造型 用模樣B做出水玻璃砂套 (2) 灌漿與膠結 制造陶瓷面層 在模樣A與砂套之間注入陶瓷漿料 (3) 起模與噴澆 漿料尚有彈性時起模，后用明火噴燒型腔 (4) 焙燒與合型 澆注前350-550/2-5h，除水增強 (5) 澆注 較高溫度澆注，以獲得輪廓清晰的鑄件 第44頁，共81頁，2022

34、年，5月20日，22點15分，星期四圖1-6 陶瓷造型工藝過程第45頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2陶瓷型鑄造的特點 (1) 鑄件的尺寸精度和表面粗糙度與熔模鑄造相近 (2) 鑄件大小及質量幾乎不受限制 (3) 投資少，生產周期短 (4) 適于單件、小批量生產 陶瓷型鑄造主要用于生產厚大的精密鑄件，廣泛用于生產沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄型模和模板等，也可用于生產中型鑄鋼件等。 第46頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四7) 實型鑄造 用聚苯乙烯泡沫塑料作模樣，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，模樣燃燒、氣化并消失，金屬液占據原來塑料模所在的空間

35、位置，冷卻凝固后形成鑄件的鑄造方法消失模鑄造。 實型鑄造特點： (1) 無需起模，無分型面，無型芯； 鑄件表面粗糙度較高，但尺寸卻不受限制。 (2) 各種形狀復雜鑄件的模樣均可采用泡沫塑料模粘合成形為整體； 鑄件成本可降低10-30，鑄件結構設計自由度較大。 (3) 生產工序簡單，生產周期短，生產效率高。 (4) 缺點： 鑄造的模樣只能使用一次； 泡沫塑料易變形，影響鑄件尺寸精度； 澆注時模樣產生的氣體污染環(huán)境。 主要適用于不易起模的復雜鑄件的批量或單件生產。第47頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四8) 磁型鑄造 在聚苯乙烯塑料模樣的表面刷上涂料，放入特制砂箱，填入磁丸

36、(鐵丸)并微振緊實；將砂箱放在磁型機里磁化，形成強度高、透氣性好的鑄型；澆注時，模樣在金屬液的作用下汽化消失，金屬液替代了汽化模的位置； 待冷卻凝固后，解除磁場，磁丸恢復原松散狀態(tài)，鑄件可方便地從中取出。 磁型鑄造的特點： (1) 鑄件質量較高 (2) 工裝設備簡易，通用性強，易實現機械化和自動化生產 磁型鑄造的應用： 主要適用于生產形狀不十分復雜的中、小型鑄件； 以澆注黑色金屬為主； 鑄件質量為0.25150kg，最大壁厚可達80mm； 在車輛、兵器、農機和化工機械等制造業(yè)中得到了應用。 第48頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3 鑄造工藝及鑄件結構工藝性3.1 鑄造

37、工藝設計 在鑄造生產準備時，應根據零件的結構特點、技術要求、生產批量和本車間的設備技術條件等，合理地制定鑄造工藝方案。 鑄造工藝方案中最主要的內容是繪制鑄造工藝圖。 鑄造工藝圖 是在零件圖上用各種工藝符號和文字將工藝方案的內 容表示出來的一種圖形。 鑄造工藝圖是進行生產準備、工藝操作和驗收鑄件的依據。 鑄造工藝圖包括： 鑄件的澆注位置、分型面、澆注系統(tǒng)、 冒口、冷鐵、鑄筋、型芯及其他工藝參數。 第49頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四1 澆注位置的選擇 澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置。 澆注位置選擇原則： 1) 質量要求高的重要加工面、受力面應該朝下； 鑄

38、件的寬大平面部分也應盡量朝下或傾斜澆注。 2) 厚大部分放在上面或側面 收縮大合金應盡量將厚大部分放在上面或側面，以便補縮； 收縮小合金可將較厚部分放在下面，可“邊澆注邊補縮 3) 大而薄的平面朝下，或側立、傾斜 以防止?jié)膊蛔?、冷隔等缺?4) 應充分考慮型芯的定位、穩(wěn)固和檢驗方便第50頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2 分型面的選擇 分型面是鑄型之間的結合面。其選擇正確是鑄造工藝合理的關鍵。 分型面的選擇原則： 1) 便于起模 分型面應選擇在鑄件的最大截面處 2) 減少分型面和活塊的數量 減少制模和造型的工作量，保證鑄件精度 一些復雜的大中型鑄件， 有時采用多個分型

39、面反而易簡化工藝 3) 重要加工面應位于同一砂型中 保證鑄件尺寸精度 4) 盡量采用平直的分型面 簡化造型操作和模樣、模板的制造 5) 減少砂芯數量，并顧及下芯、合型、檢驗的方便分型面選擇動畫第51頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四圖1-7第52頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 鑄造工藝參數 1) 鑄件尺寸公差 2) 加工余量和鑄孔 鑄件在機械加工時要切除的金屬層厚度，為加工余量 加工余量取決于： a. 鑄造合金種類 鑄鋼件表面粗糙，加工余量應大些； 非鐵合金價格貴，鑄件表面光潔，其加工余量應小些 b.造型方法 機器造型的鑄件精度高，加工余量小

40、 c. 加工要求 d. 鑄件的形狀和尺寸及澆注位置 鑄件尺寸愈大，或加工表面處于澆注時的頂面時，其加工余量愈大 零件上的孔、槽應盡可能鑄出 最小鑄出孔的直徑與鑄件的生產批量、合金種類、鑄孔處的壁厚等有關第53頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 3) 鑄造收縮率 鑄件收縮率： 簡單、厚實的鑄件的收縮可視為自由收縮，其余的均視為受阻收縮，鑄件線收縮率還隨著鑄件壁厚的增加而增加。 鑄件的實際受阻收縮率與合金種類有關，同時還受鑄件結構、尺寸、鑄型種類等因素的影響。 表1-4 砂型鑄造時合金鑄件的線收縮率第54頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 4) 起模

41、斜度 拔模斜度 為便于起模，在模樣或芯盒的起模方向上加上一定的斜度，即起模斜度。 a. 起模斜度可通過三種方式形成： 增加鑄件壁厚 加減鑄件壁厚 減少鑄件壁厚 b. 在工藝圖上，起模斜度用傾斜角度、或鑄件增減的尺寸來表示 c. 起模斜度的大小應根據模樣的高度、模樣的尺寸和表面粗糙度，以 及造型方法來確定 d. 內壁的起模斜度值應大于外壁的斜度 5) 鑄造圓角 鑄件上相鄰兩壁之間的交角，應做出鑄造圓角，以防止在尖角處 產生沖砂及裂紋等缺陷。 圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/31/2。第55頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4 型芯 為使型芯在砂型中的準確牢固安放和順

42、利排氣，型芯通常都帶有芯頭。 根據型芯所處的位置不同，芯頭分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類。 A. 垂直型芯一般都有上、下芯頭： a.下芯頭要比上芯頭高一些，斜度要小些，并且要在芯頭和芯座之間 留一定間隙。 便于型芯安放和固定 b. 截面較大、高度不大的型芯可只有下芯頭或全無芯頭 B. 水平型芯一般也有兩個芯頭: 當型芯只有一個水平芯頭，或雖有兩個芯頭仍然定位不穩(wěn)而易發(fā)生轉動或傾斜時，可采用聯合芯頭、加長或加大芯頭、安放型芯成等 芯頭高度、斜度、芯頭間距等的確定均可參考有關手冊第56頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四5 鑄造工藝圖示例 分型線，分模線，分型分模線，機加工余量

43、， 不鑄出的孔與槽，拔模斜度等。第57頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四第58頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四第59頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3.2 鑄件結構工藝性 結構工藝性是指零件的結構設計對加工工藝過程的適應程度。在保證使用性能的前提下，鑄件結構應盡量使鑄造工藝過程簡化，以利于提高生產率和降低成本。鑄造工藝對鑄件結構的要求: 1盡量使分型面簡單且數量最少 2盡量減少活塊和型芯的數量 3使用型芯時，應盡量便于下芯、固定、排氣和清理 4結構斜度 鑄件上垂直于分型面的非加工表面最好具有結構斜度，這可以方便起 模，

44、提高鑄件精度。 鑄件結構斜度：設置在非加工表面，斜度較大，由設計者在零件圖上直接標出； 起模斜度：設置在加工面上，斜度較小，由工藝人員在制定鑄造工藝時給出。第60頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3.3 合金鑄造性能對鑄件結構的要求 合金的鑄造性能影響鑄件的內在質量。進行鑄件結構設計時，必須充分考慮適應合金的鑄造性能，否則容易產生多種鑄造缺陷，使鑄件廢品率增多。1合理設計鑄件壁厚 鑄件的壁厚，首先要根據其使用要求設計。但從合金的鑄造性能來考慮，則鑄件壁既不能太薄，也不宜過厚。 鑄件的最小壁厚必須有一個限制，其大小主要取決于合金的種類、鑄造方法和鑄件尺寸等因素。 鑄件壁也

45、不宜過厚，否則金屬液聚集會引起晶粒粗大，且容易產生縮孔、縮松等缺陷。 鑄件的實際承載能力并不隨壁厚的增加而成比例地提高。設計鑄件壁厚時，不應以增加壁厚作為提高承載能力的惟一途徑。 表1-5鑄件最小壁厚第61頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2鑄件壁厚應盡量均勻 設計中應盡可能使壁厚均勻，避免過大的熱節(jié)存在。 鑄件各部分壁厚差異過大，厚壁處產生縮孔、縮松；產生較大的熱應力，甚至裂紋。 3鑄件壁的連接 鑄件壁的連接處是鑄件的薄弱環(huán)節(jié)，在設計時應設法防止內應力的產生。 (1) 鑄件的圓角結構 a. 減小直角處內側的應力； b. 避免直角處形成晶間脆弱的對接面，防止裂紋； c.

46、 利于造型，鑄件外形美觀。 鑄件內圓角須與壁厚相適應，直徑一般不超過相鄰壁厚的1.5倍。 (2) 避免銳角連接 (3) 厚、薄壁間的連接要逐步過渡 避免壁厚的突變，以減少應力集中和防止產生裂紋。 4避免收縮受阻 鑄件結構設計時，應設置“容讓”的環(huán)節(jié)，以減少收縮阻力。 5避免大的水平面 大平面澆注時處于水平位置，氣體和非金屬夾雜物上浮后容易滯留，影響表面質量。 可采用傾斜澆注 金屬液沿斜壁上升，能順利地將氣體和雜質帶出；也使鑄件不易產生澆不足等缺陷。第62頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四第63頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四3.4 液態(tài)成形新技

47、術1 懸浮鑄造 在澆注過程中，將一定量的金屬粉末或顆粒擁到金屬液流中混合，一起充填鑄型。經懸浮澆注到型腔中的已不是通常的過熱金屬液，而是含有固態(tài)懸浮顆粒的懸浮金屬液。 懸浮劑有很大的活性表面，并均勻分布在金屬液中，因此與金屬液之間產生一系列的熱物理化學作用，進而控制合金的凝固過程，起到冷卻作用、孕育作用、合金化作用等。經過懸浮處理的金屬，縮孔可減少10-20，晶?？梢约毣?，力學性能可以提高。第64頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2 半固態(tài)金屬鑄造 在金屬凝固過程中，進行強烈攪拌，使樹枝晶網絡被打碎，得到一種液態(tài)金屬母液中均勻懸浮著一定顆粒狀固相組分的固液混合漿料，這種

48、半固態(tài)金屬具有某種流變特性，因而可易于用常規(guī)加工技術如壓鑄、擠壓、模鍛等實現成形。半固態(tài)鑄造被視為突破性的金屬加工新工藝： 工件具有很高的綜合力學性能 成形溫度低，液態(tài)成形缺陷少，鑄件質量提高，可拓寬壓鑄合金的種類至高熔點合金。 實現金屬制品的近終成形 可制造用常規(guī)液態(tài)成形方法不可能制造的合金半固態(tài)金屬鑄造的工業(yè)應用與開發(fā)前景: 目前，半固態(tài)成形的鋁和鎂合金件已經大量地用于汽車工業(yè)的特殊零件上。 生產的汽車零件主要有：汽車輪轂、主制動缸體、反鎖制動閥、盤式制動鉗、動力換向殼體、離合器總泵體、發(fā)動機活塞、液壓管接頭、空壓機本體、空壓機蓋等。 第65頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15

49、分，星期四3 近終形狀鑄造 近終形狀鑄造技術主要包括薄板坯連鑄、帶鋼連鑄以及噴霧沉積等技術。其中噴霧沉積技術為金屬成形工藝開發(fā)了一條特殊的工藝路線，適用于復雜鋼種的凝固成形。其工作原理如右圖。 液態(tài)金屬的噴射流束從安裝在中間包底部的耐火材料噴嘴中噴出，金屬液被強勁的氣體流束霧化，形成高速運動的液滴。在霧化液滴與基體接觸前，其溫度介于固液相溫度之間。隨后液滴沖擊在基體上，完全冷卻和凝固后，形成致密的產品。 還可在噴霧射流中加入非金屬顆粒，制成顆粒固化材料。該工藝是可代替帶鋼連鑄或粉末冶金的一種生產工藝。 第66頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4 計算機數值模擬技術第67

50、頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4 常用鑄造合金及其工藝特點4.1 鑄鐵合金 鑄鐵是含碳量大于2.11的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵是以鐵、碳、硅為主要元素的多元合金。鑄鐵具有許多優(yōu)良性能，且制造簡單，成本低廉，是最常用的金屬材料。 鑄鐵因其中碳的存在形式不同而分為不同的類型： 白口鑄鐵中的碳以化合態(tài)(Fe3C)存在; 灰口鑄鐵中的碳以游離態(tài)石墨(C)存在; 麻口鑄鐵中的碳同時以化合態(tài)和游離態(tài)石墨兩種形式存在。 灰口鑄鐵根據石墨形狀的不同又有: 片狀石墨灰鑄鐵 球狀石墨球墨鑄鐵 團絮狀石墨可鍛鑄鐵 蠕蟲狀石墨蠕墨鑄鐵 第68頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，

51、星期四1) 灰鑄鐵 灰鑄鐵是應用最廣的鑄鐵，其產量占鑄鐵總產量80以上. (1) 組織特征 灰鑄鐵的組織由金屬基體和片狀石墨所組成, 其組織特征是在鋼的基體上分布著片狀石墨。按照基體不同，灰鑄鐵分為鐵素體灰鑄鐵、珠光體灰鑄鐵、鐵素體加珠光體灰鑄鐵三種類型。 (2) 性能特點 力學性能低 減震性好 減摩性好 缺口敏感性低 另外，鑄鐵切削加工性能好，焊接性能差，不能進行壓力加工，不能通過熱處理改變石墨形狀與分布和鑄鐵強度。 (3) 牌號及用途 按GB9 439-88規(guī)定，我國灰鑄鐵分為六個牌號?！癏T”表示“灰鐵”二字的漢語拼音字頭，后面三位數字表示最低抗拉強度值。第69頁，共81頁，2022年，

52、5月20日，22點15分，星期四(4) 鑄造性能 灰鑄鐵的碳當量接近共晶成分，流動性好，可澆注形狀復雜的薄壁鑄件，灰鑄鐵收縮小，可不用或少用冒口?；诣T鐵熔點低，對型砂耐火性要求低，適合于濕型鑄造。 灰鑄鐵鑄造性能好，應用十分廣泛。 (5) 孕育處理 孕育處理是指鑄鐵件在澆注前，往鐵水中加人少量顆粒狀或粉末狀的孕育劑，以達到增加鑄鐵的結晶晶核數目和細化共晶團或石墨的目的。 孕育處理要求原鐵水中的碳、硅含量要低一些，錳含量要高。 碳含量為2.8-3.2，硅含量為1.0-2.0，錳含量為1.21.5。 厚壁鑄件取下限，薄壁鑄件取上限。 孕育鑄鐵件的組織和性能均勻性好，即灰鑄鐵件牌號愈高，其截面組織、

53、性能的齊一性愈好。高牌號鑄鐵材質更適宜于生產厚壁鑄件。孕育鑄鐵材質還適合于制造承受較小的動載荷、較大的靜載荷、耐磨性好和有一定減震性的鑄件。第70頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2) 球墨鑄鐵 (1)組織特征 球墨鑄鐵的顯微組織是由球狀石墨和金屬基體所組成。在鑄態(tài)下，金屬基體通常是鐵素體珠光體的混合組織，鐵素體位于石墨球周圍呈“牛眼狀”。 (2)性能特點 球狀石墨對基體縮減和割裂作用小，基體強度利用率高，球鐵的力學性能較高，且仍具良好的鑄造性能、減震性、耐磨性、切削加工性能及低缺口敏感性。 (3)牌號及用途 球墨鑄鐵的牌號中“QT”表示“球鐵”二字的漢語拼音字頭，后面

54、的兩組數字分別表示最低抗拉強度和最小延伸率數值。 用于制造承受振動和沖擊的零件。 汽車和拖拉機底盤、后橋殼等。國外大量用于生產自來水及煤氣管道，它比灰鑄鐵管能承受更高的管道壓力，比鋼管具有更好的耐腐蝕能力。 (4)球墨鑄鐵的生產 熔煉優(yōu)質鐵水，進行有效球化孕育處理是球墨鑄鐵生產的關鍵。 嚴格控制鐵水化學成分 高碳、高硅，低錳、磷和硫。 鐵水出爐溫度應較高 應高于1400。 進行球化和孕育處理 第71頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四 (5)鑄造性能 球墨鑄鐵含碳量較高，接近共晶成分； 凝固收縮率低，縮孔、縮松傾向較大，若鑄型的剛度不夠，鑄件的外殼將向外脹大； 球墨鑄鐵件

55、較易出現皮下氣孔。 采取措施： 在熱節(jié)處設置冒口和冷鐵，對鑄件收縮進行補償；增加鑄型剛度；降低鐵液中的硫量和殘鎂量，降低型砂含水量或采用干砂型。 (6)球墨鑄鐵的熱處理 多數球墨鑄鐵件鑄后要進行熱處理，以保證應有的力學性能。不同牌號的球墨鑄鐵需要進行不同的熱處理。 退火：使珠光體中的滲碳體分解成為鐵素體 主要用于QT400-18和QT450-10球墨鑄鐵。 正火: 增加珠光體數量、提高球墨鑄鐵的強度、硬度及耐磨性 用于 QT600-3、QT700-2和QT800-2球墨鑄鐵，正火后應進行即時回火。 調質：提高球鐵的綜合機械性能 用于制造性能要求較高或截面較大的鑄件，如大型曲軸和連桿。 等溫淬火

56、：獲得奧貝球墨鑄鐵 用于生產牌號為QT900-2的球墨鑄鐵。 第72頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4) 可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經石墨化退火而成的一種強韌鑄鐵。強度高，兼有良好的塑性和韌性，但不可鍛造。 (1)組織特征 我國以生產黑心可鍛鑄鐵為主，由鐵素體和團絮狀石墨所構成，斷口芯部呈暗黑色。 (2)性能特點 可鍛鑄鐵強度、塑性、韌性比灰鑄鐵明顯提高。鐵素體可鍛鑄鐵具有一定的強度和較高的塑性、韌性，常用于制造承受振動、沖擊及扭轉負荷的零件。珠光體可鍛鑄鐵強度、硬度高，常用于制造一些耐磨件。 (3)牌號及應用 可鍛鑄鐵的牌號中KTH代表黑心可鍛鑄鐵，KTZ代表珠

57、光體可鍛鑄鐵，符號后面兩組數字分別表示最低抗拉強度和最小延伸率數值。 可鍛鑄鐵主要用來制造一些形狀復雜而又受振動的薄壁小型鑄件。第73頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四5) 蠕墨鑄鐵 (1)組織特征 蠕墨鑄鐵由金屬基體和蠕蟲狀石墨所組成。石墨形狀介于片狀和球狀之間。 (2)性能特點 蠕墨鑄鐵的性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，強度、塑性、韌性優(yōu)于灰鑄 鐵，接近于鐵素體球墨鑄鐵，壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多，故厚大截面上的力學性能均勻。 (3)牌號及應用 “RuT”為“蠕鐵”漢語拼音字頭，后面數字為最小抗拉強度值。 適合制造工作溫度較高而又要求強度高、耐磨性好、形狀復雜的大型鑄件

58、。如大型柴油機缸體、缸蓋、排氣管、制動盤、鋼錠模、金屬型等。 第74頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四4.2 鑄 鋼1) 鑄鋼的分類及牌號 (1)鑄造碳鋼 約占鑄鋼總產量的70以上，牌號中“ZG”表示鑄鋼，后兩組數字分別表示屈服強度和抗拉強度值。中碳鋼(ZG230-450至ZG310-570)的鑄造性能和抗拉強度比低碳鋼好，塑性和韌性比高碳鋼高，應用最多。 (2)鑄造低合金鋼 鑄造低合金鋼的合金元素總量5。 目前，我國的鑄造低合金鋼主要是錳系(如ZG40Mn，ZG30MnSi)和鉻系(如ZC4OCr，ZG35CrMo)兩大系列，用于制造高強度齒輪、軸、水壓機工作缸、水輪

59、機轉子等重要零件。 近年來，高強度低合金鑄鋼已應用于生產，出現了屈服點達到420MPa以上的高強度鑄鋼和750MPa以上的超高強度鑄鋼。 (3)鑄造高合金鋼 鑄造高合金鋼的合金元素總量10，屬特種鑄鋼。 高錳鋼ZGMnl3是典型的抗磨鋼，鑄件在經受強烈沖擊或擠壓時，表面組織發(fā)生冷變形強化，硬度大為提高，可用來制造坦克和推土機的履帶板、挖土機掘斗等。 高速鋼(ZGWl8Cr4V)可直接鑄出成形銑刀。 不銹鋼(ZGCrl7，ZGlCrl8Ni9等)主要用來制造耐酸泵等石油、化工用機器設備。 耐熱鋼則用于高溫加熱爐的底板和托盤等零件。第75頁，共81頁，2022年，5月20日，22點15分，星期四2) 鑄鋼的鑄造性能及鑄造工藝特點 鑄鋼的熔點較高、鋼液易氧化、流動性差、收縮大。體積收縮率為1014，線收縮率為1.8 2.5。鑄鋼的鑄造性能比鑄鐵差。 (1) 鑄鋼件的壁厚不能小于8mm，并適當提高澆注溫度(15201600)， 以改善流動性。 (2) 在鑄造工藝上應