材料成形工藝(鑄造)

材料成形工藝

Materialformingtechnology

第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝當(dāng)前1頁，總共116頁。以鑄造中應(yīng)用最為廣泛的砂型鑄造工藝為對(duì)象，著重討論鑄造工藝設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容。第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝當(dāng)前2頁，總共116頁。第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝當(dāng)前3頁，總共116頁。輕型貨車四缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體當(dāng)前4頁，總共116頁。軋鋼機(jī)軋輥當(dāng)前5頁，總共116頁。不銹鋼沖擊葉輪，4.3噸當(dāng)前6頁，總共116頁。分體鑄造的鋼圈當(dāng)前7頁，總共116頁。分體鑄造的齒輪當(dāng)前8頁，總共116頁。整體鑄造的三峽電站

水輪發(fā)電機(jī)組下環(huán)當(dāng)前9頁，總共116頁。73D-9氣缸，70噸當(dāng)前10頁，總共116頁。當(dāng)前11頁，總共116頁。裝飾件當(dāng)前12頁，總共116頁。鑄銅工藝品當(dāng)前13頁，總共116頁。南山大佛（山東龍口）：高38.66米，重380噸，這座錫青銅釋迦牟尼大坐佛，為目前世界第一大銅鑄坐佛。大佛采用分體鑄造總體焊接的方法建造。當(dāng)前14頁，總共116頁。砂型鑄造砂型鑄造當(dāng)前15頁，總共116頁。上砂箱澆口棒分型面模樣下砂箱砂型整模造型砂型鑄造當(dāng)前16頁，總共116頁。砂型鑄造砂型整模造型當(dāng)前17頁，總共116頁。1.鑄造工藝設(shè)計(jì)的概念鑄造工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定鑄造該工藝方案和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖、編制工藝卡片等技術(shù)文件的過程。第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝2.鑄造工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)

生產(chǎn)任務(wù)和要求，產(chǎn)品數(shù)量及生產(chǎn)周期，工廠和車間的生產(chǎn)條件，經(jīng)濟(jì)性。

生產(chǎn)任務(wù)和要求一般反映在鑄造零件的設(shè)計(jì)圖樣和技術(shù)要求上（鑄造工藝設(shè)計(jì)者審查圖樣）。

當(dāng)前18頁，總共116頁。3.鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容的繁簡程度主要決定于批量的大小、生產(chǎn)要求和生產(chǎn)條件。一般包括：鑄造工藝圖、鑄件（毛坯）圖、鑄型裝配圖（合箱圖）、工藝卡及操作工藝規(guī)程。廣義地講，鑄造工藝裝備的設(shè)計(jì)也屬于鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容，例如模樣圖、模板圖、芯盒圖、砂箱圖、壓鐵圖、專用量具圖和樣板圖及組合下芯夾具圖等。第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝當(dāng)前19頁，總共116頁。鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序項(xiàng)目內(nèi)容用途及應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)程序鑄造工藝圖在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出機(jī)械加工余量，收縮率，澆注時(shí)鑄件位置，分型面，澆注系統(tǒng)，型芯形狀，數(shù)量及芯頭大小，內(nèi)外冷鐵及鑄筋等。是制造模樣、模板，生產(chǎn)準(zhǔn)備、清理和驗(yàn)收工作的依據(jù)。1.產(chǎn)品零件圖樣的鑄造工藝分析2.選擇鑄造方法3.選擇鑄造種類和造型造芯的方法4.確定澆注位置和分型面5.砂芯設(shè)計(jì)6.加工余量7.起模斜度，畫出活塊8.收縮率、工藝補(bǔ)正量、模樣分型系數(shù)9.冒口及澆注系統(tǒng)、試塊、冷鐵及鑄筋當(dāng)前20頁，總共116頁。鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序當(dāng)前21頁，總共116頁。第一章、液態(tài)金屬成形過程及控制一、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性第一節(jié)、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性及流動(dòng)情況紊流流動(dòng)多孔管中流動(dòng)粘性流體流動(dòng)不穩(wěn)定流動(dòng)當(dāng)前22頁，總共116頁。第一章、液態(tài)金屬成形過程及控制一、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性1、粘性流體流動(dòng)液態(tài)金屬是有粘性的流體,粘度的大小與液態(tài)金屬的成分有關(guān)。在流動(dòng)過程中又隨液態(tài)金屬溫度降低而不斷增大。當(dāng)液態(tài)金屬中結(jié)晶出晶體時(shí)，液體的粘度急劇增加，其流速和流態(tài)也會(huì)發(fā)生急劇變化。第一節(jié)、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性及流動(dòng)情況當(dāng)前23頁，總共116頁。2、不穩(wěn)定流動(dòng)在充型過程中液態(tài)金屬溫度不斷降低，鑄型溫度不斷增高，兩者的熱交換呈不穩(wěn)定狀態(tài)。液流溫度下降，粘度增加，流動(dòng)阻力增加。在充型過程中液流的壓頭增加或減少，液態(tài)金屬的流速與流態(tài)也不斷變化，液態(tài)金屬在充填鑄型過程中的不穩(wěn)定流動(dòng)。一、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性3、多孔管中流動(dòng)由于砂型具有一定的孔隙，可以把砂型中的澆注系統(tǒng)和型腔看作是多孔的管道和容器。液態(tài)金屬在“多孔管”中流動(dòng)時(shí)，不能很好的貼附于管壁，會(huì)將外界氣體卷入，形成氣孔或引起金屬液氧化而形成氧化夾渣。當(dāng)前24頁，總共116頁。鑄件產(chǎn)生的氣孔一、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性當(dāng)前25頁，總共116頁。4、紊流流動(dòng)液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，雷偌數(shù)Re＞Re臨,為紊流流動(dòng)。古錢幣中氣孔一、液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特性當(dāng)前26頁，總共116頁。澆注系統(tǒng)---液態(tài)金屬流人型腔的通道。澆注系統(tǒng)的組成：澆口杯直澆道橫澆道內(nèi)澆道等二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況當(dāng)前27頁，總共116頁。1、應(yīng)在一定的澆注時(shí)間內(nèi)，保證充滿鑄型。2、應(yīng)能控制液體金屬流入型腔的速度和方向。3、應(yīng)能把混入金屬液中的熔渣和氣體擋在澆注系統(tǒng)里。4、應(yīng)能控制鑄件凝固時(shí)的溫度分布。5、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，簡化造型，減少清理工作量和液體金屬的消耗。對(duì)澆注系統(tǒng)的基本要求當(dāng)前28頁，總共116頁。1、液態(tài)金屬在澆口杯中的流動(dòng)情況1）、澆口杯作用：（1）、承接來自澆包的金屬液，防止金屬液

飛濺和溢出，便于澆注；（2）、減輕液流對(duì)型腔的沖擊；（3）、分離熔渣和氣泡并阻止其進(jìn)入型腔；（4）、增加充型壓力頭。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況當(dāng)前29頁，總共116頁。2）、澆口杯結(jié)構(gòu)（1）、漏斗形結(jié)構(gòu)簡單，擋渣作用差，金屬液易產(chǎn)生繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的渦流，易卷入氣體和熔渣。適用：擋渣要求不高的砂型和金屬型小鑄件。（2）、池形澆口杯內(nèi)液體深度大，可阻止垂直軸旋轉(zhuǎn)的水平渦流，有利于分離熔渣和氣泡。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況當(dāng)前30頁，總共116頁。池形漏斗形二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況2）、澆口杯結(jié)構(gòu)當(dāng)前31頁，總共116頁。直澆道的功用是從澆口杯引導(dǎo)金屬向下進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接導(dǎo)入型腔。非充滿式流動(dòng)充滿式流動(dòng)2、液態(tài)金屬在直澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況1）直澆道的功用2）

液態(tài)金屬在直澆道中的兩種流態(tài)當(dāng)前32頁，總共116頁。常用的直澆道結(jié)構(gòu)形式如圖3）直澆道的結(jié)構(gòu)形式2、液態(tài)金屬在直澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前33頁，總共116頁。1）緩沖作用2）縮短直—橫拐彎處的高速紊流區(qū)3）改善內(nèi)澆道的流量分布4）減少澆道拐彎處的局部

阻力系數(shù)和水頭損失。4）直澆道窩（澆口窩）的作用2、液態(tài)金屬在直澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前34頁，總共116頁。3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況橫澆道是連接直澆道和內(nèi)澆道的中間通道，它的功用主要有穩(wěn)流、流量分配和擋渣。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況當(dāng)前35頁，總共116頁。橫澆道是直澆道與內(nèi)澆道之間的一個(gè)中間澆道，液體金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況與這三個(gè)澆道的斷面積之比有較密切的關(guān)系。當(dāng)直澆道斷面積大于橫澆道斷面積，而橫澆道斷面積又大于內(nèi)澆道斷面積(即收縮式澆注系統(tǒng))時(shí)，從直澆道下落的液流可立即把橫澆道充滿。相反對(duì)于鋁鎂合金鑄造常用的擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)，橫澆道并不立即被充滿，而是隨著型腔中合金液面的升高而逐漸地被充滿。3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況1）橫澆道的穩(wěn)流作用液流從直澆道落下時(shí)速度不平穩(wěn)，進(jìn)入橫澆道液流趨向平穩(wěn)。當(dāng)前36頁，總共116頁。內(nèi)澆道流量不均勻現(xiàn)象對(duì)鑄件質(zhì)量有顯著影響對(duì)大型復(fù)雜鑄件和薄壁鑄件易出現(xiàn)澆不足和冷隔缺陷。在流量大的內(nèi)澆道附近會(huì)引起局部過熱、破壞原來所預(yù)計(jì)的鑄件凝固次序，使鑄件產(chǎn)生氧化、縮松、縮孔和裂紋等缺陷。2）橫澆道的流量分配作用3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前37頁，總共116頁。為了克服內(nèi)澆道流量不均勻帶來的弊病，通常采用如下方法:（1）盡可能將內(nèi)澆道設(shè)置在橫澆道的對(duì)稱位置；（2）將橫澆道斷面設(shè)計(jì)成順著液流方向逐漸縮小形式；（3）采用不同斷面內(nèi)澆道，縮小遠(yuǎn)離直澆道的內(nèi)澆道斷

積；（4）設(shè)置澆口窩等。3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前38頁，總共116頁。熔渣特性鑄鐵熔渣密度小于合金液——重力分離鎂合金熔渣密度大于合金液——過濾擋渣鋁合金熔渣密度有大有小——兩種措施橫澆道是澆注系統(tǒng)的主要檔渣單元。3）橫澆道的擋渣作用3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況檔渣作用與熔渣特性、橫澆道結(jié)構(gòu)、各澆道相互配合有關(guān)。（1）檔渣原理當(dāng)前39頁，總共116頁。重力分離時(shí)，影響橫澆道擋渣的主要因素①雜質(zhì)與合金液的密度差②渣團(tuán)半徑R的大?、酆辖鹨涸跈M澆道中的流動(dòng)速度v橫④合金液的粘度3）橫澆道的擋渣作用3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前40頁，總共116頁。①降低合金液在橫澆道的流動(dòng)速度υ橫。搭接式橫澆道雙重橫澆道擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)增大橫澆道截面積（2）強(qiáng)化橫澆道檔渣作用的工藝基礎(chǔ)3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前41頁，總共116頁。當(dāng)前42頁，總共116頁。①降低合金液在橫澆道的流動(dòng)速度υ橫。②橫澆道應(yīng)呈充滿狀態(tài)（2）強(qiáng)化橫澆道檔渣作用的工藝基礎(chǔ)3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況減少澆注系統(tǒng)的擴(kuò)張程度底注式澆注系統(tǒng)③內(nèi)澆道的位置關(guān)系要正確。

內(nèi)澆道具直澆道應(yīng)有一定距離

橫澆道末端延長段

末端設(shè)計(jì)集渣包當(dāng)前43頁，總共116頁。①降低合金液在橫澆道的流動(dòng)速度υ橫。②橫澆道應(yīng)呈充滿狀態(tài)③內(nèi)澆道的位置關(guān)系要正確。④在橫澆道上設(shè)置過濾網(wǎng)以濾除渣團(tuán)⑤在橫澆道上設(shè)置集渣包是常用的除渣措施（2）強(qiáng)化橫澆道檔渣作用的工藝基礎(chǔ)3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前44頁，總共116頁。（2）強(qiáng)化橫澆道檔渣作用的工藝基礎(chǔ)3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況當(dāng)前45頁，總共116頁。①降低合金液在橫澆道的流動(dòng)速度υ橫。②橫澆道應(yīng)呈充滿狀態(tài)③內(nèi)澆道的位置關(guān)系要正確。④在橫澆道上設(shè)置過濾網(wǎng)以濾除渣團(tuán)⑤在橫澆道上設(shè)置集渣槽是常用的除渣措施（2）強(qiáng)化橫澆道檔渣作用的工藝基礎(chǔ)3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況減少澆注系統(tǒng)的擴(kuò)張程度底注式澆注系統(tǒng)當(dāng)前46頁，總共116頁。圓形半圓形梯形4）橫澆道的結(jié)構(gòu)形狀3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)情況一般都采用高度大于寬度（高/寬=1.2~1.5）的梯形斷面的橫澆道。當(dāng)前47頁，總共116頁。4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況控制充型速度和方向分配液態(tài)金屬調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度分布和凝固次序，并對(duì)鑄件有一定的補(bǔ)縮作用位置、數(shù)量、尺寸大小對(duì)鑄件質(zhì)量有很大作用。1）內(nèi)澆道的功用當(dāng)前48頁，總共116頁。4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道截面積之比稱為澆口比。以內(nèi)澆道為阻流時(shí)，金屬液流入型腔時(shí)噴射嚴(yán)重。2）澆口比3）內(nèi)澆道與橫澆道的相對(duì)位置第一個(gè)內(nèi)澆道不要離直澆道太近，最后一個(gè)內(nèi)澆道距橫澆道末端要有一定距離。內(nèi)澆道一般應(yīng)置于橫澆道的中部(中置式)，其底面與橫澆道的底面相平當(dāng)前49頁，總共116頁。4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況同時(shí)凝固：壁厚不均勻鑄件——開設(shè)在薄壁處。壁厚均勻鑄件——開設(shè)較多內(nèi)澆道，且分散、均勻分布。b)順序凝固：設(shè)在有冒口的壁厚處，最好是通過冒口進(jìn)入型腔，使冒口溫度較高，使厚大部位得到補(bǔ)縮。

高大鑄件，保證鑄件自下而上順序凝固，水平方向同時(shí)凝固，通常把內(nèi)澆道均勻地設(shè)置在鑄件的薄壁處，在厚壁處放置冷鐵。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況4）內(nèi)澆道與鑄件的位置內(nèi)澆道與鑄件的相對(duì)位置和內(nèi)澆口數(shù)量的選擇，應(yīng)該服從所選擇的凝固順序和補(bǔ)縮方式。當(dāng)前50頁，總共116頁。4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況順序凝固當(dāng)前51頁，總共116頁。4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況多為扁矩形寬度與厚度之比應(yīng)按鑄件壁厚和所要求的凝固形式而定。一般情況下，盡量采用薄的內(nèi)澆道，其厚度一般為鑄件壁厚的1/2~2/3。4）內(nèi)澆道的形狀當(dāng)前52頁，總共116頁。4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況5）其它注意事項(xiàng)當(dāng)前53頁，總共116頁。a)液流不要正對(duì)著沖擊細(xì)小砂芯和型壁，避免因飛濺、渦流等使鑄件氧化夾渣、氣孔和夾砂等缺陷。氣孔4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況5）其它注意事項(xiàng)當(dāng)前54頁，總共116頁。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況當(dāng)前55頁，總共116頁。b)內(nèi)澆道位置使金屬液在型腔中流程最短。c)內(nèi)澆道位置選在鑄件平面或凸出部分，方便鑄件清理和打磨。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)情況5）其它注意事項(xiàng)當(dāng)前56頁，總共116頁。過濾網(wǎng)過濾過濾網(wǎng)把大部分雜質(zhì)阻留于過濾網(wǎng)前，使液態(tài)金屬流速降低，已擠過網(wǎng)孔的氣泡和雜質(zhì)上浮而阻留于過濾網(wǎng)背后的澆道中。三、液態(tài)金屬在過濾裝置中的流動(dòng)情況當(dāng)前57頁，總共116頁。過濾網(wǎng)三、液態(tài)金屬在過濾裝置中的流動(dòng)情況當(dāng)前58頁，總共116頁。過濾網(wǎng)三、液態(tài)金屬在過濾裝置中的流動(dòng)情況當(dāng)前59頁，總共116頁。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用1、按液態(tài)金屬導(dǎo)入鑄件型腔的位置分類(a)頂部注入式(b)中間注入式(c)底部注入式(d)階梯注入式第二節(jié)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)前60頁，總共116頁。（1）、頂注式（上注式）頂注式澆注系統(tǒng)---以澆注位置為基準(zhǔn)，金屬液從鑄件型腔頂部引入的澆注系統(tǒng)。頂注式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前61頁，總共116頁。頂注式澆注系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：1）、液態(tài)金屬從鑄件型腔頂部引入，在澆注和凝固過程中，鑄件上部的溫度高于下部，有利于鑄件自下而上順序凝固，能有效地發(fā)揮頂部帽口的補(bǔ)縮作用。2）、液流流量大，充型時(shí)間短，充型能力強(qiáng)3）、造型工藝簡單，模具制造方便，澆注系統(tǒng)和冒口消耗金屬少，澆注系統(tǒng)切割容易。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前62頁，總共116頁。（2）、底注式（下注式）底注式澆注系統(tǒng)--內(nèi)澆道設(shè)在鑄件底部的澆注系統(tǒng)。底注式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前63頁，總共116頁。底注式澆注系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：1）、合金液從下部充填型腔，流動(dòng)平穩(wěn)。2）、無論澆道比多大，橫澆道基本處于充滿狀態(tài)，有利于擋渣。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前64頁，總共116頁。底注式澆注系統(tǒng)缺點(diǎn)：1）、鑄件溫度分布不利于自下而上的順序凝固，削弱了頂部冒口的補(bǔ)縮作用。2）、底部內(nèi)澆道附近鑄件容易過熱，使鑄件易產(chǎn)生縮松、縮孔、晶粒粗大?？s孔3）、充型能力差，對(duì)大型薄壁鑄件容易產(chǎn)生冷隔和澆不足等缺陷。4）、造型工藝復(fù)雜，金屬消耗量大。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前65頁，總共116頁。特征：鑄件上有未完全融合的縫隙或洼坑，其交接處是圓滑的

特征：鑄件不完整一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前66頁，總共116頁。（3）、中注式澆注系統(tǒng)中注式澆注系統(tǒng)—液態(tài)金屬引入位置介于頂注式與底注式的澆注系統(tǒng)。優(yōu)、缺點(diǎn)：介于頂注式與底注式之間。中注式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前67頁，總共116頁。應(yīng)用：高度不高，水平尺寸較大的中小型鑄件，廣泛應(yīng)用于機(jī)器造型的兩箱造型。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前68頁，總共116頁。（4）、階梯式澆注系統(tǒng)階梯式澆注系統(tǒng)—在鑄件不同高度上開設(shè)多層內(nèi)澆道的澆注系統(tǒng)。階梯式澆注系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：A.金屬液自下而上充型，充型平穩(wěn)，B.型腔內(nèi)氣體排出順利，C.充型后上部金屬液溫度高于下部，有利于順序凝固和冒口補(bǔ)縮，D.充型能力強(qiáng)大，避免冷隔和澆不足等缺陷。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前69頁，總共116頁。階梯式澆注系統(tǒng)缺點(diǎn)：A.造型復(fù)雜，有時(shí)有幾個(gè)分型面，B.要求正確的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),C.容易出現(xiàn)上下各層內(nèi)澆道同時(shí)進(jìn)入“亂澆”，D.底層金屬液過多，下部溫度高的不理想分布。應(yīng)用：高度高的大中型鑄鋼件、鑄鐵件澆注。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前70頁，總共116頁。階梯式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前71頁，總共116頁。(5)、縫隙式澆注系統(tǒng)縫隙式澆注系統(tǒng)—合金液由下而上沿著整個(gè)鑄件高度開設(shè)的垂直縫隙狀內(nèi)澆道平穩(wěn)地進(jìn)入型腔的澆注系統(tǒng)?？p隙式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前72頁，總共116頁?？p隙式澆注系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：1）、液流充型過程十分平穩(wěn)，不產(chǎn)生氧化夾渣，有利于熔渣上浮于鑄件頂部的冒口中，2）、在理想情況下，由縫隙進(jìn)入型腔的金屬液每增加一層，其溫度比下一層高，類似頂注式澆注系統(tǒng)的溫度分布?？p隙式澆注系統(tǒng)缺點(diǎn)：消耗液體金屬多，工藝出品率低，澆道的切割既麻煩又費(fèi)工。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前73頁，總共116頁。雨淋式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前74頁，總共116頁。2、按澆注系統(tǒng)各單元斷面積比例分類（1）、收縮式澆注系統(tǒng)收縮式澆注系統(tǒng)---直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的斷面依次縮?。ˋ直＞A橫＞A內(nèi)

）的澆注系統(tǒng)。特點(diǎn)：充型初期，保持充滿狀態(tài)，渣上浮到橫澆道上部，避免進(jìn)入型腔。液態(tài)金屬流速越來越大，對(duì)型壁產(chǎn)生沖擊，易引起噴濺和劇烈氧化。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前75頁，總共116頁。（2）、擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)--直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的斷面依次擴(kuò)大（A直＜A橫＜A內(nèi)）的澆注系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：金屬液在橫澆道和內(nèi)澆道中流速較慢，進(jìn)入型腔時(shí)流動(dòng)平穩(wěn)。缺點(diǎn)：橫澆道在充填初期不易充滿，開始階段浮渣作用較差。應(yīng)用：易氧化鋁合金和鎂合金及大、中鑄件。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前76頁，總共116頁。（3）、半擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)半擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)---

A直＜A橫＞A內(nèi)，且A內(nèi)＞A直澆注系統(tǒng)。優(yōu)缺點(diǎn)：介于擴(kuò)張式與收縮式之間，液流比較平穩(wěn)，充型能力和檔渣能力比較好。應(yīng)用：適合小件、結(jié)構(gòu)簡單鑄件。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當(dāng)前77頁，總共116頁。在澆注系統(tǒng)的類型和引入位置確定以后，就可進(jìn)一步確定澆注系統(tǒng)各基本單元的尺寸和結(jié)構(gòu)。目前大都采用水力學(xué)近似公式或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出澆注系統(tǒng)的最小截面積，再根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、幾何形狀等確定澆口比，最后確定各單元的尺寸和結(jié)構(gòu)。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算1、按流體力學(xué)公式計(jì)算澆注系統(tǒng)當(dāng)前78頁，總共116頁。阻流（最?。┙M元指澆注系統(tǒng)中最小截面積的澆道，一般為內(nèi)澆道，即二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計(jì)算當(dāng)前79頁，總共116頁。1）金屬填充型腔時(shí)，平均靜壓頭Hp的計(jì)算二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計(jì)算從分型面注入：頂注式：底注式：當(dāng)前80頁，總共116頁。在計(jì)算的鑄件確定以后，ρ即已確定。鑄件圖上一般已標(biāo)出了鑄件的質(zhì)量量（未標(biāo)時(shí)根據(jù)鑄件圖可估算出鑄件質(zhì)量），再加上澆注系統(tǒng)和冒口的質(zhì)量即為m值。2）m和ρ的確定二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計(jì)算當(dāng)前81頁，總共116頁。影響μ值的因素很多，難于用數(shù)學(xué)計(jì)算方法確定，一般都按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果選定。鑄鐵件和鑄鋼件的μ值可在0.25～0.5之間選取；對(duì)于航空鋁、鎂合金鑄件所用的擴(kuò)張式澆注系統(tǒng)，其μ值可在0.3～0.7之間選取。實(shí)際鑄造時(shí)可根據(jù)鑄件合金種類、澆注溫度和鑄件結(jié)構(gòu)選擇。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計(jì)算3）流量系數(shù)μ的確定當(dāng)前82頁，總共116頁。鑄鐵件流量系數(shù)3）流量系數(shù)μ的確定二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算鑄鋼件流量系數(shù)球墨鑄鐵流量系數(shù)當(dāng)前83頁，總共116頁。經(jīng)驗(yàn)公式和圖表澆注快慢對(duì)鑄件質(zhì)量有重大影響。澆注時(shí)間主要根據(jù)合金性質(zhì)靠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)選擇。球墨鑄鐵一般采用快澆。（主要依據(jù)鑄件的質(zhì)量確定）對(duì)于收縮大的合金件，采用慢澆有利于補(bǔ)縮。航空鋁合金和鎂合金鑄件，常以液面在型腔中的適宜的上升速度為確定澆注時(shí)間的根本依據(jù)。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計(jì)算4）澆注時(shí)間τ的確定當(dāng)前84頁，總共116頁。在確定了m、ρ、

μ、τ

、及HP之后，奧贊公式求出澆注系統(tǒng)的最小截面積(如計(jì)算收縮式澆注系統(tǒng)，最小斷面積應(yīng)是內(nèi)澆道出口處的斷面積)，再按已選定的澆注系統(tǒng)各單元斷面積之比以及各單元的結(jié)構(gòu)形式即可初步確定澆注系統(tǒng)的具體尺寸。由于在最初計(jì)算時(shí)預(yù)定的m和τ

的數(shù)值是估算值，并且各單元斷面積的實(shí)際比例與選定的也有出入，所以計(jì)算結(jié)果還需經(jīng)過驗(yàn)算和調(diào)整。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算當(dāng)前85頁，總共116頁。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算鑄鐵件垂直分型工藝的內(nèi)澆道設(shè)計(jì)諾謨圖當(dāng)前86頁，總共116頁。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算選擇澆注系統(tǒng)的類型。確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目及金屬引入方向。決定直澆道高度（一般取決于沙箱高度）。計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬在型內(nèi)的上升速度。計(jì)算阻流（最?。┙孛娣e。確定組元截面積比。在鑄造工藝上繪制澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組元截面圖。小結(jié)——澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟當(dāng)前87頁，總共116頁。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算推薦的一些澆口比S直：S橫：S內(nèi)灰鑄鐵：1:4:4；1.1:1.3:1；1:0.75:0.5球墨鑄鐵：1:0.9:0.5（干砂型）；1:2:2（殼型，立澆）；1.2:1:2。鑄鋼：1:2:1.5；1:3:3；1:1:0.7；1:2:2銅合金：1:2:2；1:4:4；1:1:1；1:1:3（黃銅）。鋁合金：1:6:6；1:2:4；（0.6～0.7):1:0.75。鎂合金：1:2:2；1:4:4。當(dāng)前88頁，總共116頁。一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)1、鑄件的凝固方式逐層凝固糊狀凝固中間凝固第三節(jié)、液態(tài)金屬凝固收縮過程的工藝分析當(dāng)前89頁，總共116頁。一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前90頁，總共116頁。（1）、合金結(jié)晶溫度間隔的影響純金屬和共晶合金：為逐層凝固無結(jié)晶溫度間隔，凝固區(qū)域?qū)挾融呌诹恪b-Sn相圖一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前91頁，總共116頁。合金收縮的三個(gè)階段一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前92頁，總共116頁。結(jié)晶溫度間隔很大的合金（亞、過共晶），凝固區(qū)域很寬，貫穿整個(gè)鑄件斷面，為糊狀凝固或體積凝固。（2）、溫度梯度的影響溫度梯度很大時(shí)，寬結(jié)晶溫度間隔的合金有較小凝固區(qū)域，趨于中間凝固甚至逐層凝固。一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前93頁，總共116頁。（3）、凝固方式對(duì)鑄件質(zhì)量的影響逐層凝固：凝固區(qū)域窄，凝固前沿較平滑，充型通道光滑，阻力小，充型能力好，液體補(bǔ)縮的通道短，補(bǔ)縮比較容易，獲得致密而優(yōu)質(zhì)的鑄件。一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前94頁，總共116頁。SSS+LS+LLTLTST逐層凝固SSS+LTLTST糊狀凝固一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前95頁，總共116頁。體積凝固：凝固區(qū)域?qū)?，枝晶發(fā)達(dá)，流動(dòng)阻力大，流速小，充型能力差，液體補(bǔ)縮通道長，補(bǔ)縮困難，形成分散的縮孔和縮松，鑄件致密性差?？s孔一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前96頁，總共116頁。2、鑄件的凝固方向（1）、順序凝固一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前97頁，總共116頁。順序凝固--是指采用一些適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，使鑄件遠(yuǎn)離冒口或澆口的部位最先凝固，靠近冒口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固。實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。順序凝固可防止縮孔和縮松。一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前98頁，總共116頁。（2）、同時(shí)凝固同時(shí)凝固---鑄件各部位或鑄件各處凝固開始及結(jié)束的時(shí)間相同或相近，甚至是同時(shí)完成凝固過程，無先后冷卻差異及明顯的方向性。同時(shí)凝固示意圖一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點(diǎn)當(dāng)前99頁，總共116頁。液態(tài)金屬成形過程---高溫液態(tài)金屬在鑄型中冷卻、凝固冷卻至常溫固態(tài)的過程。液態(tài)金屬成形過程：會(huì)出現(xiàn)收縮。合金冷卻收縮：在鑄件中產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂、冷裂及變形等缺陷