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前第1頁\共有116頁\編于星期五\19點以鑄造中應(yīng)用最為廣泛的砂型鑄造工藝為對象，著重討論鑄造工藝設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容。第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝當前第2頁\共有116頁\編于星期五\19點第一篇、液態(tài)金屬鑄造成形工藝當前第3頁\共有116頁\編于星期五\19點輕型貨車四缸發(fā)動機缸體當前第4頁\共有116頁\編于星期五\19點軋鋼機軋輥當前第5頁\共有116頁\編于星期五\19點不銹鋼沖擊葉輪，4.3噸當前第6頁\共有116頁\編于星期五\19點分體鑄造的鋼圈當前第7頁\共有116頁\編于星期五\19點分體鑄造的齒輪當前第8頁\共有116頁\編于星期五\19點整體鑄造的三峽電站

水輪發(fā)電機組下環(huán)當前第9頁\共有116頁\編于星期五\19點73D-9氣缸，70噸當前第10頁\共有116頁\編于星期五\19點當前第11頁\共有116頁\編于星期五\19點裝飾件當前第12頁\共有116頁\編于星期五\19點鑄銅工藝品當前第13頁\共有116頁\編于星期五\19點南山大佛（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。當前第14頁\共有116頁\編于星期五\19點砂型鑄造砂型鑄造當前第15頁\共有116頁\編于星期五\19點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前第16頁\共有116頁\編于星期五\19點砂型鑄造砂型整模造型當前第17頁\共有116頁\編于星期五\19點1.鑄造工藝設(shè)計的概念鑄造工藝設(shè)計就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點、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)濟性。

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

當前第18頁\共有116頁\編于星期五\19點3.鑄造工藝設(shè)計內(nèi)容鑄造工藝設(shè)計內(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)計也屬于鑄造工藝設(shè)計的內(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前第19頁\共有116頁\編于星期五\19點鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容和一般程序項目內(nèi)容用途及應(yīng)用范圍設(shè)計程序鑄造工藝圖在零件圖上用各種工藝符號表示出機械加工余量，收縮率，澆注時鑄件位置，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)準備、清理和驗收工作的依據(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6.加工余量7.起模斜度，畫出活塊8.收縮率、工藝補正量、模樣分型系數(shù)9.冒口及澆注系統(tǒng)、試塊、冷鐵及鑄筋當前第20頁\共有116頁\編于星期五\19點鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容和一般程序當前第21頁\共有116頁\編于星期五\19點第一章、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特性第一節(jié)、液態(tài)金屬充型過程的水力學特性及流動情況紊流流動多孔管中流動粘性流體流動不穩(wěn)定流動當前第22頁\共有116頁\編于星期五\19點第一章、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特性1、粘性流體流動液態(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)。在流動過程中又隨液態(tài)金屬溫度降低而不斷增大。當液態(tài)金屬中結(jié)晶出晶體時，液體的粘度急劇增加，其流速和流態(tài)也會發(fā)生急劇變化。第一節(jié)、液態(tài)金屬充型過程的水力學特性及流動情況當前第23頁\共有116頁\編于星期五\19點2、不穩(wěn)定流動在充型過程中液態(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。一、液態(tài)金屬充型過程的水力學特性3、多孔管中流動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”中流動時，不能很好的貼附于管壁，會將外界氣體卷入，形成氣孔或引起金屬液氧化而形成氧化夾渣。當前第24頁\共有116頁\編于星期五\19點鑄件產(chǎn)生的氣孔一、液態(tài)金屬充型過程的水力學特性當前第25頁\共有116頁\編于星期五\19點4、紊流流動液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中流動時，雷偌數(shù)Re＞Re臨,為紊流流動。古錢幣中氣孔一、液態(tài)金屬充型過程的水力學特性當前第26頁\共有116頁\編于星期五\19點澆注系統(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)中的流動情況當前第27頁\共有116頁\編于星期五\19點1、應(yīng)在一定的澆注時間內(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。對澆注系統(tǒng)的基本要求當前第28頁\共有116頁\編于星期五\19點1、液態(tài)金屬在澆口杯中的流動情況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）、減輕液流對型腔的沖擊；（3）、分離熔渣和氣泡并阻止其進入型腔；（4）、增加充型壓力頭。二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況當前第29頁\共有116頁\編于星期五\19點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)中的流動情況當前第30頁\共有116頁\編于星期五\19點池形漏斗形二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況2）、澆口杯結(jié)構(gòu)當前第31頁\共有116頁\編于星期五\19點直澆道的功用是從澆口杯引導金屬向下進入橫澆道、內(nèi)澆道或直接導入型腔。非充滿式流動充滿式流動2、液態(tài)金屬在直澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況1）直澆道的功用2）

液態(tài)金屬在直澆道中的兩種流態(tài)當前第32頁\共有116頁\編于星期五\19點常用的直澆道結(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情況當前第33頁\共有116頁\編于星期五\19點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情況當前第34頁\共有116頁\編于星期五\19點3、液態(tài)金屬在橫澆道中的流動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)中的流動情況當前第35頁\共有116頁\編于星期五\19點橫澆道是直澆道與內(nèi)澆道之間的一個中間澆道，液體金屬在橫澆道中的流動情況與這三個澆道的斷面積之比有較密切的關(guān)系。當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，從直澆道下落的液流可立即把橫澆道充滿。相反對于鋁鎂合金鑄造常用的擴張式澆注系統(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情況1）橫澆道的穩(wěn)流作用液流從直澆道落下時速度不平穩(wěn)，進入橫澆道液流趨向平穩(wěn)。當前第36頁\共有116頁\編于星期五\19點內(nèi)澆道流量不均勻現(xiàn)象對鑄件質(zhì)量有顯著影響對大型復(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)澆道附近會引起局部過熱、破壞原來所預(yù)計的鑄件凝固次序，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情況當前第37頁\共有116頁\編于星期五\19點為了克服內(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)置在橫澆道的對稱位置；（2）將橫澆道斷面設(shè)計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情況當前第38頁\共有116頁\編于星期五\19點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）檔渣原理當前第39頁\共有116頁\編于星期五\19點重力分離時，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渣團半徑R的大小③合金液在橫澆道中的流動速度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情況當前第40頁\共有116頁\編于星期五\19點①降低合金液在橫澆道的流動速度υ橫。搭接式橫澆道雙重橫澆道擴張式澆注系統(tǒng)增大橫澆道截面積（2）強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情況當前第41頁\共有116頁\編于星期五\19點當前第42頁\共有116頁\編于星期五\19點①降低合金液在橫澆道的流動速度υ橫。②橫澆道應(yīng)呈充滿狀態(tài)（2）強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情況減少澆注系統(tǒng)的擴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)計集渣包當前第43頁\共有116頁\編于星期五\19點①降低合金液在橫澆道的流動速度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⑤在橫澆道上設(shè)置集渣包是常用的除渣措施（2）強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情況當前第44頁\共有116頁\編于星期五\19點（2）強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情況當前第45頁\共有116頁\編于星期五\19點①降低合金液在橫澆道的流動速度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⑤在橫澆道上設(shè)置集渣槽是常用的除渣措施（2）強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情況減少澆注系統(tǒng)的擴張程度底注式澆注系統(tǒng)當前第46頁\共有116頁\編于星期五\19點圓形半圓形梯形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。當前第47頁\共有116頁\編于星期五\19點4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動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，并對鑄件有一定的補縮作用位置、數(shù)量、尺寸大小對鑄件質(zhì)量有很大作用。1）內(nèi)澆道的功用當前第48頁\共有116頁\編于星期五\19點4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況直澆道、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，金屬液流入型腔時噴射嚴重。2）澆口比3）內(nèi)澆道與橫澆道的相對位置第一個內(nèi)澆道不要離直澆道太近，最后一個內(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前第49頁\共有116頁\編于星期五\19點4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況同時凝固：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，最好是通過冒口進入型腔，使冒口溫度較高，使厚大部位得到補縮。

高大鑄件，保證鑄件自下而上順序凝固，水平方向同時凝固，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)中的流動情況4）內(nèi)澆道與鑄件的位置內(nèi)澆道與鑄件的相對位置和內(nèi)澆口數(shù)量的選擇，應(yīng)該服從所選擇的凝固順序和補縮方式。當前第50頁\共有116頁\編于星期五\19點4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況順序凝固當前第51頁\共有116頁\編于星期五\19點4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動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)澆道的形狀當前第52頁\共有116頁\編于星期五\19點4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況5）其它注意事項當前第53頁\共有116頁\編于星期五\19點a)液流不要正對著沖擊細小砂芯和型壁，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)澆道中的流動情況二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況5）其它注意事項當前第54頁\共有116頁\編于星期五\19點二、液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況當前第55頁\共有116頁\編于星期五\19點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)中的流動情況4、液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動情況5）其它注意事項當前第56頁\共有116頁\編于星期五\19點過濾網(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情況當前第57頁\共有116頁\編于星期五\19點過濾網(wǎng)三、液態(tài)金屬在過濾裝置中的流動情況當前第58頁\共有116頁\編于星期五\19點過濾網(wǎng)三、液態(tài)金屬在過濾裝置中的流動情況當前第59頁\共有116頁\編于星期五\19點一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用1、按液態(tài)金屬導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)計當前第60頁\共有116頁\編于星期五\19點（1）、頂注式（上注式）頂注式澆注系統(tǒng)---以澆注位置為基準，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)用當前第61頁\共有116頁\編于星期五\19點頂注式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：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)揮頂部帽口的補縮作用。2）、液流流量大，充型時間短，充型能力強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)用當前第62頁\共有116頁\編于星期五\19點（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)用當前第63頁\共有116頁\編于星期五\19點底注式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：1）、合金液從下部充填型腔，流動平穩(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)用當前第64頁\共有116頁\編于星期五\19點底注式澆注系統(tǒng)缺點：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。縮孔3）、充型能力差，對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)用當前第65頁\共有116頁\編于星期五\19點特征：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)用當前第66頁\共有116頁\編于星期五\19點（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：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)用當前第67頁\共有116頁\編于星期五\19點應(yīng)用：高度不高，水平尺寸較大的中小型鑄件，廣泛應(yīng)用于機器造型的兩箱造型。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當前第68頁\共有116頁\編于星期五\19點（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：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縮，D.充型能力強大，避免冷隔和澆不足等缺陷。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當前第69頁\共有116頁\編于星期五\19點階梯式澆注系統(tǒng)缺點：A.造型復(fù)雜，有時有幾個分型面，B.要求正確的計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計,C.容易出現(xiàn)上下各層內(nèi)澆道同時進入“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)用當前第70頁\共有116頁\編于星期五\19點階梯式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當前第71頁\共有116頁\編于星期五\19點(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鑄件高度開設(shè)的垂直縫隙狀內(nèi)澆道平穩(wěn)地進入型腔的澆注系統(tǒng)?？p隙式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當前第72頁\共有116頁\編于星期五\19點縫隙式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：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：消耗液體金屬多，工藝出品率低，澆道的切割既麻煩又費工。一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當前第73頁\共有116頁\編于星期五\19點雨淋式澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)的類型及應(yīng)用當前第74頁\共有116頁\編于星期五\19點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)澆道的斷面依次縮小（A直＞A橫＞A內(nèi)

）的澆注系統(tǒng)。特點：充型初期，保持充滿狀態(tài)，渣上浮到橫澆道上部，避免進入型腔。液態(tài)金屬流速越來越大，對型壁產(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)用當前第75頁\共有116頁\編于星期五\19點（2）、擴張式澆注系統(tǒng)擴張式澆注系統(tǒng)--直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的斷面依次擴大（A直＜A橫＜A內(nèi)）的澆注系統(tǒng)。優(yōu)點：金屬液在橫澆道和內(nèi)澆道中流速較慢，進入型腔時流動平穩(wěn)。缺點：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)用當前第76頁\共有116頁\編于星期五\19點（3）、半擴張式澆注系統(tǒng)半擴張式澆注系統(tǒng)---

A直＜A橫＞A內(nèi)，且A內(nèi)＞A直澆注系統(tǒng)。優(yōu)缺點：介于擴張式與收縮式之間，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)用當前第77頁\共有116頁\編于星期五\19點在澆注系統(tǒng)的類型和引入位置確定以后，就可進一步確定澆注系統(tǒng)各基本單元的尺寸和結(jié)構(gòu)。目前大都采用水力學近似公式或經(jīng)驗公式計算出澆注系統(tǒng)的最小截面積，再根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點、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)的尺寸計算1、按流體力學公式計算澆注系統(tǒng)當前第78頁\共有116頁\編于星期五\19點阻流（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)的尺寸計算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計算當前第79頁\共有116頁\編于星期五\19點1）金屬填充型腔時，平均靜壓頭Hp的計算二、澆注系統(tǒng)的尺寸計算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計算從分型面注入：頂注式：底注式：當前第80頁\共有116頁\編于星期五\19點在計算的鑄件確定以后，ρ即已確定。鑄件圖上一般已標出了鑄件的質(zhì)量量（未標時根據(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)的尺寸計算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計算當前第81頁\共有116頁\編于星期五\19點影響μ值的因素很多，難于用數(shù)學計算方法確定，一般都按生產(chǎn)經(jīng)驗和參考實驗結(jié)果選定。鑄鐵件和鑄鋼件的μ值可在0.25～0.5之間選取；對于航空鋁、鎂合金鑄件所用的擴張式澆注系統(tǒng)，其μ值可在0.3～0.7之間選取。實際鑄造時可根據(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)的尺寸計算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計算3）流量系數(shù)μ的確定當前第82頁\共有116頁\編于星期五\19點鑄鐵件流量系數(shù)3）流量系數(shù)μ的確定二、澆注系統(tǒng)的尺寸計算鑄鋼件流量系數(shù)球墨鑄鐵流量系數(shù)當前第83頁\共有116頁\編于星期五\19點經(jīng)驗公式和圖表澆注快慢對鑄件質(zhì)量有重大影響。澆注時間主要根據(jù)合金性質(zhì)靠生產(chǎn)經(jīng)驗選擇。球墨鑄鐵一般采用快澆。（主要依據(jù)鑄件的質(zhì)量確定）對于收縮大的合金件，采用慢澆有利于補縮。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間的根本依據(jù)。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計算奧贊（Osann）公式

——阻流（最?。┙孛娣e的計算4）澆注時間τ的確定當前第84頁\共有116頁\編于星期五\19點在確定了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。由于在最初計算時預(yù)定的m和τ

的數(shù)值是估算值，并且各單元斷面積的實際比例與選定的也有出入，所以計算結(jié)果還需經(jīng)過驗算和調(diào)整。二、澆注系統(tǒng)的尺寸計算當前第85頁\共有116頁\編于星期五\19點二、澆注系統(tǒng)的尺寸計算鑄鐵件垂直分型工藝的內(nèi)澆道設(shè)計諾謨圖當前第86頁\共有116頁\編于星期五\19點二、澆注系統(tǒng)的尺寸計算選擇澆注系統(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）。計算澆注時間并核算金屬在型內(nèi)的上升速度。計算阻流（最小）截面積。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)計步驟當前第87頁\共有116頁\編于星期五\19點二、澆注系統(tǒng)的尺寸計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。當前第88頁\共有116頁\編于星期五\19點一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點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前第89頁\共有116頁\編于星期五\19點一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點當前第90頁\共有116頁\編于星期五\19點（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?。Pb-Sn相圖一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點當前第91頁\共有116頁\編于星期五\19點合金收縮的三個階段一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點當前第92頁\共有116頁\編于星期五\19點結(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，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當前第93頁\共有116頁\編于星期五\19點（3）、凝固方式對鑄件質(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，液體補縮的通道短，補縮比較容易，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當前第94頁\共有116頁\編于星期五\19點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當前第95頁\共有116頁\編于星期五\19點體積凝固：凝固區(qū)域?qū)?，枝晶發(fā)達，流動阻力大，流速小，充型能力差，液體補縮通道長，補縮困難，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當前第96頁\共有116頁\編于星期五\19點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當前第97頁\共有116頁\編于星期五\19點順序凝固--是指采用一些適當?shù)墓に嚧胧硅T件遠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。實現(xiàn)以厚補薄，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當前第98頁\共有116頁\編于星期五\19點（2）、同時凝固同時凝固---鑄件各部位或鑄件各處凝固開始及結(jié)束的時間相同或相近，甚至是同時完成凝固過程，無先后冷卻差異及明顯的方向性。同時凝固示意圖一、液態(tài)金屬凝固過程的工藝特點當前第99頁\共有116頁\編于星期五\19點液態(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。二、液態(tài)成形收縮過程的工藝特點及對鑄件質(zhì)量的影響當前第100頁\共有116頁\編于星期五\19點1