铸造篇--上海怡健医学（一）铸造

铸造概述一. 铸造本质和铸造方法分类铸造——将液态金属倒入模具中，等待其冷却凝固，获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件或成型方法称为铸造成型方法，称为铸造。分类：砂型铸造产量占90%以上；特殊铸件二、铸件生产特点：可制作复杂零件；适应性广；低成本; 类似于零件。加工余量少；力学性能低于锻件；废品率高。铸件 在铸件生产中，获得高质量的铸件是最基本的要求。所谓优质铸件，是指轮廓清晰、尺寸准确、表面光滑、组织致密、力学性能合格的铸件，无超出技术要求的铸造缺陷。合金的铸造性能是指合金在铸造和成型过程中的铸造性能。主要包括合金的流动性、凝固特性、收缩性、吸入性等。它们对铸件质量有很大影响。第一章铸造工艺基础§ 1 液态合金的充填（流动性）一.合金流动性1. 液态合金本身的流动性称为合金的流动性。2.流动性对铸件质量的影响：流动性好：铸件形状完整，轮廓清晰。流动性差：易产生浇注不足、保冷、气孔、夹渣、缩孔、缩松等铸造缺陷。3.

尺寸准确，内部质量好。影响流动性的因素： 1、合金种类： 2、化学成分： 3、浇注条件：指浇注温度和充模压力： 4、充模条件：指模具材料、模具温度、气体在模具中，见教科书P40图2-2铸件的组织结构（见教科书P41表2-1）第二节合金的凝固与收缩一.铸件凝固方法: 见教材P41中图2-31. 逐层凝固：见图中a2. 粘贴凝固：见图中b3. 中间凝固：见图c 2、铸造合金的收缩：铸造合金在凝固和冷却过程中体积和尺寸减小的现象称为铸造合金的收缩。1、合金收缩的三个阶段：液体收缩、凝固收缩——引起缩孔、缩松。固态收缩——在铸件中引起内应力，导致铸件变形、裂纹、形状和裂纹。2、影响收缩率的因素：1)化学成分：2)铸造温度：3)铸造组织和模具条件：不同的合金有不同的收缩率。三、铸件缩孔和缩孔： 1、缩孔和缩孔的形成过程：见教材P43-4、图2-52中的图2。防止缩孔和缩孔的措施：

热应力的形成过程见教材P45。图 2-8。热应力的形成过程见教材P45。图2 机械应力的形成过程见教材P45。图 2-1。设计时尽量使壁厚均匀。②。在铸造过程中，使所有零件同时凝固，（浇口在薄壁处开，冷铁放在厚壁处）。更好的性能。8.二.铸件变形与预防：变形是由于铸件内部应力的形成，不能及时消除。预防方法有：1.设计：壁厚均匀，形状对称。2.工艺：同时凝固原理。3.模型：反向变形法。4. 时效处理。三.铸件裂纹及预防：裂纹是由于铸件的内应力造成的，当材料的抗拉强度超过抗拉强度时，分为热裂纹和冷裂纹两种。具体的预防方法有：1.防止内应力的方法（一.2.三项全部措施）可以防止裂纹。2.减少P和S的含量. 第4节铸件气孔一.沉淀气孔：见教材P47 图2-12 当高温液体吸收的气体凝固时溶解度降低，来不及排出，形成“针孔”。预防： 1. 对熔融金属进行“脱气”预防：1.执行2.去除熔融金属装料中的油分和水分。< @3.干燥铸造设备。4.@ >降低模具的含水量。脱气处理。二.浸入气孔：浇注时砂型和型芯产生的气体积聚在型腔内表面，浸入熔融金属中形成，多在铸件上表面部分，尺寸较大，呈椭圆形或梨形，孔内表面氧化。

预防：1.提高型砂的透气性。2.减少型芯的气体产生。三.反应性气孔：来自高温熔融金属和型材，来自高温熔融金属与型材，冷铁与熔渣发生化学反应产生的气体残留在铸件中形成气孔。预防：1.皮下气孔 - 参见 P48 上的图 2-13a。降低砂型的含水量。2.冷铁孔——见教材P48图2-13b。清除冷熨斗表面的油污和锈迹。冷铁渣之间的化学第2章常用合金铸件的生产第1节铸铁生产概述：1.铸铁的优缺点及其应用：优点：良好的铸造性能，良好的切削性能，耐磨性好，良好的铸造性能，良好的切削性能铸造冷铁的作用，良好的耐磨性，良好的耐腐蚀性，良好的减震性，低缺口敏感性。缺点：力学性能（σb、δ、αk）不如钢。应用：见教材P53表2-3。2.铸铁的种类：白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁。一。灰口铸铁： 1.灰口铸铁组织：金属基体﹢鳞片石墨，见教科书P50中的图2-142.性能：力学性能：受还原和劈裂的影响，只是抗压强度接近与钢相比，其他所有力学性能都远低于钢。钢要低得多。工艺性能：铸造和切削性能好，其他工艺性能差。其他性能：减震、耐磨、耐腐蚀、缺口敏感性低。3.铸铁的石墨化及其影响因素：1）铸铁的石墨化：铁水中所含的碳原子在凝固和冷却过程中以石墨的形式析出的现象。

冷却速度 冲天炉中频电炉 感应线圈 中频电炉 中频电炉 电源二.可锻铸铁：（又称可锻钢）1.生产工艺：1）产白铸件：白铁水加铋铁合金孕育2）高温（900℃以上）石墨化长时间退火：2.牌号、组织、性能及用途：牌号：见表2-4教科书 P54。等级：见教科书P54 表2 组织：金属基体+絮状石墨。参见教科书 P54 中的图 2-17。性能：强度和韧性比灰铸铁高，但绝不锻造。应用：各种管接头、阀门、扳手、纺织机械零件。4.三.球墨铸铁：（简称球墨铸铁）1.牌号、组织、性能、应用：组织：金属基体﹢球状石墨，见教材P55中图2-18。成绩、成绩、应用：见教材P55表2-5。2.生产工艺：1）化学成分：C：生铁水3.7—4.0﹪，Si：生铁水1.0—2.0﹪铸造冷铁的作用，M0 3Mn：<0.3—0.5﹪ 过高，δ和αk都会下降，导致偏析严重。

P：有害元素，导致冷脆性，应为<0.08﹪。S：生铁水<0.06﹪后处理<0.01—0.03﹪（镁可脱硫）镁渣：0.04—0.@ >08﹪残差：0.02—0.04﹪，处理后3.5—3.9﹪。处理后2.0—2.5﹪。如果太高，δk 将减少 0.5。如果过高，石墨的形状会变差。2）球化剂和孕育剂：①球化剂：Mg或Re-Mg，添加量：Mg0.4-0.6﹪Re-Mg1.0 -1.@ >8﹪②孕育剂：Si-Fe添加量：③孕育剂作用：a．消除镁产生白口的倾向。湾。石墨球直径减小，数量增加，分布更均匀，形状更圆润。c 基体晶粒细化 c．基体晶粒细化。3）球化和孕育工艺：球化工艺：压入法、打孔法（参见教材P56中的图2-19）。孕育工艺：浇道杯孕育法4）加热处理：退火、正火、淬火、回火、调质 4. 密实铸铁：铁水蠕虫化、孕育处理，见教材P57小图2-20，0.3-1.@ >2﹪第2节铸钢件生产一.铸钢种类和性能：主要是铸造碳素钢，占铸钢件总产量的3%以上80%以上，牌号和用途见表2教科书 P57 - 6. 2.

第三节铜及铝合金铸件的生产牌号及用途见P59-7、表2-8.表2-8.第三节铜及铝合金铸件生产第三章砂型铸造< @k0@ >铸造工艺图：是在零件图上用各种铸造工艺符号和工艺参数显示铸造工艺方案的图形。二.铸造工艺图所代表的内容：浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、收缩率、浇注系统、冒口和冷水机的尺寸和布置、浇注系统、冒口和冷水机的尺寸和布置、芯数、形状、尺寸及固定方法等。芯数和形状为三。铸造工艺图的作用：指导花纹（芯盒）设计，生产准备，铸模制造，铸件检验，绘制样板图和合箱图。铸造工艺图参见教材P62的图2-22。砂型铸造工艺的第一部分是造型方法的选择。造型方法直接影响铸件质量和铸件成本。一.手工造型：1.优缺点：1）优点：①适应性广（适用于各种尺寸和形状的铸件）。②对花纹要求不高（各种实木模具都可以。②对花纹要求不高（各种实木模具、刮刀等）可以使用）③对沙箱要求不高（沙箱不需要严格匹配加工，甚至用坑），降低沙箱成本，缩短生产准备时间。2） 缺点：①生产率低。②工人技术水平较高。③铸件尺寸精度和表面质量差。刮板等）2.应用：主要用于单件小批量生产，也可用于大批量生产。

3.手工建模方法及实例：1）手工建模方法：根据沙盒的特点：二盒建模、三盒和多盒建模、拆箱建模、坑建模、假箱形造型，拆分箱形。按外观特点：整模造型、分体模造型、挖砂造型、活块模造型、刮板造型。2)工艺举例： ①单件、小批量生产：尺寸较大，为回转体-刮板-坑形。参见教材 P63 的图 2-23。优点：节省花型、木材和模具工时，降低铸件成本，省去下箱，简化砂箱的准备和运输。缺点：工人技术水平高。大中型铸件单件应用：大中型铸件的单件和小批量生产。②批量和大批量生产：使用实体图案（木模或金属模）进行两箱造型。优点：均匀分布到单个铸件的模具成本低。建模简单方便，建模时间少。简化建模和合箱操作。.型砂致密均匀，提高铸件表面质量。压环及其分型面。小批量生产Ⅱ．机器造型：1.优缺点：1)优点：①生产率高②劳动条件好③铸件尺寸准确，表面光洁，加工​​余量小。④生产成本低（批量大）。缺点2)缺点：设备、模板、专用沙箱投资大。一般造型机、制芯机、机械化砂处理设备、浇注落砂等工序需要一起组成流水线。2.应用：目前已广泛应用于中大批量铸件的生产。3.机械造型（制芯）基本原理：见教材P57中图2-24 . 工作过程。浇注落砂等工序需要一起组成流水线。2.应用：目前已广泛应用于中大批量铸件的生产。3.机械造型（制芯）基本原理：见教材P57中图2-24 . 工作过程。浇注落砂等工序需要一起组成流水线。2.应用：目前已广泛应用于中大批量铸件的生产。3.机械造型（制芯）基本原理：见教材P57中图2-24 . 工作过程。

4.成型机的种类、特点及用途：1） 振动成型机： 优点：价格便宜，比手工成型的生产率高很多。缺点：型砂密实度不够高，噪音大，工作条件差，生产率不够高（30-60箱/小时）2)微震压实造型机2)微震压实成型​​机： ——高压成型机的特点：振动频率600-800次/分钟，振幅2-6mm，压实比压>0.7MPa。优点：型砂致密性和均匀性高，型腔表面质量好，噪音低，铸件尺寸精度和表面质量高。应用：汽车和拖拉机零件的批量生产。高压造型机、冲击压缩造型机、微冲击压实造型机3） 注塑机：射砂—压实无箱造型优点：形成整条配砂自动化生产线，倾倒落砂，生产率高达240-300箱/小时。缺点：垂直分型，下芯困难，对模具精度要求高。要求高。应用： 小件简单件的大批量生产。4）射芯机：见教材P66图2-27。填砂和压实同时完成，生产率高。它可用于制芯和造型。如热芯盒射芯机，冷芯盒射芯机，（使用专用粘合剂），

只能使用两个盒子，尽量避免散块。参见教材P65第2节中的图2-26，浇注位置和分型面的选择。分型面——模具之间的界面。一.浇注部位选择原则：见教材P67表2-91.铸件重要加工面应朝下：夹渣。2.铸件大平面应朝下：3.铸件薄壁部分应放在下部，或垂直或倾斜位置：避免欠浇、冷隔离。4.厚壁向上：易于放置冒口喂料。避免水泡、毛孔和沙子夹杂物。二。模具分型面的选择原则： 1、尽量减少分型面的数量：例如，图 2-29 教科书 P68 中的三通铸件。(b) 需要三个分型面和四个沙箱。(c) 需要两个分型面和三个沙箱。(d) 需要一个分型面和两个砂箱。2、尽可能简化分型面形状：图中为水平分型面，采用简单的分型面形状。如果采用如下图（俯视图）的中心线分型，分型面为曲面分型面，需要进行砂挖或假箱造型。尽量将铸件的轮廓保持在同一个砂箱内，或将加工面和加工基准保持在同一个砂箱内。避免错误的盒子4.易于卸载，关闭盒子，检查核心尺寸和倾倒。5.腔体不能太深，避免大挂芯和挂砂，浇注前不转动砂型。例如教科书 P68 动臂铸造中的图 2-28。在砂箱内，或制作加工面和加工基准位置以提高加工精度 第三节工艺参数的选择一.加工余量和最小铸孔：1.加工余量：1）@ > 定义：为切削而扩大的铸件尺寸称为机械加工余量。

2） 影响因素：合金类型、铸件尺寸、生产批次、浇注位置、成型方法。2.最小铸件孔：铸件上的孔和槽是否需要铸造，应从三个方面考虑：1）必要性：如异形孔、弧形孔、未加工孔，它们必须投。2） 经济：与开孔成本相比，考虑批量大小和合金类型。3） 可能性：在铸造过程中是否可以，即是否容易铸造。见教材 P70 II 的表 2-1 0.。起触坡： 1、定义：为了使花型（或型芯）易于从砂型（或型芯盒）中取出，垂直于分型面的竖向壁在制作花型时必须有一定的倾斜度，称为启动坡度。2、影响因素：竖墙高度：竖墙高度↑起始坡度↓外观类型：木型坡度>金属型坡度造型方式：手工造型坡度>机器造型坡度在同一铸件上：内壁坡度>外壁坡度（ 3~10o) (15'~3o)3.铸造工艺图上的表示方法：有增加铸件厚度、加减铸件厚度、减薄铸件厚度三种方法。铸件。参见教材P71的图2-33 III。缩水率： 1.定义：为保证铸件尺寸合适，通过合金的收缩，图案的尺寸必须大于铸件的尺寸，这称为收缩。2、影响因素：合金种类、铸件尺寸、铸件结构（收缩时是否受阻...