搜索
江苏省技工院校教案首页授课日期班级12高级工（3年）金属表面处理与加工课题：§1-2砂型铸造（三）§1-3特种铸造及铸造新技术教学目的要求：1．了解铸件浇注、落砂及清理的工艺过程；2.了解几种特种铸造的工艺特点。教学重点、难点：铸件浇注、落砂及清理的工艺过程。授课方法：讲授法、视听法教学参考及教具（含多媒体教学设备）：参考：《工程材料与机械制造基础》齐乐华主编；教具：多媒体授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲§1-2砂型铸造（三）一、砂型铸造的工艺过程7、落砂和清理（1）落砂和除芯（2）落砂的方法（3）注意事项（4）清理及清理的内容8、检验（1）铸件的外观质量（2）铸件的内在质量（3）铸件的使用性能二、铸件的缺陷§1-3特种铸造及铸造新技术一、特种铸造1、熔模铸造及其特点、应用2、金属型铸造及其特点、应用3、压力铸造及其特点、应用4、离心铸造及其特点、应用5、特种铸造的特点及应用二、铸造新技术和新工艺1、消失模铸造2、陶瓷铸造教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间组织教学点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课。复习旧课1．型芯怎么制造？2.怎样设置浇注系统和冒口？导入新课金属液浇入铸型时所测量到的温度称为浇注温度，是铸造过程必须控制的质量指标之一。温度↑→充型能力↑，温度不足，易产生浇不族和冷隔的缺陷，温度过高，易产生缩松、缩孔、粗晶、气孔等缺陷。灰铸铁（指具有片状石墨的铸铁）的浇注温度一般在1340°。讲授新课§1-2砂型铸造（三）7、落砂和清理1、落砂和除芯落砂定义：是用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作；除芯定义：是从逐渐中去除芯砂和芯骨的操作。2、落砂的方法手工落砂用于单件、小批量生产；机械落砂一般有落砂机进行，用于大批量生产。3、注意事项铸件在砂型内应该有足够的冷却时间。冷却的时间可根据逐渐的形状、大小和壁厚确定。过早落砂，会因铸件冷却太快而使其应力增加，甚至变形开裂。4、清理清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。5、清理的内容准备上课同学思考后作答，利用课件显示其内容，听老师所作点评。利用实际生产实例导入。听讲、记笔记观看视频观看视频。分组讨论清理内容。5分8分4分3分3分3分3分3分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间铸件上的浇口、浇道和冒口的清除：对于铸铁件可用铁锤敲去；铸钢件可用气割切除；有色金属铸件则可用锯削除去。铸件上的粘砂、细小飞翅、氧化皮等可用喷砂或抛丸消砂、水力清砂、化学清砂等方法予以清理。大量生产时多采用专用清理机械和设备进行清理。8、检验（1）铸件的外观质量——铸件表面状况和达到产品要求的程度。包括铸件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸误差、形状及位置误差、质量偏差等。（2）铸件的内在质量——一般不能用肉眼检查出来的铸件内部状况和达到用户要求的程度。包括铸件的化学成分、力学性能、金相组织，以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷。（3）铸件的使用性能——指铸件能满足使用要求的性能。使用性能有在强力、高速、磨耗、腐蚀、高热等不同条件下的工作性能、切削加工性能、焊接性能、运转性能等。二、铸件的缺陷（一）铸件中的缩孔与缩松1、缩孔与缩松的形成原因液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩的容积得不到补足而行成。(补缩)(1)缩孔缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶的空洞。通常在铸件上部，或最后凝固的部分(2)缩松缩松：分散在铸件某些区域内的细小缩孔缩松缺陷的部位在气密性试验时可能渗露形成过程与缩孔相似2、缩孔、缩松的防止防止缩松、缩孔的措施：顺序凝固实现顺序凝固，就可实现“补缩”实现顺序凝固的方法：设冒口，加冷铁等。倾向于糊状凝固的合金，整个截面上有树枝状晶架，难以避免显微缩松。（二）铸件中的气孔铸件中的气孔是最常见的缺陷，气孔是表面比较光滑，呈梨形、圆形、椭圆形的孔洞。一般不在铸件表面露出，大孔常孤多媒体课件演示结合生产实例进行每种缺陷的讲解，便于学生掌握理解。对两种缺陷进行对比学习记忆。观看视频，结合图片，分析铸件常见缺陷及其10分55分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间立存在，小孔则成群出现。产生原因：造型材料中水分过多或含有大量的发气物质、砂型和型心的透气性差、浇注速度过快，是型腔中的气体来不及排出。（三）砂眼铸件内部或表面带有沙粒的孔洞。产生的原因：型砂强度不够、型砂紧实度不够、浇注速度太快。（四）粘砂铸件的部分或整个表面上黏附着一层沙粒和金属的机械混合物（机械粘砂）或由金属氧化物、沙子和黏土相互作用而生成的低熔点化合物（化学粘砂）。粘砂是铸件表面粗糙，不易加工。产生的原因：型砂的耐火性差或浇注温度过高。§1-3特种铸造及铸造新技术一、特种铸造1、熔模铸造及其特点、应用用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化后在将模型熔化，排出型外，从而获得无分型面的铸型。由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又称“失蜡铸造”。㈠工艺过程：（1）制造压型（2）压制蜡模（3）组合蜡模（4）制造型壳（5）脱蜡（6）浇注、落砂和清理㈡熔模铸造的特点及应用优点：熔模铸造可以生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁且无分型面、质量较高的铸件，一般的小孔凸台均可直接铸出。熔模铸造能铸造各种合金铸件，特别适于高熔点、难切削和用别的加工方法难以成形的合金，如耐热合金、磁钢、不锈钢等。它的生产批量也不受限制，可实现机械化流水生产。缺点：由于蜡模容易变形、型壳强度不高等原因，不易生产比较大的铸件，同时，它的工艺过程复杂，生产周期较长，生产成本较高。应用：熔模铸造的应用正在日益扩大，主要用于生产汽轮机、涡轮发动机的叶片或叶轮、切削刀具、运输工具以及机床上的小型零件。2、金属型铸造及其特点、应用定义：通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获产生原因。。观看视频，结合图片，分析铸件常见缺陷及其产生原因。观看多媒体图片。听讲、记笔记。了解熔模铸造。4分5分6分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间得铸件的方法。由于金属铸型可以反复使用多次，故有永久型铸造之称。⑴金属型的结构金属型是指用金属材料制成的铸型。⑵金属型的特点及应用优点：金属型铸造实现了“一型多铸”（几百次至几万次），节省了造型材料和工时，提高了生产率，改善了劳动条件。金属型铸件的精度高，力学性能好。缺点：金属型制造成本高，不适于小批量生产，同时，熔融金属在金属型中的流动性较差，易产生浇不到、冷隔等缺陷。应用：金属型铸造主要适用于大批量生产形状简单的有色金属铸件和灰铸铁件，如内燃机活塞、气缸体、轴瓦、衬套等。3、压力铸造及其特点、应用⑴简称压铸，它是在高压下快速地将液态或半液态合金压入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的铸造方法。在压铸机上进行。将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型的型腔中，并在压力下凝固，以得到铸件的一种铸造方法。⑵压力铸造的特点及应用优点：铸件的组织更细腻，其力学性能比砂型铸造提高20%到40%。压铸件的精度和表面质量较高，精度可达IT12～IT10，粗糙度Ra3.2～0.8μm。可铸出形状复杂的薄壁件和镶嵌件。压力铸造生产率高，易实现自动化，压铸机每小时可压铸几百个零件。缺点：由于液态金属的充型速度快，排气困难，常常在铸件的表皮下形成许多小孔。这些皮下小孔充满高压气体，受热时因气体膨胀而导致铸件表皮产生突起的缺陷，甚至使整个铸件变形。因此，压力铸造不能进行热处理。应用：压力铸造不适合高熔点合金的生产，如钢、铸铁等；设备投资较大，主要适于大批量生产。目前，压力铸造主要用于有色金属薄壁小铸件的大批量生产，例如，铝、镁、锌等有色金属铸件。压铸件在仪器、仪表、汽车、兵器等领域得到了广泛应用。4、离心铸造及其特点、应用将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶的铸造方法。⑴离心铸造过程离心铸造机根据轴线位置的不同分为立式、卧式、倾斜式三种，当铸型绕垂直轴回转时，金属液因重力作用，使铸件内垂直表面成抛物线状，即壁上薄下厚。铸型转速越慢，铸件高度越大，则其壁厚差越大观看多媒体图片。听讲、记笔记。了解金属型铸造。观看多媒体图片。听讲、记笔记。了解压力铸造。观看多媒体图片。听讲、记笔记。了解离心铸造。6分6分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间⑵离心铸造的特点及应用特点：离心铸造时，在离心力的作用下，金属液充型能力得到提高，可浇注流动性较差的铸件；在离心力的作用下,金属的结晶从外向内顺序进行，因而能获得组织致密的铸件，与砂型铸造相比，力学性能可提高10%～20%；铸造圆形空心铸件时，不用型芯；还可铸造双金属铸件，如钢套内镶铜。离心铸件尺寸公差等级可达IT14～IT12，表面粗糙度Ra12.5～6.3μm。离心铸造导致铸件内表面粗糙不平，质量较差，尺寸也不准确。应用：离心铸造主要用于制造铸钢、铸铁、非铁金属等材料的种类管状零件的毛坯。二、铸造新技术和新工艺1、消失模铸造⑴定义：⑵特点及其应用：2、陶瓷型铸造⑴定义：⑵特点及其应用：课堂小结本次课程主要讲解了浇注、落砂和清理的工艺过程，重点讲解了铸件质量检查和铸件常见缺陷的特点和产生原因，简单介绍了几种特种铸造的特点。布置作业和预习1、机械制造工艺基础习题册。2、预习。看视频，对铸造新技术和新工艺加深理解先由学生回顾刚学过的知识，试着小结，后教师根据情况作最后总结归纳，主要从熟悉、掌握、了解三个层次来要求。记录作业6分3分2分