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后一页前一页回主页后一页前一页回主页铸造基础知识培训广州六和桐生机械有限公司后一页前一页回主页后一页前一页回主页铸造主要培训内容：铸造基础知识；铸造方法；铸件结构工艺性。。后一页前一页回主页后一页前一页回主页材料的液态成形工艺液态材料铸型模腔凝固固态毛坯浇注金属的铸造工艺陶瓷的注浆成形塑料的注射成形材料的液态成形，与材料的固态塑性变形、连接成形以及粉末冶金成形是制造业获得毛坯件的主要手段。液态成形工艺后一页前一页回主页后一页前一页回主页1.什么是铸造？将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。一、铸造工艺概论后一页前一页回主页后一页前一页回主页零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低;适用范围广。机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。2.铸造生产的特点后一页前一页回主页后一页前一页回主页可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。如支撑托架、汽车制动盘、卡钳、支架、压缩机机架及涡旋动定盘件等。后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页用于核反应堆的大型铸件，重量达60多吨。后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页后一页前一页回主页砂型铸造金属型铸造熔模铸造压力铸造低压铸造离心铸造陶瓷型铸造实型铸造3.铸造的方法后一页前一页回主页后一页前一页回主页砂型铸造动画4.铸造的工艺过程砂型铸造后一页前一页回主页后一页前一页回主页零件图铸造工艺图铸型型芯芯盒芯砂型砂模型熔化合箱落砂、清理检验铸件浇注冷却凝固（1）、砂型铸造流程图出货后一页前一页回主页后一页前一页回主页（2）、砂型铸造造型方法套筒的砂型铸造过程：后一页前一页回主页后一页前一页回主页手工造型—单件、小批量生产机器造型—中、小件大批量生产机器造芯—中、小件大批量生产柔性造型单元—各种形状与批量生产常用造型方法后一页前一页回主页后一页前一页回主页造型生产线示意图机器造型机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现了机械化，并组成生产流水线。机器造型生产率高，铸型质量好，铸件质量高，适用于中小型铸件的大批量生产。后一页前一页回主页后一页前一页回主页充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。充型——液态合金填充铸型的过程。充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。§1-1液态合金的充型充型能力取决于合金流动性浇注条件铸型填充条件二、铸造工艺基础后一页前一页回主页后一页前一页回主页0.45%C铸钢：200mm出气口浇口杯4.3%C铸铁：1800mm一、液态合金的流动性合金的流动性是：液态合金本身的流动能力。浇注温度为1600℃，含碳量为0.45%的铸钢，流动性在螺旋铸棒中，只能填充200mm浇注温度为1300℃，含碳量为4.3%的铸铁，流动性在螺旋铸棒中，却能填充1800mm后一页前一页回主页后一页前一页回主页合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点a）在恒温下凝固b）在一定温度范围内凝固PbSb20406080204060800流动性（cm）100200300温度（℃）0液相线共晶点固相线后一页前一页回主页后一页前一页回主页（3）浇注系统的结构浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。铸件复杂程度铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。二、浇注条件（1）浇注温度一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。（2）充型压力液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。后一页前一页回主页后一页前一页回主页（2）铸型温度铸型温度越高，液态金属与铸型的温差越小，充型能力越强。（3）铸型中的气体三、铸型充填条件（1）铸型的材料后一页前一页回主页后一页前一页回主页§1-2铸件的凝固与收缩ab一、铸件的凝固方式1.逐层凝固2.糊状凝固3.中间凝固影响铸件凝固方式的主要因素:合金的结晶温度范围合金的结晶温度范围愈小，愈倾向于逐层凝固。表层中心固相线液相线成分温度表层中心液固液c表层中心S温度液相线固凝固区后一页前一页回主页后一页前一页回主页二、铸造合金的收缩1.收缩的概念合金的收缩经历如下三个阶段：合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺寸缩减的现象。（1）液态收缩从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩。T浇—T液（3）固态收缩从凝固终止温度到室温间的收缩。T固—T室（2）凝固收缩从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。T液—T固后一页前一页回主页后一页前一页回主页体收缩率是铸件产生缩孔或缩松的根本原因。%100铸件铸件铸型VVVV%100铸件铸件铸型LLLL体收缩率：线收缩率：线收缩率是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因。后一页前一页回主页后一页前一页回主页三、铸件中的缩孔与缩松液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。1缩孔和缩松的形成后一页前一页回主页后一页前一页回主页2缩孔和缩松的防止防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固次序，使铸件实现“顺序凝固”。(定向凝固)后一页前一页回主页后一页前一页回主页暗冒口冒口—储存补缩用金属液的空腔。冷铁热节冷铁后一页前一页回主页后一页前一页回主页寻找热节的方法等温线法内切圆法后一页前一页回主页后一页前一页回主页§1-3铸造内应力、变形和裂纹一、内应力的形成铸件在凝固以后的继续冷却过程中，其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。1.机械应力（收缩应力）合金的线收缩受到铸型、型芯、浇冒系统的机械阻碍而形成的内应力。机械应力是暂时应力。上型下型后一页前一页回主页后一页前一页回主页热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。12-+122．热应力热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。热应力是永久应力。后一页前一页回主页后一页前一页回主页二、铸件的变形与防止+-变形的产生后一页前一页回主页后一页前一页回主页冷铁防止变形的方法：1）合理设计铸件结构,使铸件壁厚尽可能均匀；2）采用同时凝固的原则；后一页前一页回主页后一页前一页回主页3）采用反变形法。4）时效处理反变形法---------------后一页前一页回主页后一页前一页回主页三、铸件的裂纹与防止1．区分热裂和冷裂热裂的形状特征是：裂纹短且宽、形状曲折、缝内呈氧化色。热裂：合金凝固末期的高温下形成的裂纹。冷裂的特征是：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。冷裂：低温下形成的裂纹。出现于复杂工件的受拉部位和应力集中部位。后一页前一页回主页后一页前一页回主页冷裂的防止：①使铸件壁厚尽可能均匀；②采用同时凝固的原则；③对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷的含量，防止冷脆性。热裂的防止：③对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量，防止热脆性。①应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。②应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。2．防止热裂和冷裂后一页前一页回主页后一页前一页回主页铸铁、铸钢、铜合金、铝合金一、常用合金铸件的生产后一页前一页回主页后一页前一页回主页§2-1铸铁件生产铸铁是含碳量大于2.11%（通常为2.5%-4.0%）的铁碳合金。3.麻口铸铁：组织中既存在石墨、又有莱氏体，是白口和灰口之间的过渡组织，因断口处有黑白相间的麻点，故而得名。根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为：1.白口铸铁：碳全部以Fe3C的形式存在，断口呈银色。具有良好的耐磨性，有时也用来制造一些耐磨件，如轧辊、粉碎机锤头、和犁铧等。2.灰口铸铁：碳大部或全部以石墨形式存在，断口呈暗灰色。后一页前一页回主页后一页前一页回主页4．蠕墨铸铁：其石墨呈蠕虫状。如图d所示。abcd根据铸铁中石墨形态的不同，灰口铸铁可分为：1．灰铸铁：其石墨呈片状。如图a所示。2．可锻铸铁：其石墨呈团絮状。如图b所示。3．球墨铸铁：其石墨呈球状。如图c所示。后一页前一页回主页后一页前一页回主页一、影响铸铁组织和性能的因素1、化学成分碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。含碳愈高，析出石墨愈多、石墨片愈粗大。硅是强烈促进石墨化的元素，含硅量增加，石墨显著增多。所以：当铸铁中碳、硅含量均高时，析出的石墨就愈多、愈粗大。铸铁中的碳以化合态渗碳体和游离态石墨形式存在。碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。1）碳和硅后一页前一页回主页后一页前一页回主页3）锰所以：硫含量限制在0.1-0.15%以下。弱阻碍石墨化，但具有提高铸铁强度和硬度的作用。锰含量控制在0.6~1.2%之间。4）磷对铸铁的石墨化影响不显著。含磷过高将增加铸铁的冷脆性。磷含量限制在0.5%以下。2）硫强烈阻碍石墨化。高硫量促使碳以Fe3C存在，增加热脆性，恶化铸铁铸造性能一、影响铸铁组织和性能的因素阻碍石墨化后一页前一页回主页后一页前一页回主页2．冷却速度实际生产中，一般是根据铸件主要部位的壁厚，选择适当的化学成分（主要指碳、硅），以获得所需要的组织。1）铸型材料2）铸件壁厚铸件壁愈厚，冷却速度愈慢，则石墨化倾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和铁素体基体。一、影响铸铁组织和性能的因素后一页前一页回主页后一页前一页回主页二、灰铸铁（一）灰铸铁的化学成分、组织灰铸铁的化学成分：C%:2.6～3.6%，Si%:1.2～3.0%，Mn%:0.4～1.2Mn，S≤0.15%，P≤0.3%。珠光体基体灰铸铁铁素体基体灰铸铁珠光体+铁素体基体灰铸铁碳钢的基体+片状石墨灰铸铁的组织：后一页前一页回主页后一页前一页回主页(二)灰铸铁的性能5）低的缺口敏感性1）力学性能：σb=120-250Mpa，低，仅为钢件的20-30%，伸长率δ≈0，塑性韧性差。2）良好的减振性3）良好的耐磨性4）良好的切削加工性二、灰铸铁是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。后一页前一页回主页后一页前一页回主页孕育处理—浇注前向铁水中冲入细颗粒的孕育剂(人工晶核如硅铁和硅钙合金)，形成大量的、弥散的难熔质点，成为石墨的结晶核心，促进石墨的形核，得到具有细片状石墨的组织。σb=250-400Mpa，δ≈0（三）灰铸铁的孕育处理—孕育铸铁＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊二、灰铸铁●用于制造力学性能要求较高而截面尺寸变化较大的大型铸件。如重型机床床身，汽缸体等。●强度和韧性优于普通灰铸铁。●孕育处理使不同壁厚铸件的组织较均匀，性能基本一致。孕育铸铁特点：后一页前一页回主页后一页前一页回主页灰铸铁的牌号用汉语拼音“HT”+数字表示，数字表示其最低抗拉强度σb（MPa）。（四）灰铸铁牌号及选用灰铁二、灰铸铁后一页前一页回主页后一页前一页回主页牌号组织用途举例HT100F+G片盖、外罩、油盘、手轮、支架、底板、镶导轨的机床底座等对强度无要求的零件HT150F+P+G片底座、床身、与HT200相配的溜板、工作台；泵壳、容器、法兰盘;工作压力不太大的管件HT200F+P+G片要求高的强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、法兰、硝化塔机床床身、立柱、平尺、划线平板、汽缸、齿轮、活塞、刹车轮、联轴器盘、水平仪框架压力为80Mpa以下的油缸、泵体、阀门HT250P+G片HT300P细+G细片床身导轨、车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮、高压油缸、水缸、泵体、阀门、衬套、凸轮、大型发动机曲轴、气缸体、气缸盖；冷镦模、冷冲模HT350P细+G细片后一页前一页回主页后一页前一页回主页三、可锻铸铁白口铸铁通过退火处理使渗碳体分解而得到团絮状石墨的一种高强度铸铁。又叫展性铸铁或韧性铸铁后一页前一页回主页后一页前一页回主页1．可锻铸铁的组织、性能及选用塑性和韧性好，耐蚀性较高，适于制造承受振动和冲击、形状复杂的薄壁小件，如汽车拖拉机的底盘类零件。1）铁素体（黑心）可锻铸铁2）珠光体可锻铸铁强度、硬度、耐磨性优良，用于石油管道、炼油厂管道和商用及民用建筑的供气和供水系统的管件。3）白心可锻铸铁三、可锻铸