機(jī)械制造基礎(chǔ)：第二章 鑄造工藝

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1、 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)第二講第二講 鑄造工藝鑄造工藝鑄造工藝： 液態(tài)金屬鑄造型腔冷卻鑄件你見(jiàn)過(guò)哪些機(jī)器上有鑄件鑄件的優(yōu)越性 形狀復(fù)雜 適應(yīng)性好 成本低鑄造方法 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)老祖宗的作品：老祖宗的作品：青銅青銅器器編編鐘鐘器器皿皿虎牛祭案(春秋晚期）青銅 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)現(xiàn)現(xiàn)代作品：代作品：發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)缸體 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)現(xiàn)現(xiàn)代作品：代作品：鑲寶鑲寶戒指戒指樹(shù)樹(shù) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)復(fù)雜復(fù)雜零件零件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)本本講內(nèi)講內(nèi)

2、容容 鑄造工藝基礎(chǔ) 常見(jiàn)鑄造合金 砂型鑄造 特種鑄造 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)一、一、鑄鑄造工造工藝藝基基礎(chǔ)礎(chǔ) 總結(jié)鑄造工藝的目的： 避免鑄件可能出現(xiàn)的缺陷 盡可能獲取合格的鑄件 那么 鑄件容易產(chǎn)生哪些缺陷？ 是什么原因造成的缺陷？ 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、常、常見(jiàn)鑄見(jiàn)鑄造缺陷造缺陷 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)常常見(jiàn)鑄見(jiàn)鑄造缺陷造缺陷 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)第一第一類(lèi)類(lèi)缺陷：缺陷：澆澆不足、冷隔不足、冷隔 較大的薄板 澆不足 冷隔 原因： 合金流動(dòng)性存在差異 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械

3、制造基礎(chǔ)礎(chǔ)第二第二類(lèi)類(lèi)缺陷：缺陷：縮縮孔、孔、縮縮松松 完整的外殼下面 縮孔 縮松 成因 鑄件凝固過(guò)程的收縮 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、形成、形成這兩類(lèi)這兩類(lèi)缺陷的原因缺陷的原因 仔細(xì)考察這兩方面的原因 合金流動(dòng)性的差異 合金凝固時(shí)產(chǎn)生收縮 合金為什么會(huì)有這樣的差異？ 如何評(píng)價(jià)？ 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（1）合金流）合金流動(dòng)動(dòng)性性評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 液態(tài)金屬的充型 合金的流動(dòng)性 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了了鐵碳鐵碳合合金流金流動(dòng)動(dòng)性性與與含含碳碳量量的的關(guān)關(guān)系系 2004

4、 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)流流動(dòng)動(dòng)性性為為什什么與么與含含碳碳量有量有關(guān)關(guān)？ 含碳量決定了合金凝固過(guò)程中： 開(kāi)始凝固的溫度高低 合金處于固液混合狀態(tài)的溫度范圍寬窄 即可決定： 合金的凝固方式 關(guān)鍵在于：凝固方式?jīng)Q定流動(dòng)性差異 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)鑄鑄件的凝固方式件的凝固方式逐層凝固逐層凝固糊狀凝固糊狀凝固中間凝固中間凝固 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)凝固凝固對(duì)對(duì)流流動(dòng)動(dòng)性的影性的影響響恒恒溫溫下凝固下凝固一定一定溫溫度范度范圍圍下凝固下凝固 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)不同凝固方式不同凝固方式對(duì)對(duì)流流動(dòng)動(dòng)性性試驗(yàn)試驗(yàn)的影的影響響

5、 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（2）鑄鑄件的收件的收縮縮 收縮現(xiàn)象 溫度降低 液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮（）合金種類(lèi)C%澆鑄溫度液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮總體積收縮鑄造碳鋼0.3516101.637.812.4白口鑄鐵3.0014002.44.25.4 - 6.312 12.9灰灰鑄鐵鑄鐵3.5014003.50.13.3 - 4.26.9 7.8 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)收收縮縮特性特性為為什什么與么與合金成分有合金成分有關(guān)關(guān)？ 合金成分決定 開(kāi)始凝固的溫度高低 越高則開(kāi)始澆注的溫度越高 越高則固態(tài)收縮越大 合金處于固液混合狀態(tài)的溫度范圍寬窄 越寬則凝固收

6、縮越大 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3、第一、第一類(lèi)類(lèi)缺陷的改缺陷的改進(jìn)進(jìn)措施措施 第一類(lèi)鑄造缺陷 澆不足 冷隔 改進(jìn)措施 提高金屬液流動(dòng)性 選擇流動(dòng)性好的合金 提高金屬液的充型能力 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)液液態(tài)態(tài)金金屬屬充型能力的影充型能力的影響響因素因素 澆鑄條件 澆鑄溫澆鑄溫度度：溫度高，保持流動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng) 充型充型壓壓力力：壓力高有利于充型 壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造 鑄型填充條件 鑄鑄型材料型材料：造型材料比熱容影響金屬液降溫速度 金屬型比砂型容易澆不足、冷隔 鑄鑄型型溫溫度度：鑄型預(yù)熱有利于金屬液保持流動(dòng)性 鑄鑄型中的型中的氣氣體體：鑄型的排氣

7、能力影響型腔氣壓 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)但是：如果但是：如果澆澆注注溫溫度太高度太高 提高溫度 充型能力提高 薄板澆注需要提高澆注溫度 但是過(guò)高 縮孔 縮松 粘砂 氣孔 晶粒粗大 因此滿(mǎn)足鑄件要求后不宜過(guò)高 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)如果如果鑄鑄型型預(yù)熱預(yù)熱不不當(dāng)當(dāng) 砂型預(yù)熱后鑄型強(qiáng)度可能下降 易粘砂 金屬液沖擊下可能垮砂 形成夾砂、砂眼、夾渣 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4、第二、第二類(lèi)類(lèi)缺陷的改缺陷的改進(jìn)進(jìn)措施措施（1）凝固特性對(duì)形成縮孔、縮松的影響（2）改進(jìn)措施？ 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（1）縮縮孔、孔、縮縮松

8、的形成松的形成過(guò)過(guò)程程結(jié)論結(jié)論：逐：逐層層凝固形成凝固形成縮縮孔孔 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)縮縮松松現(xiàn)現(xiàn)象象 縮松 宏觀縮松 微觀縮松 縮松與縮孔傾向相反 逐層凝固（小、大） 糊狀凝固（大、?。?2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)縮縮松的形成松的形成過(guò)過(guò)程程結(jié)論結(jié)論：糊：糊狀狀凝固形成凝固形成縮縮松松 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（2）防止）防止縮縮孔孔縮縮松：定向凝固松：定向凝固定向凝固（定向凝固（順順序凝固）序凝固） 先冷的不易形成縮孔和宏觀縮松 凝固過(guò)程、冒口、冷鐵 溫度場(chǎng)、應(yīng)力、（鋁青銅、鋁硅合金、鑄鋼） 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械

9、制造基礎(chǔ)礎(chǔ)但是定向凝固但是定向凝固問(wèn)題問(wèn)題更多更多 糊狀凝固的合金（錫青銅） 流動(dòng)性很差，冒口起不到補(bǔ)縮作用 不均勻的溫度場(chǎng)導(dǎo)致鑄件 不均勻熱應(yīng)力 變形 裂紋 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)5、第三、第三類(lèi)類(lèi)缺陷：缺陷：變變形、裂形、裂紋紋 除了正常收縮變形 鑄件外形不規(guī)則變形 外形破壞：裂紋 成因 鑄件不均勻的內(nèi)應(yīng)力 熱應(yīng)力 機(jī)械應(yīng)力 鑄件強(qiáng)度降低 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（1）鑄鑄造造熱應(yīng)熱應(yīng)力力先冷受壓先冷受壓后冷受拉后冷受拉室溫下：室溫下： 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)避免避免熱應(yīng)熱應(yīng)力的措施：同力的措施：同時(shí)時(shí)凝固凝固 同時(shí)凝固 均勻

10、溫度場(chǎng)避免先冷后冷 可用于 鑄鐵： 縮孔縮松傾向小 錫青銅： 糊狀凝固，定向也沒(méi)有用，不能避免微觀縮松 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（2）機(jī)械）機(jī)械應(yīng)應(yīng)力力 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（3）鑄鑄件件變變形及防止形及防止 不均勻內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致 鑄造后變形、切削后變形 防止措施 壁厚均勻、形狀對(duì)稱(chēng)、同時(shí)凝固、反變形、時(shí)效處理、人工時(shí)效（退火） 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（4）鑄鑄件切削后的件切削后的變變形形 圓柱體鑄件 鑄造后的應(yīng)力分布？ 先冷受壓、后冷受拉 車(chē)削外圓后 變短？變長(zhǎng)？ 去掉受壓部分，收縮變短 鉆孔后 變短？變長(zhǎng)？ 去掉受拉部分，拉伸變

11、長(zhǎng) 銑削側(cè)面后？ 向去掉一側(cè)彎曲 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（5）裂）裂紋紋及其防止及其防止 高溫下形成：熱裂 凝固末期 局部固液混合強(qiáng)度極低 合金性質(zhì) 結(jié)晶溫度寬、糊狀凝固 含S增加熱脆性 鑄型阻力機(jī)械應(yīng)力大 低溫下形成：冷裂 （受拉、應(yīng)力集中）部位 合金塑性 含P增加冷脆性 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)6、總結(jié)總結(jié)：共晶：共晶鑄鐵鑄鐵好好 共晶成分鑄鐵的優(yōu)良性質(zhì) 固液線間距離最?。?148）結(jié)晶溫度范圍小 逐層凝固 流動(dòng)性最好 沒(méi)有小晶粒阻礙流動(dòng) 無(wú)糊狀凝固時(shí)的發(fā)達(dá)樹(shù)狀晶架 凝固收縮和固態(tài)收縮最小 凝固收縮0.1，總收縮率最?。?左右） 2004 金工教研

12、室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)總結(jié)總結(jié)：共晶：共晶鑄鐵鑄鐵好好 第一第一類(lèi)類(lèi)流流動(dòng)動(dòng)性缺陷：性缺陷：澆澆不足、冷隔不足、冷隔 在在鐵碳鐵碳合金中流合金中流動(dòng)動(dòng)性最好，性最好，最最不易出不易出現(xiàn)澆現(xiàn)澆不足和冷隔不足和冷隔 第二第二類(lèi)類(lèi)收收縮縮性缺陷：性缺陷：縮縮孔、孔、縮縮松松 縮縮孔孔縮縮松松傾傾向小向小 流動(dòng)性好保證：只要合理利用冒口，補(bǔ)縮作用明顯 不用定向凝固，可避免形成不均勻熱應(yīng)力 第三第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)類(lèi)內(nèi)應(yīng)力缺陷：力缺陷：變變形、裂形、裂紋紋 不均不均勻熱應(yīng)勻熱應(yīng)力力傾傾向小向?。嚎刹捎猛瑫r(shí)凝固避免鑄件不均勻溫度場(chǎng) 機(jī)械機(jī)械應(yīng)應(yīng)力小力?。菏湛s率小 變變形形傾傾向最小向最?。翰痪鶆騼?nèi)應(yīng)力傾向最小

13、熱熱裂裂傾傾向小向小： 凝固末期沒(méi)有固液混合階段 收縮傾向小，機(jī)械應(yīng)力較小，鑄型阻力較小 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)鑄鑄造缺陷及其防止措施造缺陷及其防止措施 鑄造缺陷 名稱(chēng)（JB302-64） 質(zhì)量控制 嚴(yán)格控制合金成分 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 熱處理消除應(yīng)力、改善性能 制定合理技術(shù)要求：有缺陷不一定都是廢品 制定合理對(duì)癥的工藝措施 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)關(guān)關(guān)于于鑄鑄造工造工藝藝性性合金成分合金成分凝固方式凝固方式流動(dòng)性流動(dòng)性結(jié)晶溫度結(jié)晶溫度范圍寬窄范圍寬窄收縮特性收縮特性第一類(lèi)缺陷第一類(lèi)缺陷冷隔、澆不足冷隔、澆不足第二類(lèi)缺陷第二類(lèi)缺陷縮孔、縮松縮孔、縮松 20

14、04 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)兩類(lèi)兩類(lèi)缺陷的改缺陷的改進(jìn)進(jìn)第一類(lèi)缺陷第一類(lèi)缺陷冷隔、澆不足冷隔、澆不足提高提高澆注溫度澆注溫度鑄型預(yù)熱鑄型預(yù)熱縮孔、縮松縮孔、縮松收縮過(guò)大收縮過(guò)大粘砂粘砂超過(guò)鑄型超過(guò)鑄型耐熱溫度耐熱溫度晶粒粗大晶粒粗大冷卻過(guò)程冷卻過(guò)程太長(zhǎng)太長(zhǎng)氣孔氣孔高溫下發(fā)高溫下發(fā)生反應(yīng)生反應(yīng)鑄型強(qiáng)度降低鑄型強(qiáng)度降低粘砂粘砂金屬液沖擊下可能垮砂金屬液沖擊下可能垮砂夾砂、砂眼、夾渣夾砂、砂眼、夾渣 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)兩類(lèi)兩類(lèi)缺陷的改缺陷的改進(jìn)進(jìn)第二類(lèi)缺陷第二類(lèi)缺陷縮孔、縮松縮孔、縮松順序凝固順序凝固第三類(lèi)缺陷第三類(lèi)缺陷熱應(yīng)力熱應(yīng)力變形、裂紋變形、裂紋不均勻溫度

15、場(chǎng)不均勻溫度場(chǎng)鑄型阻鑄型阻礙收縮礙收縮同時(shí)凝固同時(shí)凝固逐層凝固逐層凝固糊狀凝固糊狀凝固縮孔縮孔縮松縮松 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)分分清清楚楚 合金固有的凝固方式 逐層凝固 糊狀凝固 中間凝固 兩種工藝 為了避免縮孔、縮松 順序凝固（或者稱(chēng)為“定向凝固”） 為了避免形成熱應(yīng)力 同時(shí)凝固 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)二、常二、常見(jiàn)鑄見(jiàn)鑄造合金造合金 鑄鐵 灰口鑄鐵：碳多以石墨形態(tài)存在 灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵 白口鑄鐵：硬、脆、難以加工，不能用 鑄鋼 鑄造銅、鋁合金 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)普通灰普通灰鑄鐵鑄鐵 2004 金工教研

16、室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)普通灰普通灰鑄鐵鑄鐵的性的性質(zhì)質(zhì) 片狀石墨 b 120250MPa、抗拉強(qiáng)度很差 塑性、韌性差 抗壓強(qiáng)度與鋼接近（應(yīng)合理應(yīng)用） 不能鍛造、焊接性能極差（白口組織） 鑄造性能極好 切削加工性能極好 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)灰灰鑄鐵鑄鐵的的優(yōu)優(yōu)良性能良性能 優(yōu)良的減振性 耐磨性好 鎖銹了怎么辦？ 缺口敏感性?。?賴(lài)皮：內(nèi)部已經(jīng)好多微缺口了 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)灰灰鑄鐵鑄鐵的石墨化的石墨化 珠光體灰鑄鐵（P基） 石墨細(xì)小、分布均勻 強(qiáng)度硬度高、用于重要機(jī)件 珠光體鐵素體灰鑄鐵（PF基） 石墨呈粗大片狀 強(qiáng)度略低、鑄造性能極好、減振

17、性好 鐵素體灰鑄鐵（F基） 石墨過(guò)多、過(guò)于粗大，應(yīng)用極少 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)化化學(xué)學(xué)成分影成分影響響石墨化石墨化 C%Si% vs 壁厚 I白口 IIa麻口 IIP基 IIbPF基 IIIF基 最佳：共晶 C%=3%-3.5% Si1.4%-2.4% S、P有害，Mn有益 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)不同厚度不同不同厚度不同組織組織不同性能不同性能 一包鐵水 C%=3.2% Si%=1.8% wc+wsi%=5.0% 凝固后不同厚度截面上的組織 5mm：白口或麻口 10mm：P基灰鑄鐵 20mm：P基灰鑄鐵 30mm：PF基灰鑄鐵 40mm：F基灰鑄鐵

18、 薄了不行，厚了更不行510203040 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)原因：冷卻速度影原因：冷卻速度影響響石墨化石墨化快快慢慢 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)其他常其他常識(shí)識(shí) 孕育鑄鐵實(shí)質(zhì)為P基 牌號(hào)（GB5675-85） HT100（F基） 、HT150（PF基） HT200、HT250 （P基） HT300、HT350 （孕育） 壁厚越大，抗拉強(qiáng)度越小？（討論其原因） 生產(chǎn)特點(diǎn) 共晶，工藝簡(jiǎn)化、1200-1350澆鑄、時(shí)效 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)可可鍛鑄鐵鍛鑄鐵黑心可黑心可鍛鑄鐵鍛鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)珠光體可

19、珠光體可鍛鑄鐵鍛鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)可可鍛鑄鐵鍛鑄鐵常常識(shí)識(shí) 瑪鐵：白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火形成 基體：F、P 抗拉b 300400MPa 有一定塑性韌性，但還是不可鍛造 牌號(hào) KTH300-06：抗拉MPa伸長(zhǎng)率 （黑心、珠光體、白心） 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)球墨球墨鑄鐵鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)球墨球墨鑄鐵鑄鐵常常識(shí)識(shí) 強(qiáng)度接近鋼：900MPa 伸長(zhǎng)率18 鑄造性能近似灰鑄鐵 牌號(hào)：QT40018 生產(chǎn)： 鐵水高含碳 球化處理孕育處理 正火：P基 退火：F基 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)蠕墨蠕墨鑄鐵鑄鐵

20、 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)蠕墨蠕墨鑄鐵鑄鐵常常識(shí)識(shí) 性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵 導(dǎo)熱耐熱性好、抗氧化、耐磨性極好 牌號(hào)（GB5612-85） RuT-400：抗拉強(qiáng)度 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)鑄鋼鑄鋼常常識(shí)識(shí) 應(yīng)用廣泛 強(qiáng)度高、塑性韌性?xún)?yōu)良、焊接性能好 鑄焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)：重型機(jī)械制造 加入10各種合金元素 耐磨、耐腐蝕、耐熱 鑄造性能差：糊狀凝固 澆注溫度高、流動(dòng)性差 收縮率大、一定要定向凝固 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)鑄鋼鑄鋼件的件的鑄鑄造工造工藝藝示例示例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)鑄鑄造造銅銅、鋁鋁合金合金 鑄造銅合金

21、 鑄造鋁合金 生產(chǎn)特點(diǎn) 收縮率高，定向凝固 錫青銅除外：為什么？ 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)這這是什是什么鑄鐵么鑄鐵？可可鍛鑄鐵鍛鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)這這是什是什么鑄鐵么鑄鐵？球墨球墨鑄鐵鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)這這是什是什么鑄鐵么鑄鐵？蠕墨蠕墨鑄鐵鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)這這是什是什么鑄鐵么鑄鐵？普通灰普通灰鑄鐵鑄鐵 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)一一個(gè)個(gè)小小問(wèn)題問(wèn)題關(guān)關(guān)于壁厚于壁厚與與強(qiáng)度強(qiáng)度 鑄造廠生產(chǎn)了一批灰鑄鐵件。經(jīng)檢測(cè)，隨爐單個(gè)澆注的30試棒的抗拉強(qiáng)度為2052l0MP

22、a，符合圖紙?zhí)岢龅腍T200的要求。用戶(hù)驗(yàn)收時(shí)，在鑄件不同部位取樣，檢測(cè)結(jié)果表明，鑄件上壁厚為： 8mm處的b為200MPa 15mm處的b為196MPa 25mm處的b為175MPa 30mm處的b為168MPa。 據(jù)此，用戶(hù)認(rèn)為該批鑄件不合格，理由是： 1）鑄件機(jī)械性能不符合HT200要求 2）鑄件整體強(qiáng)度不均勻 試判斷用戶(hù)的意見(jiàn)是否正確，為什么? 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)三、砂型三、砂型鑄鑄造造砂型砂型鑄鑄造特點(diǎn)：造特點(diǎn)：是是傳統(tǒng)傳統(tǒng)的的鑄鑄造方法造方法適適應(yīng)應(yīng)性好性好各各種種形形狀狀、大小、大小、數(shù)數(shù)量、合金量、合金 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)三、

23、砂型三、砂型鑄鑄造造砂型鑄造的主要工藝問(wèn)題（一）砂型鑄造工藝過(guò)程（二）砂（芯）型制造手工造型機(jī)器造型、機(jī)器造芯（三）砂型鑄造工藝方案的確定澆注位置鑄型分型面鑄造工藝參數(shù)型芯設(shè)計(jì)鑄造工藝圖 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（一）砂型（一）砂型鑄鑄造工造工藝過(guò)藝過(guò)程程零件工作零件工作圖圖鑄鑄造工造工藝圖藝圖模模樣圖樣圖、芯盒、芯盒圖圖、鑄鑄型裝配型裝配圖圖制造模制造模樣圖樣圖及芯盒及芯盒預(yù)處預(yù)處理造型材料理造型材料混制混制型砂型砂混制混制芯砂芯砂造型造型制芯制芯烘干烘干鑄鑄型型烘干烘干型芯型芯合型合型澆澆注注落砂、落砂、清清理理檢驗(yàn)檢驗(yàn)鑄鑄件件熱處熱處理理合格合格鑄鑄件件準(zhǔn)準(zhǔn)備備爐爐料

24、料熔熔煉煉金金屬屬化化驗(yàn)驗(yàn)濕濕型型濕濕芯芯干型干型干芯干芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)飛輪飛輪毛坯砂型毛坯砂型鑄鑄造工造工藝過(guò)藝過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)砂型砂型1、上砂箱、上砂箱; 2、型腔、型腔(鑄鑄件件); 3、上型芯、上型芯頭頭; 4、出、出氣氣口口; 5、冒口、冒口; 6、外、外澆澆口口; 7、直、直澆澆道道8、下砂箱、下砂箱; 9、分型面、分型面; 10、下型芯、下型芯頭頭; 11、冷、冷鐵鐵; 12、內(nèi)澆內(nèi)澆道道; 13、型砂、型砂; 14、橫澆橫澆道道 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（二）砂型（芯）制造方法（二）砂型（芯

25、）制造方法 手工造型 機(jī)器造型 機(jī)器造芯 機(jī)器造型（芯）的特點(diǎn) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、手工造型、手工造型（1）手工造型的工序流程）手工造型的工序流程模模樣樣砂箱砂箱平板平板安放模安放模樣樣填填砂砂緊實(shí)緊實(shí)扎扎氣氣孔、做合型孔、做合型號(hào)號(hào)開(kāi)開(kāi)型型起模起模開(kāi)設(shè)澆開(kāi)設(shè)澆口口修型修型合型合型裝配型芯裝配型芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（2）整模造型）整模造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（2）整模造型）整模造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（3）分模造型）分模造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（3）分模造型）分

26、模造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（3）三箱分模造型）三箱分模造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（4）挖挖沙造型沙造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（5）假箱造型）假箱造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（6）活）活塊塊造型造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（6）活）活塊塊造型造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（7）刮板造型）刮板造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（7）刮板造型）刮板造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（8）地坑造型）地坑造型 2004 金工教研室機(jī)械制

27、造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（9）造型方法）造型方法選擇選擇 手工造型：刮板造型 vs 實(shí)體模樣造型：批量 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、機(jī)器造型、機(jī)器造型 （1）震壓造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、機(jī)器造型、機(jī)器造型 震壓造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、機(jī)器造型、機(jī)器造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、機(jī)器造型、機(jī)器造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、機(jī)器造型、機(jī)器造型 （2）射砂造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、機(jī)器造型、機(jī)器造型 射砂造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)

28、礎(chǔ)（垂直分型）射砂造型全（垂直分型）射砂造型全過(guò)過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（垂直分型）射砂造型全（垂直分型）射砂造型全過(guò)過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3、機(jī)器造芯、機(jī)器造芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3、機(jī)器造芯、機(jī)器造芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4、機(jī)器造型（芯）的工、機(jī)器造型（芯）的工藝藝特點(diǎn)特點(diǎn) 適宜： 一個(gè)分型面 兩箱造型 不宜 三箱造型 活塊 如圖鑄件適合機(jī)器造型 三箱改兩箱 使用外型芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)（三）砂型（三）砂型鑄鑄造工造工藝藝方案的確定方案的確定 砂型鑄造工

29、藝方案的確定 1、澆注位置 2、鑄型分型面 3、鑄造工藝參數(shù) 4、型芯設(shè)計(jì) 5、鑄造工藝圖 6、綜合示例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 鑄件的重要部位置于下部； 重要的加工面朝下或呈直立狀態(tài)； 鑄件的大平面朝下； 保證鑄件充滿(mǎn)； 有利鑄件的補(bǔ)縮； 避免使用吊芯，便于下芯。 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 重要表面朝下、大平面朝下（側(cè)立） 為什么 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 重要表面朝下、大平面朝下（側(cè)立） 為什么 2004 金工

30、教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)導(dǎo)軌導(dǎo)軌面向下面向下 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 重要表面朝下、大平面朝下（側(cè)立） 為什么 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 防止?jié)膊蛔?、冷?薄壁朝下、垂直、傾斜 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 防止?jié)膊蛔?、冷?薄壁朝下、垂直、傾斜 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 容易產(chǎn)生縮孔 厚壁在上 安置冒口 定向凝固定向凝固 2004 金工教研室機(jī)械制造基

31、機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、澆澆注位置的注位置的選擇選擇原原則則 簡(jiǎn)化工藝 便于合箱 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則應(yīng)使鑄件全部或大部置于同一半型內(nèi)；盡量減少分型面的數(shù)量；分型面應(yīng)盡量采用平面；便于下芯、合箱合檢查型芯尺寸；不使砂箱過(guò)高；減少鑄件清理合機(jī)械加工的工作量 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則 簡(jiǎn)化工藝 平直分型面單單件小批件小批時(shí)時(shí)：耐用：耐用彎彎曲分型面曲分型面 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)關(guān)關(guān)于分型面的于分型面的數(shù)數(shù)目目機(jī)器造型機(jī)器造型手工造型手工造型 2004 金工教研室

32、機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則 簡(jiǎn)化工藝 減少分型面 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)減減少分型面的少分型面的兩種兩種方案方案 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)三通管砂芯三通管砂芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則 簡(jiǎn)化工藝 避免活快 避免型芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則 鑄件全部或大部位于同一砂箱 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則 型腔、型芯位于下箱 便于造型、下芯、合箱、檢驗(yàn)鑄件壁

33、厚 但應(yīng)避免型腔過(guò)深、吊芯、大吊砂 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、分型面的、分型面的選擇選擇原原則則 避免砂箱過(guò)高 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3 3、鑄鑄造工造工藝參數(shù)藝參數(shù)的確定的確定 （1）鑄造收縮率 鑄鑄造凝固、冷卻后尺寸造凝固、冷卻后尺寸縮縮小小 體體積積：模：模樣樣 鑄鑄件件 零件零件 合金的收合金的收縮縮、切削加工、切削加工 鑄鑄造模造模樣樣比例尺：比例尺：“ “收收縮縮尺尺” ” 需要考需要考慮鑄慮鑄型阻礙收型阻礙收縮縮、不、不規(guī)則規(guī)則收收縮變縮變形等特殊情形等特殊情況況 合金成分、合金成分、鑄鑄型機(jī)械阻礙、型機(jī)械阻礙、鑄鑄件各部分制件各部分制

34、約約 收收縮縮率率 灰灰鑄鐵鑄鐵0.7%1.0% 鑄鑄造造碳鋼碳鋼1.3%2.0% 鋁鋁硅合金硅合金0.8%1.2% P32：幾：幾種種合金的砂型合金的砂型鑄鑄造收造收縮縮率率 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3 3、鑄鑄造工造工藝參數(shù)藝參數(shù)的確定的確定 （2）機(jī)械加工余量 機(jī)器造型 鑄鐵 非鐵合金(貴) 余量相對(duì)更大 朝上表面 側(cè)面、底面 P33：灰鑄鐵機(jī)械加工余量表 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3 3、鑄鑄造工造工藝參數(shù)藝參數(shù)的確定的確定 （3）起模斜度 手工造型 153 機(jī)器造型 3 10 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3 3、鑄鑄造工造工藝參數(shù)

35、藝參數(shù)的確定的確定 （4）最小鑄孔尺寸 大孔有利于均勻壁厚、減少加工余量 小孔鑄造不經(jīng)濟(jì) 灰鑄鐵鑄件最小孔徑 單件：3050mm 成批：1520mm 大量：1215mm 不加工孔：不論大小均要鑄造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4 4、型芯、型芯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 型芯的作用： 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)腔的形成 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4 4、型芯、型芯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 型芯在澆注時(shí)形成內(nèi)腔的過(guò)程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4 4、型芯、型芯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 型芯頭 斜度 上6 15 下5 10 間歇 1mm4mm 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)型芯的形式型芯的形式

36、 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)復(fù)雜復(fù)雜型芯型芯實(shí)實(shí)例例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)復(fù)雜復(fù)雜型芯型芯實(shí)實(shí)例例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)復(fù)雜復(fù)雜型芯型芯實(shí)實(shí)例例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)復(fù)雜復(fù)雜型芯型芯實(shí)實(shí)例例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)復(fù)雜復(fù)雜型芯型芯實(shí)實(shí)例例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)5 5、鑄鑄造工造工藝圖藝圖 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)澆澆注系注系統(tǒng)統(tǒng) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)關(guān)關(guān)于冒口于冒口 冒口

37、的主要作用 補(bǔ)縮：防止縮孔、縮松 另外 集渣、排氣 位置 最后被補(bǔ)縮部位的頂部 熱節(jié)處 盡可能是最高處 類(lèi)型 明冒口、暗冒口 頂冒口、側(cè)冒口、貼邊冒口 高低位置冒口用冷鐵隔開(kāi)補(bǔ)縮范圍 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)6、綜綜合示例：支架合示例：支架 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)方案方案I：支架：支架鑄鑄件工件工藝圖藝圖 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)方案方案II：支架：支架鑄鑄造工造工藝圖藝圖 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)方案方案II彩彩圖圖 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)6、綜綜合示例：合示例：C6140進(jìn)給進(jìn)給箱體箱體

38、 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)分型面方案分型面方案 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)鑄鑄造工造工藝圖藝圖 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)四、特四、特種鑄種鑄造造 特種鑄造方法 1.熔模鑄造 2.金屬型鑄造 3.壓力鑄造 4.低壓鑄造 5.離心鑄造 6.陶瓷型鑄造 7.消失模鑄造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)戒指戒指樹(shù)樹(shù) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1 1、熔模、熔模鑄鑄造造熔模鑄造IT 11IT 111414，Ra25Ra253.23.2復(fù)雜復(fù)雜形形狀狀，但，但鑄鑄件不宜件不宜過(guò)過(guò)大大無(wú)分型面無(wú)分型面金金屬屬熔液保熔液保

39、溫時(shí)間長(zhǎng)溫時(shí)間長(zhǎng)，流，流動(dòng)動(dòng)性好性好殼殼體強(qiáng)度有限體強(qiáng)度有限最小壁厚最小壁厚達(dá)達(dá)0.7mm0.7mm，最小直，最小直徑徑0.5mm0.5mm適用于適用于鑄鑄造各造各種種金金屬屬，尤其是合金高熔點(diǎn)合金，尤其是合金高熔點(diǎn)合金制造制造復(fù)雜復(fù)雜周期周期長(zhǎng)長(zhǎng)適于適于難難切削、高熔點(diǎn)、切削、高熔點(diǎn)、復(fù)雜復(fù)雜小零件小零件不受批量限制不受批量限制缺點(diǎn)缺點(diǎn)工工藝過(guò)藝過(guò)程程復(fù)雜復(fù)雜，生，生產(chǎn)產(chǎn)周期周期長(zhǎng)長(zhǎng)冷卻冷卻過(guò)過(guò)程程緩緩慢，慢，鑄態(tài)組織鑄態(tài)組織粗大，力粗大，力學(xué)學(xué)性能性能較較差差 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)熔模熔模鑄鑄造生造生產(chǎn)過(guò)產(chǎn)過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)熔模熔模

40、鑄鑄造生造生產(chǎn)過(guò)產(chǎn)過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)殼結(jié)殼 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 右圖為采用熔模鑄造生產(chǎn)的鈦合金人工關(guān)節(jié) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)飛飛機(jī)機(jī)發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片機(jī)葉片 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、金、金屬屬型型鑄鑄造造金金屬屬型型鑄鑄造的特點(diǎn)及造的特點(diǎn)及應(yīng)應(yīng)用范用范圍圍1 1、機(jī)械性能高，、機(jī)械性能高，與與砂型相比，抗拉強(qiáng)度提高砂型相比，抗拉強(qiáng)度提高 2525、延伸率提高、延伸率提高2020；2 2、鑄鑄件的精度和表面光件的精度和表面光潔潔度高；度高；3 3、鑄鑄件的工件的工藝藝收得率高，收得率高，節(jié)約

41、節(jié)約15153030；4 4、勞動(dòng)條勞動(dòng)條件好、有利于件好、有利于環(huán)環(huán)保；保；5 5、生、生產(chǎn)產(chǎn)效率高，易效率高，易實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自機(jī)械化和自動(dòng)動(dòng)化；化；6、鑄鑄件冷卻快，件冷卻快，組織組織致密，力致密，力學(xué)學(xué)性能好。性能好。 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)金金屬屬型型鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)金金屬屬型型鑄鑄造生造生產(chǎn)過(guò)產(chǎn)過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)金金屬屬型型鑄鑄造的四造的四種種分型方式分型方式 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)金金屬屬型型鑄鑄造的造的缺點(diǎn)和不足缺點(diǎn)和不足1. 生產(chǎn)成本高，適合大批量生產(chǎn)2. 鑄

42、件易形成澆不足和開(kāi)裂等缺陷，3. 工藝過(guò)程參數(shù)控制嚴(yán)格4. 采用金屬型生產(chǎn)的鑄件重量和形狀方面有局限性、不易制造復(fù)雜、薄壁件。 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)應(yīng)用用實(shí)實(shí)例例形形狀簡(jiǎn)單狀簡(jiǎn)單的中小的中小零件批量生零件批量生產(chǎn)產(chǎn) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3、壓壓力力鑄鑄造造 主要優(yōu)點(diǎn)： 壓鑄件尺寸精度高 鑄件強(qiáng)度和表面硬度高 可以壓鑄復(fù)雜形狀的薄壁件 具有很高的生產(chǎn)效率 主要缺點(diǎn)： 鑄件中殘留氣體多，不宜進(jìn)行過(guò)多的 表面機(jī)械加

43、工和熱處理 不宜小批量生產(chǎn) 適用范圍： 航空航天、汽車(chē)、儀器儀表、醫(yī)療器械等 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3、壓壓力力鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)冷室冷室壓鑄壓鑄 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)熱室壓鑄a-澆口b-動(dòng)模c-定模d-澆注缸e-加壓活塞 f-壓室g-保壓澆壺h-坩堝i-加熱爐k-通道l-壓鑄機(jī)m-噴嘴 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)壓鑄鑲壓鑄鑲嵌件嵌件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)壓壓力力鑄鑄造的工造的工藝藝特點(diǎn)特點(diǎn) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械

44、制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4、低、低壓鑄壓鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4、低、低壓鑄壓鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)4、低、低壓鑄壓鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)低壓鑄造的工藝特點(diǎn) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)低壓鑄造的特點(diǎn) 低壓鑄造的特點(diǎn) 液態(tài)金屬在壓力作用下由下而上地充滿(mǎn)型腔，并在外力的作用下結(jié)晶凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮； 低壓鑄造的充型過(guò)程即與重力鑄造不同，又與壓力鑄造有區(qū)別（壓力鑄造為高速高壓幾千幾萬(wàn)千牛/米2，而低壓鑄造為2060千牛/米2 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)液態(tài)金屬充型平

45、穩(wěn)，夾雜缺陷減少；型腔內(nèi)液流與氣流方向一致，減少了產(chǎn)生氣孔的可能性；鑄件成型性好。金屬液在外力作用下強(qiáng)迫流動(dòng)，提高了金屬的充填能力，有利于形成輪廓清晰，表面光潔的鑄件；鑄件組織致密，機(jī)械性能高；金屬收得率高（8098）。 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)5、離心、離心鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)5、離心、離心鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)5、離心鑄造 液態(tài)金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，金屬在離心力作用下充填鑄型和凝固成型。 特點(diǎn)及適用范特點(diǎn)及適用范圍

46、圍適用于旋轉(zhuǎn)體鑄件的生產(chǎn)，省去澆冒口；鑄件致密，機(jī)械性能好；可以實(shí)現(xiàn)雙金屬鑄造，易產(chǎn)生偏析，內(nèi)表面不易控制。 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)臥式離心鑄造機(jī) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)大型管件大型管件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)更大的管道更大的管道 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)離心鑄件最大直徑可離心鑄件最大直徑可達(dá)達(dá)3米，最大長(zhǎng)度米，最大長(zhǎng)度8米米最大重量最大重量達(dá)幾公斤達(dá)幾公斤到十多噸到十多噸 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)立立式式離離心心鑄鑄造造機(jī)機(jī) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)6、陶瓷型、陶瓷型

47、鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)6、陶瓷型、陶瓷型鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)7、實(shí)實(shí)型型鑄鑄造（消失模）造（消失模） 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)7、消失模、消失模鑄鑄造造 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)消失模消失模鑄鑄造工造工藝藝 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)泡沫塑料模泡沫塑料模樣樣及及鑄鑄件件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 消失模技消失模技術(shù)術(shù)特點(diǎn)特點(diǎn) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 鑄件精度高 消失模鑄造的鑄件質(zhì)量和金屬型鑄造的鑄件非常接近表面光滑，比砂型鑄造的鑄

48、件表面粗糙度低，可達(dá)Ra3.212.5； 設(shè)計(jì)靈活 為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了充分的自由度 無(wú)傳統(tǒng)鑄造中的砂芯 清潔生產(chǎn) 無(wú)化學(xué)粘結(jié)劑 降低投資和生產(chǎn)成本優(yōu) 點(diǎn) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)消失模消失模鑄鑄造可生造可生產(chǎn)產(chǎn)的的鑄鑄件件1）各種鋁合金鑄件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2）各）各種鑄鐵種鑄鐵件（灰件（灰鐵鐵、球、球鐵鐵） 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)3）各）各種鑄鋼種鑄鋼件件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ) 消失模鑄造主要工序泡沫塑料模樣的制作 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)聚聚苯苯乙乙烯烯珠粒及其珠粒及其預(yù)發(fā)預(yù)

49、發(fā)泡泡 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)聚聚苯苯乙乙烯烯珠粒珠粒預(yù)發(fā)預(yù)發(fā)泡泡 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)板材粘接成形或板材粘接成形或發(fā)發(fā)泡成型泡成型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)發(fā)發(fā)泡成型或板材粘接成形泡成型或板材粘接成形 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)模模樣樣族族組組裝裝 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)浸涂料浸涂料 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)填填砂造型砂造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)澆澆注注與與充型充型過(guò)過(guò)程程 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)落砂（落砂（鑄鑄件件從從砂

50、箱中倒出）砂箱中倒出） 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)各各種鑄種鑄造方法比造方法比較較序號(hào)鑄造工藝適用合金種類(lèi)鑄件重量范圍/kg最小壁厚/mm鑄件表面粗糙度Ra/m鑄件尺寸精度等級(jí)CT最小批量/件1砂型鑄造不限不限312.5100810不限2殼型鑄造不限 5031.6506910003熔模鑄造不限 251.50.812.55710004金屬型鑄造不限中、小件3 (鋁)5（鐵）3.21007910005低壓鑄造非鐵合金中、小件23.21005810006壓力鑄造非鐵合金小件2（銅）0.51.0(其他)0.425(鋁)0.225(鎂)4810007離心鑄造不限管件、套筒類(lèi)不限3.21

51、00100 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)各各種鑄種鑄造方法比造方法比較較8陶瓷型鑄造鋼、鐵中、大件不限1.612.56859連續(xù)鑄造不限坯料或型材412.5100600010真空鑄造不限小件不限100011擠壓鑄造不限 2561.65079100012消失模鑄造不限不限不限3.210079不限 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)選擇鑄選擇鑄造方法造方法 鑄鋁小連桿 樣機(jī)試制 年產(chǎn)量1萬(wàn)件 年產(chǎn)量10萬(wàn)件 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)比比較較產(chǎn)量鑄件制造成本（元/件）砂型金屬型熔模壓力1001.756.026.2518.7510000.621.232.6

52、71.95100000.330.371.930.501000000.300.291.800.16 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)五、五、鑄鑄件件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工工藝藝性性觀觀察一察一個(gè)實(shí)個(gè)實(shí)例例 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)五、五、鑄鑄件件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工工藝藝性性 工藝性好壞基本標(biāo)準(zhǔn)：制造成本 保證力學(xué)性能、工作性能是基本前提 考慮以下因素對(duì)結(jié)構(gòu)工藝性的影響 合金性能 制造批量（大：自動(dòng)化，?。菏止ぃ?鑄造方法的特殊要求 討論：鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性一成不變嗎？ 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、鑄鑄造工造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)藝對(duì)結(jié)構(gòu)的影的影響響 便于取模 外部不應(yīng)有不必要的

53、凸緣取模方向取模方向三箱造型三箱造型 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)1、鑄鑄造工造工藝對(duì)結(jié)構(gòu)藝對(duì)結(jié)構(gòu)的影的影響響 便于取模：起模斜度的方向 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)分型面分型面應(yīng)盡應(yīng)盡量量為為平面平面 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)分型面分型面應(yīng)盡應(yīng)盡量量為為平面平面 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)凸臺(tái)凸臺(tái)與與筋板筋板 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)凸臺(tái)凸臺(tái)與與筋板筋板 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)凸臺(tái)凸臺(tái)與與筋板筋板 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)不加工表面不加工表面應(yīng)應(yīng)有有結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斜度

54、斜度 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)流流動(dòng)動(dòng)性：避免水平壁性：避免水平壁 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)避免容易避免容易熱變熱變形的形的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)避免水平大平面避免水平大平面 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)不用或少用型芯不用或少用型芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)自自帶帶型芯型芯 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)加強(qiáng)型芯加強(qiáng)型芯頭頭強(qiáng)度強(qiáng)度 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)加強(qiáng)型芯加強(qiáng)型芯頭頭強(qiáng)度強(qiáng)度 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)加強(qiáng)型芯加強(qiáng)型芯頭頭強(qiáng)度

55、強(qiáng)度 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)2、合金、合金鑄鑄造性能造性能對(duì)鑄對(duì)鑄件件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的影的影響響 最小壁厚限制 澆不足、冷隔 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)常常見(jiàn)見(jiàn)合金的最小壁厚限制合金的最小壁厚限制 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)合理壁厚：避免厚大截面合理壁厚：避免厚大截面 并非越大越好 “丁、工”字形、槽形、箱形、加強(qiáng)筋 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)大型大型鑄鑄件的壁厚件的壁厚僅僅15mm 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)用加強(qiáng)筋用加強(qiáng)筋減減小壁厚小壁厚 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)合理壁厚：壁厚均合理

56、壁厚：壁厚均勻勻 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)合理壁厚：壁厚均合理壁厚：壁厚均勻勻 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)合理壁厚：壁厚均合理壁厚：壁厚均勻勻 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)合理壁厚：合理壁厚：順順序序與與同同時(shí)時(shí)凝固凝固收收縮縮明明顯顯的合的合金：金：順順序序凝固凝固收收縮縮小的小的合金：合金：同同時(shí)時(shí)凝固凝固 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)圓圓角角過(guò)過(guò)渡渡熱節(jié)應(yīng)熱節(jié)應(yīng)力分布力分布 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)圓圓角角過(guò)過(guò)渡金渡金屬結(jié)屬結(jié)晶晶 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)圓圓角角過(guò)過(guò)渡半渡半徑徑

57、(a+b)/288-1212-16 16-20 20-27 27-35 35-45 45-60鑄鐵466810121620鑄鋼6681012162025 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)銳銳角角過(guò)過(guò)渡渡 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)防裂筋防裂筋 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)減緩輪輻減緩輪輻收收縮縮阻礙阻礙 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)合理布置筋板位置合理布置筋板位置 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)避免阻礙避免阻礙鑄鑄件收件收縮縮 2004 金工教研室機(jī)械制造基

58、機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)總結(jié)總結(jié) 各種鑄造工藝方法的適用范圍均有限 結(jié)構(gòu)工藝性 與鑄造方法有關(guān) 與合金鑄造性能有關(guān) 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)圓圓角和角和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斜度斜度 如圖圓角合理嗎？ 如圖的結(jié)構(gòu)斜度方向有問(wèn)題 “結(jié)構(gòu)斜度”還是“起模斜度”？ 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)三三個(gè)個(gè)小小問(wèn)題問(wèn)題 空心球鑄造容易嗎？ 操作不易：不易下芯 裂紋：型芯阻止收縮 下水道的井蓋為什么有網(wǎng)狀花紋 收縮、強(qiáng)度 砂箱箱帶的條紋 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)下水道井蓋下水道井蓋 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)問(wèn)題結(jié)構(gòu)問(wèn)題不加工面的不加工面的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斜度斜

59、度圓圓角角過(guò)過(guò)渡渡均均勻勻壁厚壁厚 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)總結(jié)總結(jié) 鑄造工藝基礎(chǔ) 流動(dòng)性/充型能力/縮孔縮松/鑄造應(yīng)力/裂紋 鑄造缺陷防止 常見(jiàn)鑄造合金 四種鑄鐵、鑄鋼、鑄造銅鋁合金的鑄造較難 砂型鑄造 特種鑄造 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 2004 金工教研室機(jī)械制造基機(jī)械制造基礎(chǔ)礎(chǔ)作作業(yè)業(yè)！ 作業(yè)： （1）習(xí)題集： 一（317）、二（114） 三（29） （2）教材： p43（8題），54（56，9題）， p68（3，4題） p88（2，3，4，6，7，8，10，11題） 思考： 教材 ： p43（13題），54（14，78題） p6768（1，2，5題）、 p88（1，5，9題） 機(jī)床床身大多采用鑄鐵件的原因是什么？