6铸造工艺基础.pptx
合集下载
铸造工艺基础教学培训PPT
铸造合金的结晶温度范围越大，树枝状晶体越容易将液态金属分割，铸件越容易产生缩松；
二、铸造成形基础
逐层凝固：液固金属间轮廓线清 晰。4.3%的铁碳合金，结晶在恒 温下进行，结晶过程有表及里，逐 层推进，凝固层的内表面比较光滑， 对尚未凝固合金流动阻力小，有利 于合金的充型，所以流动性好。 糊状凝固：先结晶的固态金属广泛 分布在没有结晶的液态金属中，液 固金属间没有明显的轮廓线。
二、铸造成形基础
• 2.合金的收缩
（4）铸造内应力、变形和裂纹
◆ 消除或减小铸造内应力的方法： ① 采用同时凝固的原则，通过设置冷铁、布置浇 冒口位置等工艺措施，使铸件各部分在凝固过程中 温差尽可能小；（不管壁厚如何，同时一起收缩， 可避免热应力的产生） ② 提高铸型温度，使整个铸件缓冷，以减小铸型 各部分温差； ③ 改善铸型与铸芯的退让性； ④ 进行去应力退火，这是消除铸造应力最彻底的 方法。
二、铸造成形基础
• 2.合金的收缩
（4）铸造内应力、变形和裂纹
◆ 变形： 当铸件中的内应力若超过合金的屈服强度，将使铸件产生变形。为防止变形，在铸件设计
时，应力求壁厚均匀、形状简单而对称。 ◆ 变形：
当铸件的内应力超过合金的抗拉强度时，铸件便会产生裂纹。裂纹是铸件严重的缺陷。 防止裂纹的主要措施： 合理的设计铸件结构；合理选用型砂和芯砂的粘结剂与添加剂，以改善其退让性；大的型 芯可制成中空的或内部填以焦炭；严格限制钢与铸铁中的硫含量；选用收缩量小的合金。
二、铸造成形基础
• 2.合金的收缩
• （2）缩松：液态合金在凝固过程中，若凝固时的收缩得不到及时补充，就会形成缩
孔，若缩孔是分散的，即为缩松。
又称分散缩孔） 形状：宏观缩松—肉眼可见的微小孔洞；
二、铸造成形基础
逐层凝固：液固金属间轮廓线清 晰。4.3%的铁碳合金，结晶在恒 温下进行，结晶过程有表及里，逐 层推进，凝固层的内表面比较光滑， 对尚未凝固合金流动阻力小，有利 于合金的充型，所以流动性好。 糊状凝固：先结晶的固态金属广泛 分布在没有结晶的液态金属中，液 固金属间没有明显的轮廓线。
二、铸造成形基础
• 2.合金的收缩
（4）铸造内应力、变形和裂纹
◆ 消除或减小铸造内应力的方法： ① 采用同时凝固的原则，通过设置冷铁、布置浇 冒口位置等工艺措施，使铸件各部分在凝固过程中 温差尽可能小；（不管壁厚如何，同时一起收缩， 可避免热应力的产生） ② 提高铸型温度，使整个铸件缓冷，以减小铸型 各部分温差； ③ 改善铸型与铸芯的退让性； ④ 进行去应力退火，这是消除铸造应力最彻底的 方法。
二、铸造成形基础
• 2.合金的收缩
（4）铸造内应力、变形和裂纹
◆ 变形： 当铸件中的内应力若超过合金的屈服强度，将使铸件产生变形。为防止变形，在铸件设计
时，应力求壁厚均匀、形状简单而对称。 ◆ 变形：
当铸件的内应力超过合金的抗拉强度时，铸件便会产生裂纹。裂纹是铸件严重的缺陷。 防止裂纹的主要措施： 合理的设计铸件结构；合理选用型砂和芯砂的粘结剂与添加剂，以改善其退让性；大的型 芯可制成中空的或内部填以焦炭；严格限制钢与铸铁中的硫含量；选用收缩量小的合金。
二、铸造成形基础
• 2.合金的收缩
• （2）缩松：液态合金在凝固过程中，若凝固时的收缩得不到及时补充，就会形成缩
孔，若缩孔是分散的，即为缩松。
又称分散缩孔） 形状：宏观缩松—肉眼可见的微小孔洞；
铸造工艺介绍ppt课件.ppt
胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直 重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔 解模型中的蜡，并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧，增强硬 度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。
2014-8-28
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
10
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
2014-8-28
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
10
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第一章铸造工艺基础38页PPT
缩孔易出现的部位
缩松的形成 P43
原因:铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围宽的合 金呈糊状凝固，凝固区域 较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝 晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。
定向凝固
定向凝固的缺点和应用： 缺点——铸件成本高，加大铸造内应力（易变形、开裂）。 应用——体收缩大的合金，如铸钢、铝青铜和铝硅合金等。
二、铸件的变形与防止： P46
对于厚薄不均匀、截面不对称等铸件，内部 会产生变形来达到平衡。受拉伸的部分会产生压 缩变形，受压缩的部分会会产生拉伸变形。
框形铸件变形
T形梁铸钢件变形
铸件的变形
有的铸件虽无明显的变形，但经切削加工后， 破坏了铸造应力的平衡，产生变形甚至裂纹。
圆柱体铸件加工后的变形
表面被加工 掉一层后
砂型 砂型 砂型 砂型
铸钢 C=0.4%
砂型 砂型
铝硅合金（铝硅明）
金属型（300℃）
镁合金（含Al及Zn）
砂型
锡青铜（Sn=10%,Zn=2%）
砂型
硅黄铜（Si=1.5～4.5%）
砂型
1300 1300 1300 1300 1600 1640 680～720 700 1040 1100
1800 1300 1000 600 100 200 700～800 400～600 420 1000
1. 各种成形方法的原理、特点及适用范围； 2. 各种零件的结构工艺性； 3. 常用工程材料的性能特点
第一章
铸造工艺基础
铸 造 生 产 过 程
P37
铸造优点：
1)易制造形状复杂制件
– 液态金属流动性→复杂外
形
– 型芯 →复杂内腔
铸造工艺基础分解.pptx
第15页/共39页
影响凝固的主要因素
*合金的结晶温度范围：
合金的结晶温度范围越小， 凝固区域越窄，越趋向于逐 层凝固。在铁碳合金中普通 灰铸铁为逐层凝固，高碳钢 为糊状凝固。
*铸件的温度梯度：
在合金结晶温度范围已定的
前提下，凝固区的宽窄取决于
铸件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间
的温度差由小变大，则其凝固区相应由宽变窄。
第8页/共39页
铸造工艺基础
5.1 液态合金的充型能力
充型能力的概念:
液态金属充满铸型型腔， 获得尺寸精确、轮廓清晰 的成型件的能力
充型能力 不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
气孔缺陷
10/9/2024 11:53 AM
第9页/共39页
合金的充型能力
测试合金充型能力的方法:
如右图,将合金液浇入铸型中， 冷凝后测出充满型腔的式样长 度。浇出的试样越长，合金的 流动性越好,合金充型能力越好
L
L+A
A
Ld
F+A
P L'd
金属的液态成形 （铸造） 概述：铸造的优缺点
10/9/2024 11:53 AM
第7页/共39页
铸造
第5章 铸造工艺基础
教学内容
5.1液态合金的充型 5.2 铸造合金的凝固与收缩 5.3 铸造内应力、变形与裂纹
5.4 铸件的气孔与偏析（自学） 液态合金的工艺性能
教学要求：
5.2 液态金属的凝固与收缩
5.2.1 铸件的凝 固
在铸件的凝固过程 中，截面一般存在三 个区域，即液相区、 凝固区、固相区。对 铸件质量影响较大的 主要是液相和固相并 存的凝固区的宽窄。 铸件的凝固方式就是 依 据 凝凝固固区方式的有宽：窄 来 划 分 的逐。层凝固
《铸造工艺基础》PPT课件
上一页 下一页 后 退 退 出
19
ppt课件
三、影响充型能力的因素
1.合金性质——合金流动性：决定于合金种类 与化学成分。
合金种类
根据“螺旋型试样长度”实验： 灰铸铁和硅黄铜的流动性和充型能力最好； 铝硅合金其次； 铸钢最差。
上一页 下一页 后 退 退 出
21
ppt课件
化学成分
同一种合金，化学成分不同，合金流动性也有不同。 因为化学成分不同，合金的结晶温度范围和结晶特性 不同。
❖ 根 据 生 产 经 验 ， 常 用 铸 造 合 金 的 浇 注 温 度 为 ： 铸 铁 1230 ～ 1450C；铸钢1520～1620C；铝合金680～780C。对薄壁及复 杂铸件取浇注温度的上限，对于厚大铸件可以取其下限。
上一页 下一页 后 退 退 出
23
ppt课件
充型压力
❖ 浇注时，金属所受的充型压力越大，充型能力就越 强。
❖ 非共晶成分的合金的结晶过程是在一定的温度范围之内进行， 凝固时铸件存在两相区，其中既有没有凝固的液态金属，还有 已经凝固的小的树枝状结晶体，称为糊状凝固，树枝状的小晶 体和粗糙不平的凝固层的内表面使得液态金属的流动阻力增大， 因此这种合金的流动性较差。合金的结晶范围越宽，则两相区 越宽，合金的流动性也就越差。
合金种类
根据“螺旋型试样长度”实验： 灰铸铁和硅黄铜的流动性和充型能力最好； 铝硅合金其次； 铸钢最差。
上一页 下一页 后 退 退 出
18
ppt课件
化学成分
同一种合金，化学成分不同，合金流动性也有不同。 因为化学成分不同，合金的结晶温度范围和结晶特性 不同。
❖ 纯金属和共晶成分的合金，结晶是在恒温之下进行，此时金属 液的凝固是从金属件的表面开始向中心逐层推进，称为逐层凝 固，凝固层的内表面比较平滑，对还没有凝固的液态金属阻力 较小，合金的流动性较好；
铸造工艺知识PPT课件
第10页/共47页
铸造工艺方案的确定
砂• 二型、种砂类型的种类确的定确定
• 用于砂型铸造的铸型有湿砂型、表面烘干型、干砂型、自硬砂型等几 种。
• 1.湿砂型：以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注。应用最广泛。 大型、臂厚、形状复杂的铸件不适用。
• 2.表面烘干型：浇注前，用适当的方法对型腔表面进行烘干。在中、大 型铸件中（1~5吨）得到广泛应用。
第12页/共47页
铸造工艺方案的确定
零件结构的铸造工艺性分析
•
一个好的铸造零件是经过以下设计步骤完成：功能设计；依铸造经验修改和简化设计；冶金设计（铸
件材质的选择和适用性）；经济性分析。
第13页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 件 结对构产品的零铸件进造行工审查艺、性分析分有析两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。第二，
第9页/共47页
铸造工艺方案的确定
造型（制芯）方法的确定 • 2.机器造型
• 机器造型生产率高、劳动强度低、铸件质量比较稳定。但它需要的工艺装备复杂、生产准备时间长，因此 机器造型主要用于成批和大量生产。机器造型是今后的发展趋势，只有采用机器造型才能提高劳动生产率 和降低成本，至于采用哪一种机器造型方法，要根据车间现有条件、生产批量和铸件的具体情况来确定。
铸造工艺方案的确定
零• 2件）取结消构铸件的外铸侧凹造。工 艺 性 分析
第24页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 3件）改结进构铸件的内铸腔结造构工以减艺少性砂芯分。析
第25页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 4件）减结少构和简的化铸分型造面工。 艺 性 分析
第26页/共47页
铸造工艺方案的确定
铸造工艺方案的确定
砂• 二型、种砂类型的种类确的定确定
• 用于砂型铸造的铸型有湿砂型、表面烘干型、干砂型、自硬砂型等几 种。
• 1.湿砂型：以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注。应用最广泛。 大型、臂厚、形状复杂的铸件不适用。
• 2.表面烘干型：浇注前，用适当的方法对型腔表面进行烘干。在中、大 型铸件中（1~5吨）得到广泛应用。
第12页/共47页
铸造工艺方案的确定
零件结构的铸造工艺性分析
•
一个好的铸造零件是经过以下设计步骤完成：功能设计；依铸造经验修改和简化设计；冶金设计（铸
件材质的选择和适用性）；经济性分析。
第13页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 件 结对构产品的零铸件进造行工审查艺、性分析分有析两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。第二，
第9页/共47页
铸造工艺方案的确定
造型（制芯）方法的确定 • 2.机器造型
• 机器造型生产率高、劳动强度低、铸件质量比较稳定。但它需要的工艺装备复杂、生产准备时间长，因此 机器造型主要用于成批和大量生产。机器造型是今后的发展趋势，只有采用机器造型才能提高劳动生产率 和降低成本，至于采用哪一种机器造型方法，要根据车间现有条件、生产批量和铸件的具体情况来确定。
铸造工艺方案的确定
零• 2件）取结消构铸件的外铸侧凹造。工 艺 性 分析
第24页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 3件）改结进构铸件的内铸腔结造构工以减艺少性砂芯分。析
第25页/共47页
铸造工艺方案的确定
零• 4件）减结少构和简的化铸分型造面工。 艺 性 分析
第26页/共47页
铸造工艺方案的确定
铸造方法学习.pptx
芯头的作用是为了保证型芯在铸型中的定 位、固定以及通气。
2014.01
型芯头与铸型的第1型5页芯/共4座1页之间应有1～4 mm
14
机械加工余量：在铸件上为切削加工的方便 而加大的尺寸称为机械加工余量。
机械加工余量的具体数据取决于铸件的生产 批量、合金种类、铸件大小、加工面与基准面的 距离及加工面在浇注时的位置等。
2014.01 (5)悬浮铸造：悬浮铸造是在浇注过程中，将一定
32
第33页/共41页
壳型铸造示意图
2014.01
33
第34页/共41页
低压铸造示意图
2014.01
34
第35页/共41页
实型铸造示意图
2014.01
35
第36页/共41页
陶瓷型铸造示意图
2014.01
36
第37页/共41页
悬浮型铸造示意图
2014.01
37
第38页/共41页
常用铸造方法比较
2014.01
38
第39页/共41页
2014.01
39
第40页/共41页
感谢您的观看！
2014.01
机械制造基础（京玉海）
40
第41页/共41页
机械加工余量从高到低分A到J，共9个等级
，可查阅GB/T11350-1989获得。
2014.01
15
第16页/共41页
铸件在冷却、凝固过程中要产生收缩，为了 保证铸件的有效尺寸，模样和芯盒上的相关尺寸 应比铸件放大一个收缩量。
通常灰铁的收缩率0.7%~1.0%，铸钢的收 缩率1.3%~2.0%，铝合金的收缩率0.8%~1.2%， 锡青铜收缩率1.2%~1.4%。
铸造工艺基础大全完整版.ppt课件.ppt
精心整理
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属液在冷凝过程中，其液态收缩和凝固过程若得不到有效补充，铸件将 产生缩孔或松动缺陷。
铸件的凝固过程：
在铸件的凝固过程中， 其截面一般存在三个区 域，即液相区、凝固区、 固相区。对铸件质量影 响较大的主要是液相和 固相并存的凝固区的宽 窄。铸件的凝固方式就 是依据凝固区的宽窄来 划分的。
凝固方式有：
2.1 铸造工艺基础
什么是金属的液态成形:
即将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固， 以获得毛坯或零件的工艺方法,亦称铸造.
金属的液态成形的作用:
金属的液态成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按铸型材料的 不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特种铸造（包括压力铸造、金属型 铸造等）.其中砂型铸造是最基本的液态成形方法，所生产的铸件要占铸 件总量的80%以上.
合金的收缩
合金的收缩的过程:
合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的 现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许 多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。
合金收缩的三个阶段
缩孔与缩松的形成
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所减少的体积得不到有效补 充，则铸件最后凝固的部位形成空洞，按空洞大小、分布，可分为缩孔和缩松。
缩孔与缩松的形成演示
判断缩孔出现的方法
A等温线法
B内截圆法
消除缩孔和缩松的方法
原理
定向凝固原则
是铸件让远离冒口的地方先凝 固，靠近冒口的地方次凝固， 最后才是冒口本身凝固。实现 以厚补薄，将缩孔转移到冒口 中去。
方法
合理布置内浇道及确定浇铸工艺。 合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。
解决缩孔的方法演示： 冒口和冷铁
缩孔的形成: 纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表
及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后 凝固的地方就会产生缩孔.
缩松的形成原因:
铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶 温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、 固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割 开的小液体区难以得到补缩所致。
液态成形零件内部组织的均匀性、 致密性一般较差
液态成形零件易出现缩孔、缩松、 气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等 缺陷，产品 质量不够稳定
由于铸件内部晶粒粗大，组织不均 匀，且常伴 有缺陷，其力学性能 比同类材料的塑性成形低
液态合金的工艺性能
液态合金的工艺性能表征为液态合金的 铸造性能：指合金在铸造成形时获得外形准确、内 部健全铸件的能力。
浇注系统的结构越复杂，则流动 阻力越大，充型能力越差。
铸型充填条件对充型能力的影响
铸型蓄热系数: 即从金属中吸取热量
并储存的能力
铸型温度(不能过高)
铸型的发气和 透气能力：
浇铸时产生气体 能在金属液与铸型间形成气膜，
减小摩擦阻力，有利于充型。 但发气能力过强,透气能力又差时,
若浇铸速度太快, 则型腔中的气体压力增大，
3液态成形内应力、变形与裂纹
铸件在凝固之后的继续冷却过程中，其固态收缩若受到阻碍，铸件内部将产生
内应力，这些内应力有时是在冷却过程中暂存的，有时一直保持到室温，成为残余 应力，其是铸件产生变形的基本原因。
内应力
热应力 机械应力
铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件 的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的 收缩而引起的应力。
充型能力减弱。
铸件结构对充型能力的影响
折算厚度：
复杂程度：
折算厚度也叫当量厚度 或模数,是铸件体积与铸件 表面积之比。折算厚度越大， 热量散失越慢，充型能力就 越好。铸件壁厚相同时，垂 直壁比水平壁更容易充 填.(大平面铸件不易成形)
铸件结构越复杂，流 动阻力就越大，铸型的 充填就越困难。
2铸件的凝固与收缩
铸件在固态收缩时，因受到铸型、型 芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生 的应力。
变形
残余热应力的存在，使铸件处在一种非稳定 状态，将自发地通过铸件的变形来缓解其应 力，以回到稳定的平衡状态。
裂纹
当热应力大到一定程度会导致出现裂纹。
热应力的消除方法
铸件的结构：
铸件的结构尽可能对称 铸件的壁厚尽可能均匀
工艺方面：采用同时凝固原则
通常是指合金的流动性、收缩性 吸气性及偏析等性能
合金铸造性能是选择铸造金属材料，确定铸件的 铸造工艺方案及进行铸件结构设计的依据
1合金的充型能力
充型能力的概念: 液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰 的成型件的能力
充型能力不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
充型能力的决定因数
合金的流动性 铸型性质 浇注条件 铸件结构等
时效处理：人工时效；自然时效铸件的变形的消除方法几种不同合金流动性的比较
比较下面几种合金流动性能 *铸钢的流动性
*铸铁的流动性
实验证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。
浇注条件对充型能力的影响
浇注 条件
浇注温度
浇注温度越高，液态金属的粘度越小， 过热度高，金属液内含热 量多，保持 液态的时间长，充型 能力强。
充型压力 浇注系统
液态金属在流动方向上所受的压力称为 充型压力。充型压力越大, 充型能力越 强。
逐层凝固,糊状凝固, 中间凝固.
影响凝固的主要因素
*合金的结晶温度范围： 合金的结晶温度范围越小，凝固区域越
窄，越趋向于逐层凝固。在铁碳合金中普通 灰铸铁为逐层凝固，高碳钢为糊状凝固。 *铸件的温度梯度：
在合金结晶温度范围已定的前提下，凝 固区的宽窄取决于铸件内外层之间的温度差。 若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其 凝固区相应由宽变窄。
砂型铸造过程
液态成型的特点
液态成型 优点
适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯
对材料的适应性广，铸件 的大小 几乎不受限制
成本低，原材料来源广泛， 价格低廉,一般不需要昂 贵的设备
是某些塑性很差的材料 (如铸铁等)制造其毛坯或 零件的唯一成型工艺
液态成型的特点
液态成型 缺点
工艺过程比较复杂，一些工艺 过程还难以控制
浇不足缺陷
气孔缺陷
夹砂缺陷
合金的充型能力
合金的流动性愈好，冲型能力愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的 铸件。同时有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除。
测试合金充型能 力的方法:
如右图,将合金 液浇入铸型中，冷 凝后测出充满型腔 的式样长度。浇出 的试样越长，合金 的流动性越好,合金 充型能力越好.
铸件的凝固过程：
在铸件的凝固过程中， 其截面一般存在三个区 域，即液相区、凝固区、 固相区。对铸件质量影 响较大的主要是液相和 固相并存的凝固区的宽 窄。铸件的凝固方式就 是依据凝固区的宽窄来 划分的。
凝固方式有：
2.1 铸造工艺基础
什么是金属的液态成形:
即将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固， 以获得毛坯或零件的工艺方法,亦称铸造.
金属的液态成形的作用:
金属的液态成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按铸型材料的 不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特种铸造（包括压力铸造、金属型 铸造等）.其中砂型铸造是最基本的液态成形方法，所生产的铸件要占铸 件总量的80%以上.
合金的收缩
合金的收缩的过程:
合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的 现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许 多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。
合金收缩的三个阶段
缩孔与缩松的形成
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所减少的体积得不到有效补 充，则铸件最后凝固的部位形成空洞，按空洞大小、分布，可分为缩孔和缩松。
缩孔与缩松的形成演示
判断缩孔出现的方法
A等温线法
B内截圆法
消除缩孔和缩松的方法
原理
定向凝固原则
是铸件让远离冒口的地方先凝 固，靠近冒口的地方次凝固， 最后才是冒口本身凝固。实现 以厚补薄，将缩孔转移到冒口 中去。
方法
合理布置内浇道及确定浇铸工艺。 合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。
解决缩孔的方法演示： 冒口和冷铁
缩孔的形成: 纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表
及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后 凝固的地方就会产生缩孔.
缩松的形成原因:
铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶 温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、 固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割 开的小液体区难以得到补缩所致。
液态成形零件内部组织的均匀性、 致密性一般较差
液态成形零件易出现缩孔、缩松、 气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等 缺陷，产品 质量不够稳定
由于铸件内部晶粒粗大，组织不均 匀，且常伴 有缺陷，其力学性能 比同类材料的塑性成形低
液态合金的工艺性能
液态合金的工艺性能表征为液态合金的 铸造性能：指合金在铸造成形时获得外形准确、内 部健全铸件的能力。
浇注系统的结构越复杂，则流动 阻力越大，充型能力越差。
铸型充填条件对充型能力的影响
铸型蓄热系数: 即从金属中吸取热量
并储存的能力
铸型温度(不能过高)
铸型的发气和 透气能力：
浇铸时产生气体 能在金属液与铸型间形成气膜，
减小摩擦阻力，有利于充型。 但发气能力过强,透气能力又差时,
若浇铸速度太快, 则型腔中的气体压力增大，
3液态成形内应力、变形与裂纹
铸件在凝固之后的继续冷却过程中，其固态收缩若受到阻碍，铸件内部将产生
内应力，这些内应力有时是在冷却过程中暂存的，有时一直保持到室温，成为残余 应力，其是铸件产生变形的基本原因。
内应力
热应力 机械应力
铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件 的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的 收缩而引起的应力。
充型能力减弱。
铸件结构对充型能力的影响
折算厚度：
复杂程度：
折算厚度也叫当量厚度 或模数,是铸件体积与铸件 表面积之比。折算厚度越大， 热量散失越慢，充型能力就 越好。铸件壁厚相同时，垂 直壁比水平壁更容易充 填.(大平面铸件不易成形)
铸件结构越复杂，流 动阻力就越大，铸型的 充填就越困难。
2铸件的凝固与收缩
铸件在固态收缩时，因受到铸型、型 芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生 的应力。
变形
残余热应力的存在，使铸件处在一种非稳定 状态，将自发地通过铸件的变形来缓解其应 力，以回到稳定的平衡状态。
裂纹
当热应力大到一定程度会导致出现裂纹。
热应力的消除方法
铸件的结构：
铸件的结构尽可能对称 铸件的壁厚尽可能均匀
工艺方面：采用同时凝固原则
通常是指合金的流动性、收缩性 吸气性及偏析等性能
合金铸造性能是选择铸造金属材料，确定铸件的 铸造工艺方案及进行铸件结构设计的依据
1合金的充型能力
充型能力的概念: 液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰 的成型件的能力
充型能力不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
充型能力的决定因数
合金的流动性 铸型性质 浇注条件 铸件结构等
时效处理：人工时效；自然时效铸件的变形的消除方法几种不同合金流动性的比较
比较下面几种合金流动性能 *铸钢的流动性
*铸铁的流动性
实验证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。
浇注条件对充型能力的影响
浇注 条件
浇注温度
浇注温度越高，液态金属的粘度越小， 过热度高，金属液内含热 量多，保持 液态的时间长，充型 能力强。
充型压力 浇注系统
液态金属在流动方向上所受的压力称为 充型压力。充型压力越大, 充型能力越 强。
逐层凝固,糊状凝固, 中间凝固.
影响凝固的主要因素
*合金的结晶温度范围： 合金的结晶温度范围越小，凝固区域越
窄，越趋向于逐层凝固。在铁碳合金中普通 灰铸铁为逐层凝固，高碳钢为糊状凝固。 *铸件的温度梯度：
在合金结晶温度范围已定的前提下，凝 固区的宽窄取决于铸件内外层之间的温度差。 若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其 凝固区相应由宽变窄。
砂型铸造过程
液态成型的特点
液态成型 优点
适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯
对材料的适应性广，铸件 的大小 几乎不受限制
成本低，原材料来源广泛， 价格低廉,一般不需要昂 贵的设备
是某些塑性很差的材料 (如铸铁等)制造其毛坯或 零件的唯一成型工艺
液态成型的特点
液态成型 缺点
工艺过程比较复杂，一些工艺 过程还难以控制
浇不足缺陷
气孔缺陷
夹砂缺陷
合金的充型能力
合金的流动性愈好，冲型能力愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的 铸件。同时有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除。
测试合金充型能 力的方法:
如右图,将合金 液浇入铸型中，冷 凝后测出充满型腔 的式样长度。浇出 的试样越长，合金 的流动性越好,合金 充型能力越好.