金属工艺学(铸造)PPT课件
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金属工艺学教学课件第五章铸造
20
第四节 特种铸造
一、熔模铸造 二、金属型铸造 三、压力铸造 四、离心铸造 五、各种铸造方法的比较
21
一、熔模铸造
熔模铸造是用易熔的蜡料制成的和铸件形状相同的 蜡模和浇注系统，在蜡模表面涂挂几层耐火涂料和石英 砂，经硬火、干燥后将蜡模加热熔化，排出蜡液，得到 一个中空的型壳，即获得无分型面的整体铸型，最后进 行浇注，故熔模铸造又称为失蜡铸造。
图5-1 冷隔
9
的流动性可用螺旋线长度来测定，图5-2为螺旋
形试样。将金属液浇注入螺旋形铸型中，在相同的铸造 条件下，获得的螺旋线越长，表明金属液的流动性越好。
图5-2 螺旋形试样
10
一、流动性
（三）影响流动性的因素 合金的种类与化学成分
不同种类的合金具有不同的流动性，根据流动性试 验可测得螺旋线长度，常用铸造合金中，灰铸铁的流动 性较好，而铸钢的流动性相对较差。
11
二、收缩率
收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产 生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固 态收缩三个阶段，如图5-3所示。
图5-3 合金收缩的三个阶段
12
二、收缩率
（一）收缩对铸件质量的影响 液态收缩和凝固收缩若得不至到补足，会使铸件产
生缩孔和缩松缺陷；固态收缩若受到阻碍会产生铸造内 应力，导致铸件变形开裂。 缩孔与缩松
离心铸造法的不足之处是铸件内表面较粗糙，尺寸不 易控制，对内孔要切削加工的零件，则应增大加工余量。
离心铸造目前主要用于成批大量生产一般形状的黑色 金属及铜合金的大、中型回转体。如铸铁水管、缸套、活 塞环坯料和输油管等。
25
五、各种铸造方法的比较
各种铸造方法都有其优缺点和最适宜的应用范围。如 砂型铸造尽管有不少缺点，但其适应性强，所用设备比较 简单，因此，它仍然是当前生产中最基本的铸造方法。特 种铸造方法仅在一定条件下，才能显示其优越性。因此， 在选择铸造方法时，必须根据合金种类、铸件大小与形状、 批量、质量、车间设备及技术状况等来进行全面分析，综 合比较，选择经济合理的方法。
第四节 特种铸造
一、熔模铸造 二、金属型铸造 三、压力铸造 四、离心铸造 五、各种铸造方法的比较
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一、熔模铸造
熔模铸造是用易熔的蜡料制成的和铸件形状相同的 蜡模和浇注系统，在蜡模表面涂挂几层耐火涂料和石英 砂，经硬火、干燥后将蜡模加热熔化，排出蜡液，得到 一个中空的型壳，即获得无分型面的整体铸型，最后进 行浇注，故熔模铸造又称为失蜡铸造。
图5-1 冷隔
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的流动性可用螺旋线长度来测定，图5-2为螺旋
形试样。将金属液浇注入螺旋形铸型中，在相同的铸造 条件下，获得的螺旋线越长，表明金属液的流动性越好。
图5-2 螺旋形试样
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一、流动性
（三）影响流动性的因素 合金的种类与化学成分
不同种类的合金具有不同的流动性，根据流动性试 验可测得螺旋线长度，常用铸造合金中，灰铸铁的流动 性较好，而铸钢的流动性相对较差。
11
二、收缩率
收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产 生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固 态收缩三个阶段，如图5-3所示。
图5-3 合金收缩的三个阶段
12
二、收缩率
（一）收缩对铸件质量的影响 液态收缩和凝固收缩若得不至到补足，会使铸件产
生缩孔和缩松缺陷；固态收缩若受到阻碍会产生铸造内 应力，导致铸件变形开裂。 缩孔与缩松
离心铸造法的不足之处是铸件内表面较粗糙，尺寸不 易控制，对内孔要切削加工的零件，则应增大加工余量。
离心铸造目前主要用于成批大量生产一般形状的黑色 金属及铜合金的大、中型回转体。如铸铁水管、缸套、活 塞环坯料和输油管等。
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五、各种铸造方法的比较
各种铸造方法都有其优缺点和最适宜的应用范围。如 砂型铸造尽管有不少缺点，但其适应性强，所用设备比较 简单，因此，它仍然是当前生产中最基本的铸造方法。特 种铸造方法仅在一定条件下，才能显示其优越性。因此， 在选择铸造方法时，必须根据合金种类、铸件大小与形状、 批量、质量、车间设备及技术状况等来进行全面分析，综 合比较，选择经济合理的方法。
《铸造工艺》PPT课件
1．拔长。使金属坯料的横截面积减少，长度增加的工序。如图 4.13所示，得到具有长轴线的锻件，如光轴、曲轴、台阶轴、拉杆、 连杆等。
2．镦粗。使金属坯料的横截面积增大，高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等；也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序； 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表：
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法，如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中，依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力，通过工具或模具使金属材料发生塑性变形，获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同，锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比，锻造具有以下特点： • （1）改善金属的组织，提高力学性能。 • （2）生产率较高。 • （3）节省材料和加工工时。。 • （4）适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的 锻造性越好；反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1．金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好，化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素，会降低锻造性，而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界，也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。
2．镦粗。使金属坯料的横截面积增大，高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等；也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序； 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表：
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法，如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中，依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力，通过工具或模具使金属材料发生塑性变形，获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同，锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比，锻造具有以下特点： • （1）改善金属的组织，提高力学性能。 • （2）生产率较高。 • （3）节省材料和加工工时。。 • （4）适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的 锻造性越好；反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1．金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好，化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素，会降低锻造性，而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界，也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。
金属工艺学课件(PPT49页).pptx
铸造的特点
（1）可以铸造出内腔、外形很复杂的毛 坯。
（2）工艺灵活性大、适应性广。铸件重 量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm 到1m左右；铸件材料可用铸铁、铸钢、 碳钢和有色金属等。
（3）铸件成本低。 （4）有铸造缺陷，机械性能不如锻件等。
二、砂型铸造生产工艺流程
三、铸造方法分类
Clasfication of foundry Methods
Pouring Melt in the Mold→Solidification→Casting
优点：complex in shape adaptability in technology cheap in production
缺点：lower mechanical properties unstable quality worse work condition
在铸件上从远离冒口或 浇口到冒口或浇口之 间建立一个递增的温 度梯度，从而实现由 远离冒口的部分向冒 口的方向顺序地凝固。
同时凝固原则：
Simultaneously Solidification
是采取工艺措施保 证铸件结构上各部 分之间没有温差或 温差尽量小，使各 部分同时凝固。如 图所示。
二、金属和合金的铸造性能
体收缩率rate of ＝v0_-v1/v0*100％
volume
Contraction:εv
线收缩率 rate of linear Contraction：
εl=l0-l1/l0*100％
⑵ 收缩的阶段 Contraction Stages
液态收缩 Liquid Contraction 凝固收缩 Solidification Contraction 固态收缩 Solid Contraction 前两个阶段的收缩使合金体积减少，
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
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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
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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
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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。
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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
金属工艺学课件(PPT45页).pptx
。2020年11月27日星期五下午3时1分51秒15:01:5120.11.27
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月下午3时1分20.11.2715:01November 27, 2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年11月27日星期五3时1分51秒15:01:5127 November 2020
（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材 等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和 特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热 轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度 较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸 较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较 高的中小型零件。
• （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批 生产和大型零件及样机试制。其优点是制 造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效 处理后才能进行机械加工。
《金属工艺学》上、下册 《材料成型工艺基础》
《机械制造学》 《工程材料与热加工工艺》 《机械加工工艺》 《机械加工工艺基础》
《材料成形学》
高等教育出版社
邓文英
华中理工大学出版社 沈其文
机械工业出版社
王贵成
西北工业大学出版社 裴崇斌
西北工业大学出版社 裴崇斌
清华大学出版社
金问楷
机械工业出版社
李新城
网络资源
课程的特点
• 课程是机类专业应掌握的一门重要的专业
基础课，具有很强的综合性和实践性，是
在掌握了工程制图和金工实习课之后开设 的专业基础课。通过本课程的教学，培养 学生把理论与实践结合起来学习的理念， 提高工程实践的意识，并能用所学的基本 原理和方法分析实际生产技术问题，为学 习后续课程并为以后从事机械设计和制造 方面的工作奠定必要的基础。
金属工艺学ppt课件
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
第二节 金属型铸造
• 二、金属型的铸造工艺 • 1. 必需喷刷涂料；衬料和外表涂料 • 2. 金属型应坚持一定的任务温度；铸铁件250-350，非
铁金属件ห้องสมุดไป่ตู้00-250度。减缓激冷。 • 3. 适宜的出型时间；尽早出型，小型铸铁件10-60s，铸
件温度约780-950度。 • 三、金属型铸造的特点和适用范围 • 优点：一型多铸，便于实现机械化和自动化消费，可大
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
合理设计凸台和防 止侧壁具有防碍拔 模的部分凹陷构造
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理 确定构造斜度
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理确定 构造斜度
不合理
大提高消费率。同时铸件的精度和外表质量比砂型铸造 显著提高。组织致密，力学性能得到显著提高。 • 缺陷：金属型的本钱高，消费周期长。同时铸造工艺要 求严厉，容易出现缺陷，灰铸铁件又难以防止白口缺陷 。 • 主要用于铜、铝合金铸件的大批量消费。如铝活塞、气 缸盖、油泵壳体、铜瓦等。
第三节 压力铸造
• 描画:是在高压下〔比压约为5-150MPa〕将液态 或半液态合金快速地(0.01-0.2s)压入金属铸型中 ，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
《金属工艺学铸造》课件
金属材料的可铸造性
流动性：金属材料在铸造过程中流动性 越好，越容易形成均匀的铸件
收缩性：金属材料在冷却过程中收缩性 越小，越容易形成尺寸精确的铸件
热导率：金属材料的热导率越高，越容 易形成表面光滑的铸件
化学稳定性：金属材料在铸造过程中化 学稳定性越好，越不容易产生气孔和裂 纹
机械性能：金属材料的机械性能越好， 越容易形成强度高、耐磨损的铸件
铸造缺陷的检测方法
目视检查：观 察铸件表面是 否有裂纹、气 孔、砂眼等缺
陷
超声波检测： 利用超声波探 头对铸件内部 进行扫描，检
测内部缺陷
射线检测：利 用X射线或γ 射线对铸件进 行照射，通过 观察射线穿透 情况检测内部
缺陷
磁粉检测：利 用磁粉对铸件 表面进行喷涂， 观察磁粉吸附 情况检测表面
缺陷
离心铸造设备： 包括离心铸造 机、离心铸造 模具等，特点 是生产效率高， 精度高，但成
本较高。
连续铸造设备： 包括连续铸造 机、连续铸造 模具等，特点 是生产效率高， 成本低，但精
度较低。
砂型铸造设备的使用和维护
设备类型：砂型铸造设备主要包括砂型铸造机、砂型铸造模具等 使用方法：按照设备说明书进行操作，注意安全操作规程 维护方法：定期检查设备，及时更换磨损部件，保持设备清洁 常见问题及解决方法：如设备故障、模具损坏等问题，应及时解决，确保生产顺利进行
安全设施：包括防护罩、安全门、安全护栏等，确保操作人员安全 环保设施：包括废气处理系统、废水处理系统、噪音控制设备等，减少对环境的影响 使用方法：按照说明书进行操作，定期检查和维护，确保设施正常运行 维护方法：定期进行清洁、润滑、更换易损件等，确保设施使用寿命和效果
铸造生产安全与环保管理的实施
《金属工艺学第七章》PPT课件
特种铸造：除砂型铸造外的铸造方法。 如熔模铸造、压力铸造等。
第七章 铸造成形
3、铸造的特点（重点）
优
点 适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯。
缺 点 工艺过程比较复杂，一些工艺
过程还难以控制。
适应性强，重量，壁厚， 形状，材料种类几乎不受 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。
第七章 铸造成形
第七章 铸造成形
2.影响因素 1)铸件的凝固方式
温度 温度
逐层凝固 糊状凝固 中间凝固
a bc
液相线
S
液相线 固相线
成分
固
表层
液
中心
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
第七章 铸造成形
2) 影响因素
a)主要取决于合金成分。
a2
a1
300
共晶成分的合金（纯金属除外），流动性 好。
温度（℃）
c)铸型材料
铸型排气: ↓，流动阻力↑ ，流动性越差。 铸型的导热性: ↑，液态金属温度↓，流动性越差 铸型温度: ↑，液态金属与铸型的温差↓，流动性越差
第七章 铸造成形
二、合金的收缩性 收缩的阶段 收缩的影响因素 缩孔与缩松 铸造应力、变形与裂纹
第七章 铸造成形
1.合金的收缩经历三个阶段：
液态收缩：T浇 — T液 凝固收缩：T液 — T固 固态收缩：T固 — T室
脆性金属和合金(如铸铁 等)，铸造是唯一可行的 工艺。
铸件内部组织的均匀性、致密性一 般较差。
铸件易出现缺陷（缩孔、缩松、气 孔、砂眼、夹砂、裂纹等），产品 质量不够稳定。
铸件力学性能比同类材料的塑性成 形件低.
第七章 铸造成形
3、铸造的特点（重点）
优
点 适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯。
缺 点 工艺过程比较复杂，一些工艺
过程还难以控制。
适应性强，重量，壁厚， 形状，材料种类几乎不受 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。
第七章 铸造成形
第七章 铸造成形
2.影响因素 1)铸件的凝固方式
温度 温度
逐层凝固 糊状凝固 中间凝固
a bc
液相线
S
液相线 固相线
成分
固
表层
液
中心
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
第七章 铸造成形
2) 影响因素
a)主要取决于合金成分。
a2
a1
300
共晶成分的合金（纯金属除外），流动性 好。
温度（℃）
c)铸型材料
铸型排气: ↓，流动阻力↑ ，流动性越差。 铸型的导热性: ↑，液态金属温度↓，流动性越差 铸型温度: ↑，液态金属与铸型的温差↓，流动性越差
第七章 铸造成形
二、合金的收缩性 收缩的阶段 收缩的影响因素 缩孔与缩松 铸造应力、变形与裂纹
第七章 铸造成形
1.合金的收缩经历三个阶段：
液态收缩：T浇 — T液 凝固收缩：T液 — T固 固态收缩：T固 — T室
脆性金属和合金(如铸铁 等)，铸造是唯一可行的 工艺。
铸件内部组织的均匀性、致密性一 般较差。
铸件易出现缺陷（缩孔、缩松、气 孔、砂眼、夹砂、裂纹等），产品 质量不够稳定。
铸件力学性能比同类材料的塑性成 形件低.
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7 29.11.2020
三、铸件中的缩孔与缩松： １、缩孔和缩松的形成： 液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得 不到补足，则在铸件最后凝固部位形成一些孔洞，按孔洞的大小和 分布，分为缩孔和缩松。 1）、缩孔：集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞。 特征：多呈倒圆锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件内层，有时暴 露于表面。
由上可知：由于内应力的存在，就等于铸件在未承受载荷之前， 自身就已承受了应力载荷，因而使铸件的实际承载能力降低，同时 应力过大时，会导致变形、开裂而报废。
壁厚差 ２）、热应力的影响因素 线收缩率
弹性模量
17 29.11.2020
３）、预防措施： Ａ、设计壁厚均匀的铸件； Ｂ、选用线收缩率小的合金； Ｃ、在工艺上采取措施，控制铸件厚处和薄处同时冷却 （同时凝固原则）； Ｄ、对已存在应力铸件进行低温去应力退火。
29.11.2020
缩孔
缩
松
11 29.11.2020
⑵偏析：合金中各部分化 学成分不均匀的现象称为 偏析。铸锭(件)在结晶时, 由于各部位结晶先后顺序 不同，合金中的低熔点元 素偏聚于最终结晶区，造 成宏观上的成分不均匀， 称宏观偏析。适当控制浇 注温度和结晶速度可减轻 宏观偏析。
硫在钢锭中偏析的模拟结果
影响因素：
缩孔的形成
Ａ、ε液、ε凝的大小；Ｂ、浇注温度的高低；Ｃ、铸件厚度。
8 29.11.2020
明集中缩孔 暗集中缩孔
分散缩孔
缩松
２）、缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔，称为缩松。
分宏观缩松和显微松。
形成原因：由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足，
或者因合金呈糊状凝固，被树枝状晶体分隔的小液体区难
15 29.11.2020
A
T0-T1 均处于塑 性状态
B
C
T1-T2
Ⅱ处于弹性状态， Ⅰ处于 塑性状态
D
T2-T3 Ⅰ、Ⅱ均处 于弹性状态 16
29.11.2020
冷至室温（ T3）时，杆Ⅰ受拉，杆Ⅱ受压。 判断应力方向的规律：
最后冷却收缩的部分受拉伸应力，先冷却收缩的部位受压应力。 因此铸件的厚壁或心部受拉，薄壁或表层受压。
缩减的现象称为收缩。
1、收缩的实质：按空穴理论，随着温度的下降合金中空穴的数量 少，原子间距缩短，使其体积和尺寸缩小。
液态收缩ε液：T浇~T液的收缩，T浇越大， ε液则越大 ２、收缩的分类 凝固收缩ε凝：T液~T固的收缩，结晶间隔越大,ε凝则越大
固态收缩ε固:T固~室温的收缩,与合金的线膨胀系数有关。
螺旋形试样
4 29.11.2020
1)、合金流动性的测定：用“螺旋形
试样”的长度来衡量。在相同浇注
条件下，试样愈长，流动性愈好。
2)、影响合金流动性的因素：主要是
合金的化学成分。液相线与固相线
间的距离（T液－T固）称为结晶间隔。
Fe-C合金流动性与含碳量关系
结晶间隔越大流动性越差，反之越好，因此共晶成分合金流动性
二、铸造的特点：
１、能制成形状复杂，特别是具 有复杂内腔的毛坯；
２、铸件重量及所用合金几乎不 受限制；
３、铸件的切削加工余量较小、 成本低。因此，得到了广泛的 应用。
但是：
1、抗拉强度和冲击韧性不如锻、 焊件。
2、工艺复杂，故废品率高。
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第一节 液态合金的充型
一、充型概念：液态合金填充铸 型的过程，简称充型。液态合金 充满铸型型腔，获得形状完整、 轮廓清晰铸件的能力，称为液态 合金的充型能力。 二、充型能力的影响因素： １、合金的流动性（常用螺旋形 试样长度来衡量）：流动性愈好， 充型能力愈好，愈便于浇铸出轮 廓清晰、薄而复杂的铸件。
第二篇 铸造 铸 件
GM-KD5025数控龙门磨床床身 （41T）
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第一章 铸造的工艺基础 一、铸造：将液态合金浇注 到与零件的形状、尺寸相适 应的铸型空腔中，待其冷却 凝固，以获得毛坯或零件的 生产方法，叫做铸造。
金属熔化
液态金属浇入铸型
落砂清理后成为铸件
2
29.11.2020
以得到补缩所致。
逐层凝固合金易产生缩孔（如纯金属、共晶合金），糊状
凝固合金易产生缩松，（如锡青铜）。
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２、缩孔和缩松的防止： １）、适当地降低浇注温度和浇注速度。 ２）、采用顺序凝固、冒口补缩(顺序凝固原则)。 ３）、按冷铁、采用金属型。 缩孔部位的确定：常用“凝固等温线法”、“内切圆法”10。
最好.(图2-3）。
２、浇注条件(浇注温度和充型压力）：浇注温度越高，充型压力
越大则充型能力越好。
３、铸型填充条件（铸型的蓄热能力，铸型温度和铸型中的气
体）：铸型的蓄热能力低，铸型温度较高，铸型排气能力较好时
则充型能力较好。
由于充型能力低而引起的缺陷有：冷隔、浇不足。
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第二节 铸件的凝固与收缩
12 29.11.2020
⑶气孔: 是指液态金属中溶解的气体或反应生成的 气体在结晶时未逸出而存留于铸锭(件)中的气泡.铸 锭中的封闭的气孔可在热加工时焊合，张开的气 孔需要切除。铸件中出现气 孔则只能报废。
铸件中的气孔
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第三节 铸造内应力 变形和裂纹
内力：构件内部相互作用并达平衡的力。 与内应力、变形、裂纹相关的是固态收缩。 一、内应力的形成：因固态收缩受阻。 按内应力产生的原因分为：机械应力、热应力。 １、机械应力（受机械阻碍而形成的） 原因：铸件固态收缩时，受到铸型或型芯等的机械阻碍
而产生的内应力。机械应力 使铸件产生拉伸或剪切应力， 并且是暂时的，在铸件落砂 之后，这种应力便可自行消 失。
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２、热应力：由于同一构件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。 １）、热应力的形成 再结晶温度（t临）：产生了加工硬化的工件，在加热 至某一温度后能发生再结晶现象，此温度叫再结晶温 度。高于再结晶温度时，材料处于塑性状态，低于再 结晶温度时材料处于弹性状态。
一、铸件的凝固 逐层凝固（充型能力好，便于补缩）
１、凝固方式 糊状凝固(易形成缩孔、难以获得结晶紧实的铸件） 中间凝固（介于上两者间）
铸件的凝固方式
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合金的结晶温度范围
２、影响凝固方式的主要因素
合金性质
铸件的温度梯度 铸型的蓄热能力
浇注温度
二、铸造合金的收缩
铸造合金在浇注、凝固、直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸
三、铸件中的缩孔与缩松： １、缩孔和缩松的形成： 液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得 不到补足，则在铸件最后凝固部位形成一些孔洞，按孔洞的大小和 分布，分为缩孔和缩松。 1）、缩孔：集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞。 特征：多呈倒圆锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件内层，有时暴 露于表面。
由上可知：由于内应力的存在，就等于铸件在未承受载荷之前， 自身就已承受了应力载荷，因而使铸件的实际承载能力降低，同时 应力过大时，会导致变形、开裂而报废。
壁厚差 ２）、热应力的影响因素 线收缩率
弹性模量
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３）、预防措施： Ａ、设计壁厚均匀的铸件； Ｂ、选用线收缩率小的合金； Ｃ、在工艺上采取措施，控制铸件厚处和薄处同时冷却 （同时凝固原则）； Ｄ、对已存在应力铸件进行低温去应力退火。
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缩孔
缩
松
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⑵偏析：合金中各部分化 学成分不均匀的现象称为 偏析。铸锭(件)在结晶时, 由于各部位结晶先后顺序 不同，合金中的低熔点元 素偏聚于最终结晶区，造 成宏观上的成分不均匀， 称宏观偏析。适当控制浇 注温度和结晶速度可减轻 宏观偏析。
硫在钢锭中偏析的模拟结果
影响因素：
缩孔的形成
Ａ、ε液、ε凝的大小；Ｂ、浇注温度的高低；Ｃ、铸件厚度。
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明集中缩孔 暗集中缩孔
分散缩孔
缩松
２）、缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔，称为缩松。
分宏观缩松和显微松。
形成原因：由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足，
或者因合金呈糊状凝固，被树枝状晶体分隔的小液体区难
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A
T0-T1 均处于塑 性状态
B
C
T1-T2
Ⅱ处于弹性状态， Ⅰ处于 塑性状态
D
T2-T3 Ⅰ、Ⅱ均处 于弹性状态 16
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冷至室温（ T3）时，杆Ⅰ受拉，杆Ⅱ受压。 判断应力方向的规律：
最后冷却收缩的部分受拉伸应力，先冷却收缩的部位受压应力。 因此铸件的厚壁或心部受拉，薄壁或表层受压。
缩减的现象称为收缩。
1、收缩的实质：按空穴理论，随着温度的下降合金中空穴的数量 少，原子间距缩短，使其体积和尺寸缩小。
液态收缩ε液：T浇~T液的收缩，T浇越大， ε液则越大 ２、收缩的分类 凝固收缩ε凝：T液~T固的收缩，结晶间隔越大,ε凝则越大
固态收缩ε固:T固~室温的收缩,与合金的线膨胀系数有关。
螺旋形试样
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1)、合金流动性的测定：用“螺旋形
试样”的长度来衡量。在相同浇注
条件下，试样愈长，流动性愈好。
2)、影响合金流动性的因素：主要是
合金的化学成分。液相线与固相线
间的距离（T液－T固）称为结晶间隔。
Fe-C合金流动性与含碳量关系
结晶间隔越大流动性越差，反之越好，因此共晶成分合金流动性
二、铸造的特点：
１、能制成形状复杂，特别是具 有复杂内腔的毛坯；
２、铸件重量及所用合金几乎不 受限制；
３、铸件的切削加工余量较小、 成本低。因此，得到了广泛的 应用。
但是：
1、抗拉强度和冲击韧性不如锻、 焊件。
2、工艺复杂，故废品率高。
3 29.11.2020
第一节 液态合金的充型
一、充型概念：液态合金填充铸 型的过程，简称充型。液态合金 充满铸型型腔，获得形状完整、 轮廓清晰铸件的能力，称为液态 合金的充型能力。 二、充型能力的影响因素： １、合金的流动性（常用螺旋形 试样长度来衡量）：流动性愈好， 充型能力愈好，愈便于浇铸出轮 廓清晰、薄而复杂的铸件。
第二篇 铸造 铸 件
GM-KD5025数控龙门磨床床身 （41T）
1 29.11.2020
第一章 铸造的工艺基础 一、铸造：将液态合金浇注 到与零件的形状、尺寸相适 应的铸型空腔中，待其冷却 凝固，以获得毛坯或零件的 生产方法，叫做铸造。
金属熔化
液态金属浇入铸型
落砂清理后成为铸件
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以得到补缩所致。
逐层凝固合金易产生缩孔（如纯金属、共晶合金），糊状
凝固合金易产生缩松，（如锡青铜）。
9 29.11.2020
２、缩孔和缩松的防止： １）、适当地降低浇注温度和浇注速度。 ２）、采用顺序凝固、冒口补缩(顺序凝固原则)。 ３）、按冷铁、采用金属型。 缩孔部位的确定：常用“凝固等温线法”、“内切圆法”10。
最好.(图2-3）。
２、浇注条件(浇注温度和充型压力）：浇注温度越高，充型压力
越大则充型能力越好。
３、铸型填充条件（铸型的蓄热能力，铸型温度和铸型中的气
体）：铸型的蓄热能力低，铸型温度较高，铸型排气能力较好时
则充型能力较好。
由于充型能力低而引起的缺陷有：冷隔、浇不足。
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第二节 铸件的凝固与收缩
12 29.11.2020
⑶气孔: 是指液态金属中溶解的气体或反应生成的 气体在结晶时未逸出而存留于铸锭(件)中的气泡.铸 锭中的封闭的气孔可在热加工时焊合，张开的气 孔需要切除。铸件中出现气 孔则只能报废。
铸件中的气孔
13 29.11.2020
第三节 铸造内应力 变形和裂纹
内力：构件内部相互作用并达平衡的力。 与内应力、变形、裂纹相关的是固态收缩。 一、内应力的形成：因固态收缩受阻。 按内应力产生的原因分为：机械应力、热应力。 １、机械应力（受机械阻碍而形成的） 原因：铸件固态收缩时，受到铸型或型芯等的机械阻碍
而产生的内应力。机械应力 使铸件产生拉伸或剪切应力， 并且是暂时的，在铸件落砂 之后，这种应力便可自行消 失。
14 29.11.2020
２、热应力：由于同一构件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。 １）、热应力的形成 再结晶温度（t临）：产生了加工硬化的工件，在加热 至某一温度后能发生再结晶现象，此温度叫再结晶温 度。高于再结晶温度时，材料处于塑性状态，低于再 结晶温度时材料处于弹性状态。
一、铸件的凝固 逐层凝固（充型能力好，便于补缩）
１、凝固方式 糊状凝固(易形成缩孔、难以获得结晶紧实的铸件） 中间凝固（介于上两者间）
铸件的凝固方式
6 29.11.2020
合金的结晶温度范围
２、影响凝固方式的主要因素
合金性质
铸件的温度梯度 铸型的蓄热能力
浇注温度
二、铸造合金的收缩
铸造合金在浇注、凝固、直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸