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材料成型技术 铸造 绪论

只有金属才可以铸造吗?
它适用于各种合金(如铸铁、铸钢和有 色金属等),能制出外形和内腔很复杂的 零件,铸件的尺寸、重量和生产批量都 不受限制。
材料能熔便可铸,尺寸形状复杂件
所用原材料来源广,设备投资少, 节省工时,材料利用率高。铸件材质内 在质量得到提高,一些现代铸造方法生 产出来的铸件质量已接近锻件。
金属范虽可以重复使用,但不适用铸造小巧玲珑的东西。 对此,我国古代人民还发明了熔模铸造,传统的熔模铸 造一般称为失蜡(碏)、出蜡(碏) 、拔碏,它虽然在 所用碏料、制模、造型材料,工艺方法等方面都与现代 熔模铸造有别,但,现代熔模铸造却与它胎生于一个原 理之中。
新的铸造技术,可举出下述几个方面
(1)向轻量化挑战,超微细化和超薄壁化。很多采用砂型铸件,
4. 铁器时代 决定战争成败,汉武时代的精钢
公元前4世纪以前的春秋战国时期出现了铁器,铸铁 的生产比欧洲约早一千多年
绪论
5. 钢铁新时代
十八世纪前人们对材料的认识是非理性的,只 停留在工匠和艺人的水平上 。而其后西欧和俄国 工业迅速发展,钢铁需求急剧增加,推动发展出 一门新学科—金属学。人们才开始理性的认识材 料。
在于砂子有适当的耐火性、砂型有使瓦斯通过的通气性、价格便宜、 可反复利用,砂型毕竟是原始的,但依然是铸造法的主流。通常砂 型的铸造技术,在砂粒空隙(0.1mm)以下是不行。历来代表小型 铸件是加牙齿的齿套。中川公司等利用精铸技术试制成音盘,使声 音可以再生。野口公司制作出如蚂蚁大小的铸件,用0.7微米的铝氧 粉造型用离心铸造,蚂蚁的义眼模样也可以再生出来。这方面铸造 的开展会引起新的需求。薄壁化是以压铸为中心而发展起来的,是 利用高压的压铸法。例如平均为1.0mm以下音频箱壳就是用1200吨 压铸机高速铸造法制造出来的。这种薄壁化的进展会加速铸件取代 板金件。在压铸中有效地利用芯子,从而由于中空而达到轻量化的 目的。例如增压器的叶轮过去都用重力铸造法生产的,在压铸法上 用可旋转的金属芯子的方法开发出中空的叶轮。用压铸法代替重力 铸造提高了效益。
1 . 旧石器时代
问题:现在还在用那个时代 的技术吗?火的定义?
古猿到原始人的漫长进化过程。原料:石头、木头和石英石。
2. 新石器时代
原始社会末期开始用火烧制陶器。 现存的都是无价之宝
3. 青铜器时代
术士、炼丹、夏商周 断代工程,青铜强度
夏(公元前2140年始)以前就开始了 不高,越王勾践剑是
无价之宝
将原材料制成零件的毛坯,将毛坯加工成机 械零件,再将零件装配成机器的整个过程。
毛坯制造
机械加工
装配调试
(铸造,锻 造,焊接, 冲压等)
(车,铣, 刨,磨,钻, 镗等)
(组装, 部装,总 装)
为改善加工性和提高材质的力学性 能,通常要进行热处理
机械的制造过程
液态成形(铸造) 塑性成形(压力加工)
连接成形(焊接)
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
中国铸造技术的发展
溯源古老的铸造技术,我国是世界上最早的发 源地之一。在我国语言词汇发展史上,早就有 “模范”、“陶冶”、“熔铸”、“就范” 、 “铜浇铁铸”、“铸造辉煌”、“金色盾牌, 热血铸就”、“寿与金”
铸造优点
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
铸造的缺点
工艺过程比较复杂,一些工艺 过程难以控制
液态成形零件内部组织的均匀性、 致密性一般较差
6. 二十世纪以来的现代
支撑人类文明大厦的四大支柱技术: 材料科学与技术、生物科学与技术 能源科学与技术、信息科学与技术
二十世纪五、六十年代钢铁基本达到鼎盛时期,其它新 材料快速发展.有机合成材料、复合材料,陶瓷材料,功能材 料等等。出现了很多新学科。
机械制造概述
机械制造:
生产准备
(市场调 查,购买 原材料)
在各种制造工艺之中,我国劳动人民创造了 具有很高技术价值和民族色彩的铸造技术。 其中,特别是泥范、铁范和熔模铸造最为突 出,被称为古代三大铸造技术。
中国古代铸造技术三大发明
陶范 失蜡铸造 铁范
铸造要诀
• “型范正,
金锡美, 工冶的成果表明,我国夏代就能熔铸青铜。最初的 铸型是使用石范,但因石料不易加工,又不耐高温,所以, 有人很快就想到用泥土做成泥范。这个改进变成了历史性的 大跳跃,以至在长达三千多年的时间内,人们都没有在它上 面跨越一步。在随着近代机器制造业兴起采用沙型铸造以前, 泥范一直是最主要的铸造方法。
毛坯 切削
装配
零件
型材 加工
形状、尺寸、性能
热处理
热加工工艺基础
热加工工艺
3.金属连接成形 2.金属塑性成形
1.金属液态成形
铸造
• Pouring Melt inMold→Solidification→Casting
• 铸造Foundry:是一种液态金属成形的方法, 即将金属加热到液态,使其具有流动性,然后 浇入到具有一定形状的型腔的铸型中,液态金 属在重力场或外力场(压力、离心力、电磁力 等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成具有型 腔形状的铸件。
到了唐宋时期,泥范技术日臻完善。通过一些巨大的 铸件,不难看出我国古代所拥有的高超铸造技艺。沧 州五代铁狮;当阳北宋铁塔、北京大钟寺明代大钟, 它们至今仍闪烁着民族智慧的光芒。这些在我国古代 技术条件下生产的铸件,即使在现代铸造技术面前, 也受到尊重。
泥范技术中的泥范,虽容易制取,但它在很长时间内, 却停留在一次性使用的水平上。显然,精心制造的 “模范”只能使用一次是很可惜的。是否能找到一种 别的方法改变这种一次性使用的状况呢?其实这个问 题早就被我国古代发明家解决了。1953年,在河北兴 隆发现了战国时期的铁范,这说明我国早在公元前四 百多年就已经发明和掌握了金属范技术。
(2)复杂形状部件的整体化;铸件一般多用于单体 物件,最近已开始向复杂形状的部件发展。例如将蜗
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