– 缩松 分散在铸件某区域内的细小孔洞， 称为缩松
顺序凝固原则（定向凝固）
• 所谓顺序凝固，就是在铸件上可能出现 缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措 施，使铸件上远离冒口的部位先凝固， 尔后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒 口本身的凝固。
• 实现顺序凝固的措施。合理设计冒口和 安放冷铁。
铸件上可能产生缩孔或缩松的部位
织缺陷多，力学性能低。
液态合金的充型
• 液态合金填充铸型的过程，简称充型。 • 充型能力 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。 • 影响充型能力的因素
1、合金的流动性 2、浇注条件 3、铸型填充能力
充型能力不强，则易产生浇不足、冷隔等。
合金的充型能力之一
•时效处理：有内应力的铸件在加工前置于 露天半年以上，或550~650ºC去应力退火。
铸件的裂纹与防止
• 热裂 热裂是铸件在高温下产生的裂纹。 其形状特征是：裂纹短，缝隙宽，形状 曲折，缝内呈氧化色。
– 合金性质 铸造合金的结晶特点和化学成分 对热裂的产生均有明显的影响
– 铸型阻力 铸型(包括型芯)的退让性对热力 的形成有重要影响。
同时凝固原则
• 尽量减少铸件各处的温度差，使铸件不 同壁厚各处在同一时间内凝固。
• 浇口开在薄壁处，在厚壁处安放冷铁， 力求使铸件各处同时冷却。
•同时凝固原则与顺序凝固原则对比
铸件的变形
• 铸件冷却到室温后，热应力保留在铸件中 •
•残余应力
•薄壁处受压力，厚壁处受拉力
•变形
防止变形的措施
• 设计铸件时尽可能壁厚均匀，形状对称。 • 采取同时凝固。 • 设计“反变形”量。
12~ 4.2 5.4~6.3
12.9
灰–口凝固收缩 铸–铁固态3收.50缩 1400 3.5
6.9~ 0.1 3.3~4.2
7.8
铸件中的缩孔与缩松
• 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 的容积的得不到补足，则在铸件最后凝 固的部位形成一些孔洞
– 缩孔 它是集中在Βιβλιοθήκη 件上部或最后凝固的 部位容积较大的孔洞
合金的流动性
• 合金的流动性是指熔融合金的流动能力。
– 流动性好，充型能力强，便于浇注出轮廓清 晰、薄而复杂的铸件。
• 合金的流动性与合金的化学成份有关。
Fe-C合金的流动性与状态图的关系
• 在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分和金属间化 合物的地方出现最大值，而最大结晶温度范围附近出现 最小值。
Lesson 1 铸造工艺基础
• 液态合金的充型 • 铸件的凝固收缩 • 铸造内应力，变形和裂纹 • 铸件中的气孔 • 铸件的质量控制
铸造的特点
• 可以生产出形状复杂的零件，特别是具 有复杂内腔的零件。
• 适应性广。 • 成本低。 • 铸件的尺寸和形状与零件非常接近。可
以减少切削加工量。 • 缺点：工序多，质量不易控制，内部组
铸造合金的收缩
合金 含碳量 浇注 液态 凝固 固态 总收缩
• 种铸类造（合%金）从浇温度注，收凝缩固直收到缩至冷收却缩到（室%）
铸温造的过程中，其体积或尺寸缩减的现象， 碳称钢为收0.缩35 。收161缩0 是铸1.6件产生3 缩孔7、.8 缩松12.、46
白裂口纹、变形的根源。
铸–铁液态3收.00缩 1400 2.4
温度
固
液
表层
中心
铸件的凝固方式之三
• 中间凝固
温度
– 大多数合金属 于这种方式。
固
凝固方式与铸件质量的关系：
逐层凝固有利于充型，可防 止缩孔和缩松。
表层
液 中心
影响铸件凝固方式的因素
• 合金的结晶温度
– 结晶温度范围越小，糊状凝固区越小。
• 铸件的温度梯度
温度梯度越大，糊状凝固区越小。 – 合金的性质 – 铸型的蓄热能力 – 浇注温度
铸件中的偏析
• 铸件内部化学成份不均匀的现象，称为 偏析。
偏析类型 1、晶内偏析 结晶温度宽的合金易产生晶内偏析 2、区域偏析 合金中各成份因熔点的不同，引起 不同时凝固。
常见的铸造缺陷（JB302-62简化）
类别
孔 眼
裂 纹
名称 气孔 缩孔 缩松 渣眼 砂眼 铁豆 热裂
冷裂
类别
形 状、 尺 寸 和 重 量 不 合 格
名称 类别
名称
多肉
浇不足
表面 缺陷
落砂
粘砂 夹砂 冷隔
抬箱 成份 化学成份不合格
错箱 偏芯 变形
组织 金相不合格
和性
偏析
能不 过硬（白口） 合格
物理、机械性能
不合格
铸造合金的分类
• 铸钢 • 铸铁
– 灰口铸铁 – 白口铸铁 – 可锻铸铁 – 球墨铸铁
• 铸造铝合金 • 铸造铜合金 •…
灰口铸铁的特性
• 冷裂 冷裂是在低温下行成的裂纹。其形 状特征是:裂纹细小，呈连续直线状，有 时缝内呈轻微氧化色。
铸件中的气孔
气孔的来源
1、侵入气孔
侵入气孔是由于砂型表面层聚集的气体侵入金 属液中而形成的。
2、析出气孔
溶解于金属液中的气体在冷凝过程中，因气体 溶解度下降而析出，在铸件中形成的气孔。
3、反应气孔
浇入铸型中的金属液与铸型材料、型芯撑、冷 铁或熔渣之间，因化学反应产生气体而形成 的气孔。
• 力学性能较低。 • 良好的铸造性能。 • 良好的切削加工性。 • 减振性。 • 耐磨性 • 缺口敏感低。
流动动性的测定
• 流动性实验
合金的充型能力之二
浇注条件
• 浇注温度
– 浇注温度越高，充型能力越好。但温度过高。 会出现其他铸造缺陷。
• 充型压力
– 压力越大，充型能力越好。
合金的充型能力之三
铸型填充条件
• 铸型的蓄热能力
– 散热越快的铸型，充型能力越差。
• 铸型温度
– 金属型铸造和熔模铸造时，铸型温度越高， 充型能力越好。
凝固等温线法
内切圆法
•等 温 线 未 画 到的部位
•内切圆大的部位可能产生缩 孔或缩松
铸造内应力
内应力的形成 • 热应力 它是由于铸件的壁厚不均匀，
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。薄 壁处受压应力，厚壁处受拉应力。
•机械应力 它是合金的线收缩受到铸型或型 芯机械阻碍而形成的内应力。
• 铸型中气体
– 铸型中的气体压力增大，液态合金的流动困 难，充型能力差。
铸件的凝固方式之一
• 逐层凝固
– 纯金属和共晶 成份的合金， 结晶温度是一 固定值。凝固 过程由表面向 中心逐步进行
温度
固 表层
液 中心
铸件的凝固方式之二
• 糊状凝固
– 结晶温度范围 很宽的合金， 从铸件的表面 至心部都是固 液两相混存。