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金属工艺学
第二篇 铸造
合金在铸造时的难易程度称为液态合金的铸造性能
熔化时：不易氧化、吸气 浇注时：易充满型腔 凝固时：不易产生缩孔，化学成分均匀 冷却时：不易变形、开裂
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
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金属工艺学
第二篇 铸造
充型：液态合金填充铸型的过程，简称充型。 充型能力：
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 浇注条件 铸型填充条件
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金属工艺学
第二篇 铸造
合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。
凝固等温线法 内切圆法 计算机凝固模拟法
第二篇 铸造
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金属工艺学
第二篇 铸造
措施： 控制浇注温度： T浇↑，流动性↑，but收缩↑，缩孔↑ 设置冒口，实行顺序凝固
薄壁→厚壁→冒口、冷铁（缩孔） 完好铸件。
冒口
金属工艺学 解决缩孔的方法演示： 冒口和冷铁
第二篇 铸造
热节
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
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金属工艺学
第二篇 铸造
收缩的概念
定义：
铸件从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸 缩减的现象。
合金的收缩经历三个阶段：
T浇
T始晶
T全晶
T室
液态收缩 凝固收缩 固态收缩
缩孔、缩松 内应力、变形、裂纹
金属工艺学
化学成分 化学成分不同，C存在形式不同。
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金属工艺学
第二篇 铸造
1、型砂铸造(sand casting) 2、特种铸造
特点：铸件性能较好，精度低，效率高
➢熔模铸造(investment casting) ➢消失模铸造 ➢金属型铸造(permanent mold casting) ➢压力铸造(die casting) ➢离心铸造(centrifugal casting)
1. 金属液态成形工艺过程比较复杂，一些工艺过程还难 以控制；
2. 产品质量不够稳定。液态成形零件缺陷较多，易出现 缩孔、缩松、气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷；
3. 产品的力学性能不是很高。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。
4. 劳动条件差，三高两弯。
浇不足
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金影属响工流艺动学性的因素
第二篇 铸造
化学成分：C、Si含量↑；流动性↑
成分
Why？→ 共晶成分：恒温下结晶，流动性↑； 其它成分：两相区内结晶，流动性↓.
含C量：远离4.3%，流动性↓.
合金元素：Si、 Mn、
S、
P
↑流 ↓流去S—MnS—↓流 ↑熔点↑流
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➢ 应用广泛：在机器设备中铸件所占比例很大。
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金属工艺学
两箱造型
分模面
第二篇 铸造
零件
木模
砂箱
金属工艺学第二篇 铸造 Nhomakorabea型砂
铸
铸
模型
型
落
零
造
件
工
图
艺
熔化 浇注
合 冷却 箱 凝固
砂 、 清
检 验
铸 件
图
芯盒
型
理
芯砂
芯
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金属工艺学
第二篇 铸造
铸造的优点：
1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
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金属工艺学
第二篇 铸造
工艺条件 凡↑流动阻力，↓V流、↑V冷→流动性↓
1.铸型条件：
➢ 表面粗糙度：表面粗糙度↑， ↑流动阻力→流动性↓ ➢ 散热条件V冷不同： 导热率↑→流动性↓（金属、砂型
铸造） ➢ 铸型中气体： 气体↑， ↑流动阻力→流动性↓
产生原因： 型腔中气体受热膨胀
型腔中水分汽化 其它有机物燃烧
冷铁
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金属工艺学
第二篇 铸造
缩松┅分散细小的孔洞
形成：糊状凝固（发生在最后凝固区） 原因：凝固收缩
特点：糊状凝固（凝固区域宽的合金）易产生缩 松， 凝固区域↑，缩松↑
浇口杯 出气口
通常用螺旋试样来测试 合金流动性的优、劣。将合 金液浇入铸型中，冷凝后测 出充满型腔的试样长度。浇 出的试样越长，合金的流动 性越好。
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金属工艺学
第二篇 铸造
合金的流动性好
但 是
散热伴随结晶现象 铸型对金属液的阻力 型腔中气体的作用
➢ 形成轮廓清晰的薄壁复杂件 ➢ 易于夹杂、气体上浮 ➢ 易于补缩
C、Si↑,石墨析出量↑→收缩↓
第二篇 铸造
工艺条件 • 浇注温度 • 铸件结构和铸型条件
Why?
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金属工艺学
第二篇 铸造
缩孔┅大而集中的孔洞
形成：逐层凝固 原因：液态收缩和凝固收缩 特点：逐层凝固易产生缩孔→最后凝固区（热节）
液态收缩↑，凝固收缩↑→缩孔↑
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金属工艺学
（1）合金种类不受限制； 2．适应性强：（2）铸件大小几乎不受限制。
（3）生产批量不受限制 3．成本低：（1）材料来源广；
（2）废品可重熔； （3）设备投资低。
飞机叶轮
4．对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，液态成形是制 造其毛坯或零件的唯一成型工艺。
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金属工艺学
第二篇 铸造
铸造的缺点：
度，内浇口截面积） ✓ 制定合理的浇注工艺（高温出炉，低温浇注）
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金属工艺学
第二篇 铸造
铸件的凝固过程：液相区、凝固区、固相区。 对铸件质量影响较大是液相和固相并存的凝固区的宽窄。
一、铸件的凝固方式
abc
温度 温度
逐层凝固 中间凝固 糊状凝固
液相线
S
液相线 固相线
成分
固
表层
液
中心
金属工艺学
第二篇 铸造
第二篇 铸造
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金属工艺学
第二篇 铸造
铸造(Casting)：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相 适 应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得一定形状、尺 寸毛坯或零件的生产方法，称为铸造。 ➢ 历史悠久(4000年以上)
➢ 水平高超：永乐大钟（46.5t，23万字，含金18.6Kg，含 银38Kg）
气体反压力
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金属工艺学
高温出炉，低温浇注
第二篇 铸造
浇注温度 陷↑
T↑,t液↑ →流动性↑，but收缩↑，缺
直浇口高度 高度↑，静压力↑ →流动性↑
铸件壁 ↓，V冷↑,t流动性↓ →浇不足、冷隔→规定 最小壁厚
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金属工艺学
第二篇 铸造
✓ 合理选择化学成分（共晶成分） ✓ 制定合理的熔炼工艺（↑T熔） ✓ 制定合理的造型工艺（排气，烘干，↑直浇口高