1、合金成分的影响 纯金属和共晶成分合金的流动性最好。 合金的结晶间隔愈宽，其流动性愈差。铸铁中的
硅和磷能提高流动性，而硫和锰多以MnS的形式悬 浮在铁水中，阻碍着铁水的流动，使它的流动性变 差。 2、浇注条件的影响
温度,压力,充型速度。 3、铸型条件对流动性的影响
阻力,导热性,透气和排气。 4、铸件的凝固方式对合金的流动性影响较大
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铸 件 发 动 机 机 体
铸 造 生 产
装 置
8.1.1 铸造的特点
铸造生产的优点： 1、适用范围广。铸件的外形尺寸和重量几乎不受
限制（大到几百吨,小到几克重）。 2、铸造材料广泛。 3、铸件尺寸精度高。 4、生产成本低。 铸造生产的缺点： 1、工序多、工艺过程控制较难、劳动强度大。 2、工艺过程控制较难，铸件质量不稳定。
• 概念:铸造性能是指合金铸造成形获得优质 铸件的能力。
• 合金的铸造性能指标:流动性、收缩性、氧 化性、偏析和吸气性等
8.2.1 合金的流动性和充型能力
• 合金的流动性是指熔融合金的流动能力， 浇注时液态金属填充铸型的能力。它与合 金种类、结晶特点、粘度等有关。流动性 好，充型能力强，可以得到形状复杂、轮 廓清晰铸件，缺陷少、补缩好；流动性差， 易于产生浇不足、冷隔。良好的流动性是 获得优质铸件的基本条件。
8.2.2 合金的收缩
金属由液态向固态的冷却过程中， 其体 积和尺寸减小的现象称为收缩。 三个收缩 阶段: 液态收缩,凝固收缩,固态收缩。在常 用的合金中，铸钢的收缩最大，灰铸铁的 最小。影响收缩的因素 ：化学成分、浇注 温度、铸件结构和铸型条件等。
合金的收缩对铸件质量有着不利影响。 导致铸件产生缩孔和缩松，铸造内应力、 变形和裂纹等缺陷。
温度）之间的收缩。
• （3）固态收缩
• 是指合金从凝固终止温度冷却到室温之间的收缩， 这是处于固态下的收缩。
2、铸件缩孔、缩松
（1）缩孔： 液体金属浇注到铸型中后，经过液态收缩和凝
固收缩，体积会缩减。若其收缩得不到液体金属的及时补充， 则在铸件最后凝固部位形成孔洞，这种孔洞称为缩孔。形成
过程见图8-4：a.金属液充满型腔、b.形成硬壳、c.液 面下降、d.继续下降、e.形成缩孔。
第8章
铸造
本章任务： 1、掌握铸造工艺过程； 2、掌握铸造缺陷和预防措施； 3、熟悉铸造特点和铸造方法； 4、了解铸造原理和先进铸造方法。
8.1 概述
铸造是金属材料液态成形的一 种重要工艺方法，即将熔融金属浇 注、压射或吸入铸型型腔，冷却、 凝固后使之成为具有一定形状和性 能的铸件产品。
浇铸车间
8.1.2 铸件的凝固
• 铸造过程实际上是金属材料从固态→液态 →固态的转变过程。铸件的质量和机械性
能主要取决于柱状晶和等轴晶的比例。铸 件中柱状晶和等轴晶的比例一主面取决于 合金的成分，另一方面取决于铸件的凝固 方式。铸件的凝固一般存在固相区、凝固 区和液相区3个区域，根据凝固区宽度不同， 铸件的凝固方式可分为逐层凝固、糊状凝 固和中间凝固三种形式。
• 1、合金的收缩
• 合金的收缩分三个阶段（Ⅰ）液态收、（Ⅱ）凝固收缩、 （Ⅲ）固态收缩。
图8-3铸造合金的收缩
• 任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷 却到常温都要经历三个互相联系的收缩阶段。
• （1）液态收缩
• 是指液态金属由浇注温度冷却到凝固开始温度 （液相线温度）间的收缩。
• （2）凝固收缩 • 是指从凝固开始温度到凝固结束温度（固相线
浇口
a）
b）
c）
d）
e）
图 8-4 缩孔形成示意图
（2）缩松
缩松是分散在铸件最后凝固部位的细小缩孔。形成原因：
由于结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，先析出的枝晶把液体 分隔开，使其收缩难以得到补充所致。形成过程如下图。
缩
松
凝
固
同ห้องสมุดไป่ตู้
前
时
沿
凝
固
区
a)
b)
c)
图 8-5 缩松形成示意图
（3）缩孔、缩松的防止
1、逐层凝固
纯金属或共晶成分合金凝固过程中不存在液、 固并存现象，液固界限清楚分开，称为逐层 凝固。
2、糊状凝固
合金的结晶温度范围很宽，温度分布较平坦 (内外温度较小)，整个断面内均为液固并存， 先呈糊状而后固化，称为糊状凝固。
3、中间凝固
界于逐层凝固和湖状凝固之间
图8—1 铸件的凝固方式
8.2 合金的铸造性能
• （2）机械应力：机械应力是当铸件收缩时， 受到铸型、型芯或浇冒口等机械阻碍而产 生的应力。机械应力一般为拉应力，落砂 后阻碍消除，应力自行消失。
8-7 同时凝固示意图
3 、铸造应力、变形与裂纹
• 铸件凝固之后继续冷却时产生的应力，其 中部分一直保留到室温，成为残余内应力， 称为铸造内应力。
• 铸造应力主要包括热应力和机械应力。这 两种应力如果得不到及时消除，铸件在应 力作用下容易产生变形，甚至产生开裂。
• （1）热应力： 由于形状复杂，厚薄不均， 各部分的冷却速度不同，以至在同一时刻， 铸件各部位收缩不一致而引起的内应力称 为热应力。
浇注温度和浇注速度、浇注系统对铸件的收缩有影 响。快浇有利于“顺序凝固”。慢浇有利于“同时凝固”。 应该指出，两种方式在凝固上虽然是对立的，但在某个具 体铸件上以可以将两者结合应用。
•生产中常用的冷铁材料有铸铁、铝合金、石墨 和铜合金等 。 •可以制作冷铁的材料很多，凡是比砂型材料的 热导率、蓄热系数大的金属和非金属材料均可选 用。
①顺序凝固 防止缩孔的具体措施是采取顺序凝
固原则。所谓顺序凝固，就是采取一定的工艺措施 （如加放冒口、冷铁），保证铸件结构上各部分按照 远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口的部分， 最后才是冒口本身凝固的次序进行。
浇注系统
冒口
图—冒口补缩示意图
冷铁
a）
b）
c）
顺序凝固可使铸件各部位的收缩均得到金属液补缩， 而缩孔则移至冒口，最后将冒口切除，见图8-6所示。
图8-6 顺序凝固示意图
②同时凝固
同时凝固就是使铸件的各部位几乎同时冷却凝固， 以防止缩口产生。例如：在铸件比较厚的部位或紧靠厚的 部位处的铸型上安放冷铁，如图8-7所示。同时凝固可减 轻铸件热应力，防止铸件变形和开裂，但是容易在铸件心 部出现缩松。同时凝固仅适用于收缩小的合金铸件，如碳、 硅含量较高的灰口铸铁件。