1、第一章 铸造,变速器壳体,1.1 概述,铸造：指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得零件毛坯的成形方法。,其主要工序如下图所示：,1.1 概述,齿圈,钢锭,退火罩,1.1 概述,西安秦皇陵出土的铜马车,古铜钱,古代十八般武器和编钟,1.1 概述,铸造特点：,优点：投资小、生产周期短、能制造形状复杂零件 缺点：内部组织疏松、晶粒粗大，易产生缩孔、缩松等；外部易产生粘砂、夹砂、砂眼等。,铸造分类：,按生产方法,砂型铸造,特种铸造,按合金,铸铁,镁合金铸造,铸钢,铜合金铸造,铝合金铸造,1.1 概述,各类机械工业中铸件质量所占的比率：,1.2 砂型铸造的基本工艺,砂型铸造：利用型砂作
2、铸型，将液态金属在重力下浇注到铸型中冷却凝固成型的铸造方法。,1.砂型铸造的组成及性能,组成,性能,砂,粘结剂,水,附加物,足够的强度,良好的可塑性,高的耐火性,一定的透气性,一定的退让性,造型材料,1.2 砂型铸造的基本工艺,1.2 砂型铸造的基本工艺,2.造型方法,手工造型,机器造型,整模造型,活块造型,分模造型,震实式造型,震压式造型,抛砂造型,射砂造型,造型方法,三箱造型,假箱造型,挖砂造型,一、手工造型,1.砂箱及造型工具,1.2 砂型铸造的基本工艺,整模造型,特点：模样为一整体，分型面为一平面，不会产生错型。 应用：最大截面靠一端且为一平面的铸件。如齿轮等。,2.常见手工造型方法,
3、轮罩,整模造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,分模造型,特点：模样在最大截面处分开，模样一分二，制作模样麻烦，易偏箱和错箱。 应用：最大截面在中部的铸件，常用于回转体类等铸件。如套筒、水管、阀体、箱体等。,套筒,1.2 砂型铸造的基本工艺,分模造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,活块造型,特点：阻碍起模部分和模样做成两部分。操作难度较大，生产率低。 应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。,1.2 砂型铸造的基本工艺,活块造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,挖砂造型,特点：模样为一整体，分型面为一曲面，挖去阻碍起模的型砂才能取模。造型麻烦、生产率低。 应用：适宜中小型、分型面不
4、平的铸件。,1.2 砂型铸造的基本工艺,挖砂造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,假箱造型,特点：将模型置于假箱或成型底板上，直接造出曲面，代替挖砂造型，操作较简单。 应用：用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。,1.2 砂型铸造的基本工艺,假箱造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,刮板造型,特点：刮板形状和铸件截面相同，代替模样，省去制模工序。 应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如皮带轮。,1.2 砂型铸造的基本工艺,刮板造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,三箱造型,特点：三个砂箱，中箱高度与中间模样高度相等，要特制。操作复杂，生产率低。 应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大铸件
5、,视频:实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法,1.2 砂型铸造的基本工艺,三箱造型,1.2 砂型铸造的基本工艺,二、机器造型,定义：将手工造型中的紧砂和起模实现了机械化的方法。紧砂方法：压实、震实、震压等，以震压紧砂法为主。 起模方法：顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。 特点：生产率高，精度较高；节约金属；改善了劳动条件；设备投资较大。 应用：只适用于中、小铸件成批或大量的生产。,1.2 砂型铸造的基本工艺,定义：是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。,（1）铸铁的特点,铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低。 良好的耐磨性、高的消振性、低的缺口敏感性以及优
6、良的切削加工性，铸造性能优于钢。,1.3 铸造合金,铸造合金：用于生产铸件的那一部分金属材料 常用：铸铁、铸钢、铸造有色合金,一、铸铁,（2）铸铁的分类,根据碳在铸铁组织中存在形式和石墨的形状不同，可分为：,1）白口铸铁完全按照Fe-Fe3C 相图进行结晶而得到的铸铁。其中碳全部以渗碳体形式存在，断口呈银白色。 2）灰口铸铁碳主要以片状石墨形状存在，断口为暗灰色，常见铸铁件多数是灰口铸铁。 3）球墨铸铁碳大部分或全部以球状石墨形式存在。,1.3 铸造合金,4）可锻铸铁碳大部分或全部以团状石墨形式存在，由于塑性和韧性高于灰口铸铁，名为可锻，实不可锻。 5）蠕墨铸铁碳以蠕虫状石墨形式存在，介于片状
7、和球状石墨之间。 根据铸铁的化学成分：普通铸铁合金铸铁（加入一些合金元素，如Cr、Cu、Al、B等。,1.3 铸造合金,（3）影响石墨化的因素,化学成分的影响,C、Si 强烈促进石墨化S 强烈阻碍石墨化Mn 阻碍石墨化P 微弱促进石墨化,冷却速度,冷速慢 促进石墨化。易得到灰口组织。 冷速快 抑制石墨化。原子来不急扩散，G难以进行，易白口组织。,1.3 铸造合金,1.灰铸铁,定义：指石墨呈片状分布的灰口铸铁。,（1）灰铸铁的化学成分、组织和性能,成分：WC=2.6%3.6%；WSi=1.2%3.0%；少量Mn 、S、P 等 。,组织：F + G （片）；F + P + G (片)； P + G
8、 (片)；,性能：抗压不抗拉；耐磨、消振性好；缺口敏感性低、切削加工性好等。,1.3 铸造合金,牌号：用“HT+数字”表示。“HT”表示“灰铁”，后面的数字表示最低抗拉强度。如HT150、HT250等。,用途：利用灰铸铁的减震和抗压性能，常用于制作机床底座、床身、工作台、导轨、箱体等。,动画,机床底座,1.3 铸造合金,孕育目的：促进非自发核心，获得细小均匀的石墨片，并细化基体组织等。,应用：孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造力学性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、机床床身等。,（2）灰铸铁的孕育处理,常用的孕育剂：硅铁和硅钙合金。 孕育铸铁：经孕育处理的灰铸铁。,孕育后组织：细珠光体 +
9、 细石墨片，强度、硬度。,1.3 铸造合金,2.球墨铸铁,（1）组织和性能,定义：在金属液中加入球化剂和孕育处理使G变为球状。,组织：F + G （球）； F + P + G (球)； P + G (球),性能：突出特点是屈强比（0.2/b）高。良好的抗拉强度，塑性、韧性、铸造性、可切削加工性等。可热处理化。,成分：3.84.0%C；2.02.8%Si ；0.030.05% Re,1.3 铸造合金,（2）牌号和应用,牌号：用“QT+ 数字-数字”表示。其中“QT”表示球铁的汉语拼音字头，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和最低延伸率。如QT400-18。,应用：承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传
10、动齿轮。,铸铁曲轴,1.3 铸造合金,3.可锻铸铁,（1）成分、组织和性能,成分： 2.42.8%C； 1.22.0%Si；少量 Mn、S、P等元素。 组织： F + 团絮状G ， P + 团絮状G 性能：介于灰铸铁和球铁之间，具有较高的强度，以及较好的塑性和韧性。名为可锻，实不可锻。,定义：由白口铸铁经石墨化退火获得，其石墨呈团絮状。,（2）牌号和应用,牌号：用“KT+ H、Z+三位数字+二位数字”表示，H代表“黑心可锻铸铁”，Z代表珠光体可锻铸铁，两组数字分别表示最低抗拉强度(Mpa)和最低延伸率(%)。如KTH300-06。,1.3 铸造合金,应用：用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小
11、型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。,1.3 铸造合金,4.合金铸铁（特殊性能铸铁）,（1）耐磨铸铁,常加入的合金元素为Cu、Mn、Cr、Mo等。,抗磨铸铁：在干摩擦条件下使用，要求硬度高。有:冷硬铸铁、抗磨白口铸铁。,减摩铸铁：在润滑条件下工作，要求耐磨、减摩、贮油性。有高磷铸铁、磷铜钛铸铁。,1.3 铸造合金,（2）耐热铸铁,常见元素： 加入Al、Si、Cr等元素。 应用：在高温下工作的铸铁，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等。,（3）耐蚀铸铁,常见元素： Si、Cr、Al、Mo、Cu、Ni等 应用：主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。,耐磨铸铁做的弯管
12、,耐热铸铁做的托架,1.3 铸造合金,二、铸钢,定义：具有适当的铸造性能，用于生产铸件的钢材称为（或为含碳量0.2%0.60之间）。,应用：主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件，例如机车车辆、重型机械齿轮、轴、外壳、阀体等。,轧辊,外壳,重型机械齿轮,1.3 铸造合金,1.铸钢的分类、性能与应用,分类：按化学成分可分为铸造碳钢和铸造合金钢。,（1）铸造碳钢,1）牌号：用“ZG+数字-数字”表示。ZG为铸钢的汉语拼音字头，两组数字分别表示屈服强度和抗拉强度。如ZG200-400。,2）分类,按含碳量可分为,低碳铸钢（0.25%）,中碳铸钢（0.250.45%）,高碳铸钢（0.50
13、.6%）,1.3 铸造合金,3）应用：中碳铸钢ZG230-450、ZG310-570具有良好的性能，应用最多。如铁路车辆上的摇枕、车轮及车钩、大齿轮等。,（2）铸造合金钢,定义：为改善性能（耐蚀、耐磨、耐热等）而在碳钢中添加合金元素的铸钢。,1）牌号：用“ZG+两位数字+元素符号+数字”表示，两位数字表示平均含碳量的万分数，数字表示元素含量的百分数。如ZG40Cr。,1.3 铸造合金,2）分类,按含合金元素量分,低合金铸钢（3.5%）,高合金铸钢（10%）,3）应用：主要用来制造在干摩擦条件下工作的机器零件，如挖掘机的抓斗前壁及抓斗齿、拖拉机和坦克的履带板等。,（3）铸钢的工艺特点,铸钢的综合
14、性能优于铸铁，但铸造性不如铸铁。主要原因：铸钢熔点高、流动性差、收缩性大。,（4）铸钢件的热处理,为消除铸态晶粒粗大、常出现过热组织和存在内应力。故铸钢件铸后一般要进行退火和正火。,1.3 铸造合金,牌号：,三、铸造铝合金,例如： ZL102 表示第2号铝硅铸造铝合金. ZL405表示第5号铝锌铸造铝合金.,1.3 铸造合金,1.AlSi系铸造铝合金（ZL102）,特点：铸造性、焊接性、抗蚀性好，但致密度较小。 应用：制造质量轻、形状复杂、耐蚀、但强度要求一般的结构件。如汽车发动机活塞、气缸头及油泵壳体。,活塞(裙部为铝硅合金),新宝马V10引擎的 铝硅合金气缸盖,1.3 铸造合金,2.AlC
15、u系铸造铝合金,特点：强度、耐热性好，但铸造性、耐蚀性差 。 应用：形状简单，承受载荷的零件，如内燃机缸头、活塞等。常见的牌号ZL201ZL203。,汽缸头,3.AlMg系铸造铝合金,特点：密度最小、耐蚀性最好、强度最高。铸造性较差。 应用：承受冲击载荷、耐蚀形状简单的零件。例如舰船配件、氨用泵体等。常见的有ZL301-303。,东芝,硬盘,1.3 铸造合金,4.AlZn合金( ZL401、ZL402 ),特点：强度，铸造性较好，是最便宜的一种铸造铝合金，但抗蚀性差。 应用：发动机零部件，形状复杂的仪器元件，也可用于制造日用品。,扫路刷,1.3 铸造合金,大型空压机活塞(ZL401),1.4
16、合金的铸造性能,铸造性能:合金在铸造生产中所表现出来的性能。,一、流动性,1.合金的流动性及试验方法,流动性：熔融金属本身的流动能力。试验方法：螺旋形试样法。,*铸铁的流动性,*铸钢的流动性,1.3 合金的铸造性能,2.流动性对铸件质量的影响,3.影响合金流动性的因素,（1）化学成分,改善金属 的流动性,加快凝固中液体的补缩,排除内部夹杂物和气体,形成薄壁复杂的铸件,有利于,1.3 合金的铸造性能,纯金属、共晶合金流动性好（恒温下结晶）。 亚、过共晶合金流动性差（在一定温度范围内结晶）。,（2）充型条件,（3）浇注温度,1.3 合金的铸造性能,一般，T浇，流动性，超过某一界限后，合金吸气多，氧
17、化严重，流动性。 T浇：铸钢15201620；铸铁12301450；铝合金680780。,二、合金的收缩性,1.合金的凝固,1.3 合金的铸造性能,定义：铸型中的合金从液态转变为固态的过程,凝固条件：只有当体系所处的温度低于熔点温度(液相线温度)Tm时，才能发生。,凝固过程：晶核的形成及晶体的长大。,凝固方式：逐层凝固，糊状凝固和中间凝固。,1.3 合金的铸造性能,逐层凝固：纯金属或共晶成分合金，凝固过程中液固界限清楚分开。常见有灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝等。,糊状凝固：合金结晶温度范围很宽，液固并存，先呈糊状而后固化。常见有球墨铸铁、高碳钢等合金。,中间凝固：介于逐层凝固和糊状凝固之
18、间。常见有中碳钢、高锰钢、白口铸铁等。,2.合金的收缩,定义：凝固和冷却过程中，体积和尺寸减少的现象。,分类,液态收缩：产生缩孔,凝固收缩：产生缩孔、缩松,固态收缩：产生内应力、裂纹和变形,1.3 合金的铸造性能,1.3 合金的铸造性能,体收缩率：,线收缩率：,铁碳合金的收缩率,4. 收缩性对铸件质量的影响,收缩率：尺寸愈精确、组织愈致密。 收缩率：易产生铸造缺陷。,3.影响收缩的因素,化学成分：化学成分不同，收缩率不同。在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。 浇注温度：浇注温度，收缩率。 铸件结构和铸型条件：型腔形状复杂或结构设计不合理，铸件会因收缩受阻铸造应力 裂纹。,1.3 合金的
19、铸造性能,（1）缩孔和缩松,缩孔：凝固过程中，由于补缩不良产生的孔洞 部位：铸件上部或最后凝固的部位。 特征：倒锥形，内表面不光滑。 原因：体积减小得不到液态金属的补充 条件：逐层凝固。,1.3 合金的铸造性能,5.收缩导致的铸件缺陷,缩孔 动画,缩松：铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。 部位：铸件的轴线区域、厚大部位或浇口附近 。 特征：细小的空洞。 原因：凝固区域被分割成许多孤立熔池，收缩得不到补充。 条件：糊状凝固。,1.3 合金的铸造性能,缩松 动画,防止措施：定向凝固（顺序凝固）,主要措施：安放“冒口”或“冷铁”。,定向凝固：使远离冒口部位最先凝固，而后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身
20、最后凝固。,1.3 合金的铸造性能,危害：显著降低铸件的机械性能，造成铸件渗漏等。,冒口：在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。作用是补缩、出气、集渣、观察。 冷铁：在铸型中安放的金属物或其他激冷物。,冒口、冷铁共用法,1.3 合金的铸造性能,（2）铸造应力,铸件凝固冷却过程中，若收缩受阻，则会产生铸造应力。它是铸件产生变形和裂纹的基本原因。,1.3 合金的铸造性能,1.3 合金的铸造性能,机械应力：,固态收缩时，因受到铸型、型芯等外力阻碍而产生的应力。是暂时的。与热应力同时作用时，铸件将产生裂纹。,1.3 合金的铸造性能,相变应力：,铸件冷却过程中，有的合金要经历固态相变，比容发生变化。,
21、钢的各种组织的比容,1.3 合金的铸造性能,+,-,+,-,-,+,+表示拉应力 -表示压应力,铸件产生热应力与变形的规律： 薄壁：冷得快，受压应力（凸出）； 厚壁：冷得慢，受拉应力（凹进）。,热应力产生原因：,防止和减小铸造应力的措施,尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀 同时凝固原则：心部会产生缩孔和缩松，用于灰铸铁和锡青铜。 可采用时效等方法消除。时效处理可分为自然时效和人工时效。 尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金。,1.3 合金的铸造性能,动画,（3）变形,变形：指铸件的尺寸与图样不符的现象。,规律：厚大受拉易内凹；薄外受压易外凸。,壁厚设计均匀、形状对称； 铸造工艺上用“同时凝固原
22、则”；,1.3 合金的铸造性能,框形铸件变形示意图,原因：铸造应力超过铸件材料的屈服极限时，产生变形,变形的防止与消除,分类：根据产生温度的不同，分为热裂和冷裂。,细长易变形件运用“反变形法”； 重要件人工时效（去应力退火）加自然时效。,（4）裂纹,裂纹：铸造内应力超过金属材料抗拉强度的产物。,热裂：高温下形成的裂缝。铸钢件和铝合金常见缺陷。 特征：外形形状曲折而不规则，断口呈氧化色。,1.3 合金的铸造性能,防止措施: a合理设计铸件结构； b改善铸型和型芯的退让性； c限制铸钢和铸铁中的S含量； d选用结晶温度区间小的合金。,冷裂：低温形成的裂纹。 特征：外形呈连续直线状或圆滑曲线状，断口
23、具有金属光泽,原因：出现在复杂铸件受拉应力部位，特别是应力集中处,防止措施: a减少铸造应力；b降低合金中P的含量；c去应力退火。,1.3 合金的铸造性能,1.4 铸造工艺设计,定义：依据铸件技术要求，生产批量及生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸件工艺图和铸件图等技术文件过程。,铸造工艺设计内容,1.4 铸造工艺设计,工艺方案的确定,一、绘制铸件工艺图,1.4 铸造工艺设计,1.浇注位置的选择,浇注位置选择原则：保证质量,重要的加工面应朝下，避免砂眼气孔和夹渣。,定义：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。,伞齿轮,1.4 铸造工艺设计,厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩,起重机卷筒,
24、1.4 铸造工艺设计,平板圆盘大面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。,1.4 铸造工艺设计,薄壁大面朝下或垂直，防止产生浇不足冷隔。,摩托车曲轴箱,1.4 铸造工艺设计,2.分型面的选择,选择原则：简化工艺求经济。,尽量平直数量少,且选择最大截面处，减少活块用型芯,起重臂,1.4 铸造工艺设计,分型面：铸型间相互接触的表面。,以砂芯代替活块,1.4 铸造工艺设计,绳轮采用砂芯使三箱造型变为两箱造型,电梯绳轮,1.4 铸造工艺设计,20,全部大部同一箱，保证精度利加工,管子堵头,1.4 铸造工艺设计,1.4 铸造工艺设计,举例,确定零件的分型面浇注位置,（a）,（b）,1.4 铸造工艺设计,在保障质量
25、前提下，先选浇注位置、再选分型面。 在考虑经济性和加工条件下，先选分型面，再选浇注位置。 在实际中，具体问题具体分析，抓主要矛盾，次要矛盾从工艺措施方面解决。 平做立浇。,浇注位置与分型面的关系,3.确定铸造工艺参数,加工余量,收缩率,拔模斜度,铸造圆角,型芯及型芯头,工艺参数,铸件的孔、槽,1.4 铸造工艺设计,1)加工余量,定义：指铸件上预先增加为机械加工时切去的金属层厚度。,单件、小批生产的小铸铁件的加工余量为4.55.5mm。,1.4 铸造工艺设计,加工余量必须认真选取： 余量过大，切削加工费工，且浪费金属材料； 余量过小，制品会因残留黑皮而报废。,2)铸件的孔、槽,要考虑铸出的可能性
26、、必要性和经济性。一般大孔用下芯的方式铸出，而小孔则用机加工完成。,单件、小批生产的小铸铁件上直径小于30 mm的孔一般不铸出。,1.4 铸造工艺设计,3)起模斜度,定义：指平行于起模方向的模样壁的斜度。,起模斜度,1.4 铸造工艺设计,注意：起模斜度与结构斜度的区分！,1.4 铸造工艺设计,4)铸造收缩率,定义：指铸件自高温冷却至室温时，尺寸的缩小值与铸件名义尺寸的百分比。,1.4 铸造工艺设计,5）铸造圆角,定义：指设计铸件时，在璧间的连接和拐角处，应设计处圆弧过渡，此圆弧称为铸造圆角。,凝固特性 热节、充型,作用：可避免热节形成；改善应力分布；避免砂型损坏和产生砂眼。,1.4 铸造工艺设
27、计,6）型芯头,型芯：功用是形成铸件内腔，孔洞和阻碍起模部分的外形。 芯头：指伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分，其功用是定位、支撑和排气。,1.4 铸造工艺设计,铸造工艺图绘制举例：,连接盘零件图,连接盘,1.4 铸造工艺设计,确定浇铸位置和分型面,1.4 铸造工艺设计,确定浇铸位置和分型面,1.4 铸造工艺设计,确定加工余量,1.4 铸造工艺设计,确定拔模斜度,1.4 铸造工艺设计,确定型芯,1.4 铸造工艺设计,绘制工艺图,1.4 铸造工艺设计,二、铸件结构工艺性,定义：满足使用要求前提下，铸造成形可行性和经济性。,1.铸造工艺对铸件结构设计的要求,（1）外形设计,尽量使分型面少且平,
28、总的原则：保证质量、降低成本、条件可能。,1.4 铸造工艺设计,外形力求简单、平直,1.4 铸造工艺设计,避免活块和凸台,1.4 铸造工艺设计,铸件要有结构斜度,1.4 铸造工艺设计,（2）内腔设计,尽量减少型芯,轴承支架,1.4 铸造工艺设计,有利于砂芯的固定和排气,轴承架,1.4 铸造工艺设计,增设工艺孔,1.4 铸造工艺设计,2. 铸造性能对铸件结构的要求,（1）铸件的壁厚,1）铸件壁厚应合理。,最小壁厚：在工艺条件下，铸造合金能充满型腔最小厚度。 临界壁厚：铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。,缺陷分析：铸件壁厚太小，易产生浇不足、冷隔等缺陷；壁厚太大，易产生缩孔、 缩松等缺陷。,
29、结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间,1.4 铸造工艺设计,2）铸件壁厚应均匀,缺陷分析：铸件如果壁厚过大会出现集中的缩孔,1.4 铸造工艺设计,1.4 铸造工艺设计,1.4 铸造工艺设计,（2）壁的连接,1）应有结构圆角，避免热节形成；改善应力分布,1.4 铸造工艺设计,2）应避免交叉、锐角接头,1.4 铸造工艺设计,1.4 铸造工艺设计,3）不同壁厚连接应逐渐过渡,1.4 铸造工艺设计,（3）避免变形和开裂的结构,1）减缓肋、辐收缩的阻碍,1.4 铸造工艺设计,2）避免出现过大的水平面,1.4 铸造工艺设计,3）合理设置加强肋,作用： 增加铸件的刚度和强度，防止变形。 减小铸件壁厚，防
30、止产生缩孔、裂纹。 设计： 加强筋厚度适当。一般为被加强壁厚度的0.6-0.8。 加强筋布置要合理。,1.4 铸造工艺设计,薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条筋之后便可避免。,1.4 铸造工艺设计,（4）组合铸件的应用,对于大型或形状复杂的铸件，将其以大化小，经机加工后，再用焊接或螺栓将其组合成整体。,1.4 铸造工艺设计,定义：铸型用砂较少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造。,1.5 特种铸造,一、金属型铸造,定义：在重力作用下将金属液浇注入金属铸型获得铸件的方法。 也称永久型铸造。,应用：主要用于有色金属件的大批量生产。如铝活塞。,特点： 生产效率高，但成本高； 铸件精度高； 机械
31、性能好； 易造成铸件浇不足或开裂。,1.5 特种铸造,金属型铸造,1.5 特种铸造,二、压力铸造,定义：将液态或半液态合金浇入压铸机中，使之在高压和高速下充填型腔，并在高压下结晶获得铸件的方法。,应用范围:目前主要用于大量生产的非铁合金中小型铸件。例如：汽缸体、离合器等。,特点： 易于机械化； 耐磨、耐蚀性好； 适于形状复杂，薄壁铸件； 易形成疏松和缩孔； 模具成本高，不宜小批量生产。,1.5 特种铸造,压力铸造,1.5 特种铸造,三、离心铸造,定义：将金属液浇入高速旋转铸型中，在离心力作用下充型和凝固的铸造方法。,应用：主要用于大批量生产空心回转体铸件。例如铸铁管、汽缸套、铜套等。,特点：
32、缩孔等缺陷减少； 可获形状复杂的薄壁铸件； 精度高，不须再加工； 设备投资大。,1.5 特种铸造,离心铸造,1.5 特种铸造,四、熔模铸造,定义：指用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上涂覆若干层耐火材料制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，即可浇注的铸造方法。又称失蜡铸造。,应用：特别适于高熔点、难加工合金的小型铸件成批、大量生产。,特点： 铸件尺寸精度高； 适用于流动性差的合金和薄壁铸件，可铸造双金属； 工艺过程复杂，成本高； 适于铸造小尺寸的各类合金铸件， 铸件尺寸不能太大，质量一般小于25Kg。,1.5 特种铸造,熔模铸造,1.5 特种铸造,五、低压铸造,定义：指液态金属在低的气体压力作用下
33、从坩埚中自下而上地充填型腔并凝固的铸造方法。,动画,特点和应用： 气孔、夹渣较少； 机械性能好； 金属利用率高； 精度高，表面光洁； 适于铝、镁合金中、小型件的成批大量生产。如发动机的汽缸体和汽缸盖、汽车轮芯等,1.5 特种铸造,六、消失模铸造,定义：指用泡沫塑料聚苯乙烯制成带有浇冒系统的模型，覆上涂料，用干砂造型，不需取模，直接浇注的铸造生产方法。,动画,特点和应用： 精度提高； 能制造形状复杂的铸件和工艺品； 不易产生缩孔、疏松等； 易产生有害气体，铸件易渗碳，降低铸件表面质量； 适于生产起模困难，形状复杂的铸件。,1.5 特种铸造,第四节,1.6 各种铸造工艺方法的综合比较,本章小结,铸
34、造,分类,性能,砂型铸造,特种铸造,铸造工艺图,铸件结构工艺性,工艺过程,造型过程,铸造方法,金属型铸,压力铸造,离心铸造,熔模铸造,低压铸造,流动,收缩,练习题,1.金属液的流动性 ，收缩率 ，则铸造性能好。 2.一般铸件浇注时，其上部质量较 ，而下部的质量较 ，因此在确定浇注位置时，应尽量将铸件的 朝下。 3.合金在凝固过程中的收缩可分为三个阶段,依次为 ， ， . 在 阶段容易产生缩孔，在 阶段容易产生内应力和裂纹等。 4.采用砂型铸造方法生产一批灰铸铁小型件，力学性能要求不高，但壁很薄，试分析如何提高铁液的流动性？,5. 常见的特种铸造方法有（ ），（ ），（ ），（ ），（ ）等 6.由于铸件的成本低，并且性能优良，所以常用作重要零件或毛坯。 （ ） 7. 标出分型面和浇注位置。8.判断下列零件结构是否正确，不正确应如何修改？,练习题,9.试分析如下工件的铸造工艺方法。车床床身（铸铁，成批） 大口径污水管（铸铁，大批）摩托车汽缸体（铝合金，大批） 复杂刀具（高合金工具钢，成批）仪表支架（铝合金，大批） 汽车喇叭（铝合金，大批） 活塞（铝合金，大批）小型飞机涡轮叶片（高温合金，成批） 大直径齿轮坯（铸钢，单件）,练习题,砂型铸造 离心铸造 金属型铸造 熔模铸造 压力铸造 压力铸造 金属型铸造 熔模铸造 砂型铸造,
