发布时间 : 星期三 文章金属工艺学文本教案 - 图文更新完毕开始阅读6dd71873f46527d3240ce044
属 工 艺 授课教案
1
《金 学》
上 编 第一章
铸 造
铸造：液态金属 自重或压力 铸型 冷却、凝固 铸件
铸造特点：优点：1．具有较强的适应性
重量：几克～几百吨尺寸：几毫米～十几米壁厚：0.2mm～1m结构：复杂外形、内腔材质：不限，特别是脆性材料
2．铸件成本低
原材料：来源广、价格低、投资少、易生产
铸件：机械加工量相对较小，成本低
缺点：1．废品率较高，生产过程难以控制；
2．铸件力学性能较差，
3．砂型铸造铸件精度较差。
§1.1铸造工艺规程制定
（一）铸造性
铸造性:金属在铸造成形过程中所表现出的能力，主要取决于金属充型能力和收缩。
一、充型能力
液态金属充填铸型型腔的能力（液态金属流入型腔、液态金属准确清晰复制出型腔结构） 影响因素：
（1）金属成分（流动性） 纯金属和共晶成分金属，在恒温下结晶，充型能力好。见图2.18。
（2）温度和压力
温度越高，原子动能越大，
图2.18 合金成分对充型的影响 保持液态时间越长，传给铸型热
量越多，减小铸型对金属的激冷作用，充型能力强。
提高压力，改变压力场可显著改善金属的充型能力。 （3）铸型填充条件
a．铸型蓄热能力：铸型从金属中吸收和储存热量的能力
铸型材料导热系数和比热越大，对液态金属激冷能力越强，金属充型能力就越差。如金属型，浇不足
2
b．铸型温度：影响液态金属冷却速度
温度高，充型能力强，金属型和熔模铸造，预热铸型 c．铸型排气能力：透气性↑，充型能力↑
措施：扎气孔、加木屑，远离浇口的最高部位开设气口 二、收缩
铸件凝固过程中，温度变化很大，必然会引起收缩。 后果：① 缩孔、缩松（液态→固态）
② 热应力、机械阻碍应力（固态） ③ 变形、开裂
预防措施：①控制凝固方式，有效补缩——顺序凝固，易产生缩孔处加冒口 ②加冷铁，改变局部凝固速度。 （二）铸造工艺规程制定
工艺规程包括：铸造方法、绘制铸件工艺图、选择工艺参数等。其核心内容：绘制铸件工艺图（在零件图上用各种各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形）。 一、选择浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 确定原则如下：
（1）铸件重要工作面或主要加工面应朝下或呈侧立状态
防止砂眼、气孔、夹渣等缺陷（缩孔）
朝下：图4.1 侧立：图4.2 图4.1车床床身浇注位置 图4.2起重机卷筒浇注位置
（2）铸件大平面或薄壁结构应朝下或呈侧立状态
防止砂眼、气孔、夹渣及夹砂和浇不足
朝下：图4.3 侧立：图4.4 （3）浇注位置应有利于补缩、防止
图4.3大平面铸件浇注位置 图4.4薄件浇注位置 产生缩孔
将铸件厚大部分置于铸件的上
部位置，以便安放冒口，实现自下而上的顺序凝固，图4.2 二、确定分型面：铸型间的接触表面 确定原则如下：
（1）应能方便、顺序地取出模样或铸件
一般选在铸件地最大横截面处
（2）应尽量与浇注位置一致，并尽量满足浇注位置的要求（图4.5）
图4.5伞齿轮分型面方案
（3）分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个且为平面，机器造型时，分型面只能有一个（图4.6）
（4）应尽量使型腔全部或大部分置于同一个砂型内，最好使型腔或使加工面与基准面位于下型中。
（5）应使型芯数量少，并便于安放和稳定。
3
图4.6三通铸件分型面方案
三、确定工艺参数
1.机械加工余量：铸造时在零件的加工表面增加的供切削加工用的余量。 2.拔模斜度
为便于把模样（或型芯）从砂型中（或从芯盒中）取出，铸件上垂直分型面的各个侧面应具有的斜度。
拔模斜度在铸造工艺图中标出，其大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材质和该侧面在型腔中的所处位置。通常在15′～3°，见图4.8
3.型芯及型芯头
型芯：铸件孔形和各种内腔，简化模样的外形，铸出铸件上局部妨碍拔模的凸台、凹槽等结构。按照在型腔中所处的状态，一般分为水平型芯和垂直型芯。 图4.8 拔模斜度 型芯头：浇注时不与液体金属接触，起到定位、支撑型芯及导引型芯中气体排出的作用。
§1.2铸造方法
按铸件的成形条件和制备铸型的材料不同，铸造方法可以分为：砂型铸造、熔模铸造、压力铸造、金属型铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。砂型铸造是普遍采用的方法，其他方法都属于特种铸造。 一、金属型铸造
用金属材料（铸铁或钢）制造铸型生产铸件的方法。亦称永久型铸造（可使用上千次）。
按分型面的状态，金属型可分为水平式、垂直式和复合式。见图4.11
金属材料导热速度快、无退让性，无透气性，耐火性比型砂差等，易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。由于金属型反复受灼热金属液的冲刷，寿命会降低，应采用相应的工艺措施。
1.喷刷涂料：导热能力较强的耐火材料（氧图4.11 铸造铝活塞简图 化锌、石墨料）
作用：①隔绝液态金属与金属型型腔的直接接触，方便铸件出型。
②避免高温液体金属直接冲刷金属型腔表面，减弱液体金属对铸型热冲击的作用，延长铸型的使用寿命。
③减缓铸件的冷却速度，防止铸件产生裂纹和白口组织等缺陷。
2.保持合适的工作温度
既对金属型要预热才能使用，预热温度为铸铁件250～350℃、有色金属件100～250℃。
预热的目的是减缓铸型对金属的激冷作用，利于金属液的充型和避免产生浇不足、裂纹或白口缺陷，减小所浇金属与铸型的温差，提高铸型的寿命。
3. 控制开型时间
浇注后开型太晚，铸型会阻碍铸件收缩而使其产生裂纹，增大取件和抽出型芯的难度，对灰口铸铁还将增厚白口层。
4