机械制造基础电子教案 3 常用合金铸件的生产

教案第__3_次课授课内容第一章铸造成形1.4常用合金铸件的生产1.5特种铸造简介1.6铸件的结构工艺性：合金铸造性能、铸造工艺、铸造方法对铸件结构设计的要求目的要求掌握铸件结构设计注意的问题重点难点铸件结构设计课型课堂讲授计划学时3课前准备板书设计1（多媒体提纲）§1.4常用合金铸件的生产§1.5特种铸造简介熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、实型铸造§1.6铸件结构工艺性1.6.1铸件结构与铸造工艺的关系一、铸件外形的设计二、铸件内腔的设计1.6.2铸件结构与合金铸造性能的关系一、铸件壁厚的设计1．合理设计铸件壁厚2．铸件壁厚应均匀、避免厚大截面二、铸件壁的连接1．铸件的结构圆角2．避免锐角连接3．厚壁与薄壁间的联接要逐步过渡4.应用防裂筋5．减缓筋、辐收缩的阻碍课堂小结作业、思考课后小结备课纸§1.4常用合金铸件的生产常用铸造合金：铸铁、铸钢、铜合金、铝合金1.4.1铸铁件的生产铸铁是含碳量大于2.11%（通常为2.5%-4.0%）的铁碳合金。①白口铸铁：C以Fe3C形式存在。②灰口铸铁：C以片状石墨形式存在，G片。③可锻铸铁：C以团絮石墨状形式存在，G絮。④球墨铸铁：C以球状石墨形式存在，G球。⑤蠕墨铸铁：C以蠕虫状石墨形式存在。⑥麻口铸铁：1.4.2铸钢件的生产1.4.3铜、铝合金铸件的生产1.4.4铸造合金的熔炼（1）铸铁的熔炼常用冲天炉熔炼■炉料：金属料、燃料和熔剂■铁水出炉温度：1400℃-1500℃冲天炉（2）铸钢的熔炼铸钢的铸造性能差，需进行铸钢的热处理。①铸件要安放冒口和冷铁；②必须严格控制浇注温度；③铸件的壁不能太薄。④炼钢炉三相电弧炉第1页备课纸（3）铸造铜合金紫铜(纯铜)中加入合金元素形成铜合金。①黄铜：（Cu＋Zn）含锌量低于47%，以锌为唯一或主要的合金元素的铜合金。A.压力加工黄铜H：H96、H68、HSn62－1。B.铸造黄铜ZH：ZHSi80－3、ZHAl67－25。②青铜：（Cu＋Sn）、（Cu＋Cr）、（Cu＋Pb）、（Cu＋Al）。A.压力加工青铜QSn：QSn6.5－0.1。B.铸造青铜青铜是指除了铜锌合金以外的其它铜合金。铸造黄铜力学性能高，如σb=250～450Mpa，δ=7～30%。其含铜量低，价格低于铸造青铜，铸造性能优良。常用于生产一般用途的轴承、衬套等耐磨件和阀门及大型螺旋桨等耐蚀件等。铸造锡青铜的力学性能低于黄铜，但其耐磨、耐蚀性优于黄铜，适合制造高速滑动轴承和衬套。（4）铸造铝合金①铝硅合金（Al-Si）流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好，强度较高，所以应用最广。常用于制造形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件，如内燃机缸体、仪表外壳等。②铝铜合金（Al-Cu）③铝镁合金（Al-Mg）④铝锌合金（Al-Zn）§1.5特种铸造简介熔模铸造熔模铸造又称失蜡铸造，它是在蜡模表面包以造型材料，待其硬化后，再将其中的蜡模熔去，从而获得无分型面铸型的铸造方法。一、熔模铸造的工艺过程1.蜡模制造（1）压型制造易熔合金压型，利用母模作模样，由易熔合金（Sn、Pb、Bi等的合金）直接浇注制成的。钢或铝合金压型。（2）蜡模的压制：将调好的模料压入压型中，待其凝固后取出蜡件，放入水中冷却。（3）蜡模组装：将多个蜡件粘到蜡质浇棒上。第2页备课纸2.型壳制造（1）浸涂料（2）撒砂（3）硬化3.焙烧和浇注（1）焙烧（2）浇注二、熔模铸造的特点和适用范围优点：（1）型腔表面极为光滑（2）能生产高熔点的黑色金属铸件（3）生产批量不受限制。熔模铸造主要用于制造形状复杂、精度要求较高的小型零件，如涡轮机叶片和叶轮、高速钢刀具等。金属型铸造一、金属型构造二、金属型的铸造工艺1.喷刷涂料2.金属型应保持一定的工作温度3.适合的出型时间三、金属型铸造的特点和适用范围1实现了一型多铸2铸件的力学性能高3铸件的精度高4局限性：铸型制造成本高，周期长；透气性差，无退让性，铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹等缺陷；铸造合金的熔点不能太高，质量不能太大；5应用金属型主要用于制造有色合金铸件，如铝活塞、汽缸体、缸盖等。压力铸造一、压力铸造的工艺过程（1）注入金属（2）压铸（3）取出铸件第3页备课纸二、压力铸造的优点和适用范围（1）铸件的精度及其表面质量较其它铸造方法均高。（2）可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮等。（3）铸件的强度和硬度均较高。（4）压铸的生产率较其它铸造方法均高。低压铸造一、低压铸造的基本原理二、低压铸造的特点和适用范围（1）充型压力和充型速度便于控制。（2）铸件组织较砂型铸造致密。（3）金属的利用率提高了90％～98％。（4）利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件。离心铸造一、离心铸造的基本方式二、离心铸造的特点和适用范围优点：（1）省工、省料，降低了成本。（2）极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷。（3）便于制造双金属铸件。缺点：（1）尺寸偏差大，而且内表面粗糙。（2）不适合密度偏析大的合金及轻合金铸件。陶瓷型铸造1.基本工艺过程2.陶瓷型铸造的特点及适用范围实型铸造1.泡沫塑料模2.铸造工艺3.特点第4页备课纸§1.6铸件结构工艺性进行铸件设计时，不仅要保证其力学性能和工作性能要求，还必须考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。合理进行铸件的结构设计：使用性能经济性能：材料费用、工艺性能铸件结构工艺性能好：易铸（造型简单、起模方便）无缺陷（无缩孔、变形、开裂）省材（无冒口）生产率高（工艺简单、易机械化）1.6.1铸件结构与铸造工艺的关系一、铸件外形的设计1．避免外部侧凹、凸起2．分型面应尽量为平直面3．凸台、筋条的设计应便于起模。二、铸件内腔的设计满足：制芯简单下芯容易安装稳固排气通畅清理方便1．应尽量减少型芯的数量，避免不必要的型芯第5页备课纸2．便于型芯的固定、排气和清理3．垂直于分型面的不加工表面最好有结构斜度1.6.2铸件结构与合金铸造性能的关系一、铸件壁厚的设计1.铸件壁厚要适当。（1）铸件的最小壁厚铸造方法铸件尺寸（mm）合金种类铸钢灰口铸铁球墨铸铁可锻铸铁铝合金铜合金砂型铸造<200×20085～66533～5200×20~500×50010～126～1012846～8>500×50015～2015～2015～2010～12610～12（2）铸件的临界壁厚在砂型铸造条件下，临界壁厚≈3×最小壁厚，在最小