沈工大材料成型工程综合实验课件第2篇 铸造工艺过程综合试验

材料成型工程综合实验

第二篇

铸造工艺过程综合试验

古可成袁晓光编

曹红波制作第六章铸造工艺过程综合试验概论

第一节铸造成型及铸造成型工艺过程

一.铸造成型的特点

铸造生产具有以下特点：①

适用范围广②

可以制造各种合金铸件③铸件的尺寸精度高④

成本低廉以型砂为材料制备铸型的铸造方法叫砂型铸造。砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件约占铸件总产量的80-90%。有别于砂型铸造的其他铸造方法，称为特种铸造。铸型包括外型和型芯两大部分。外形也叫铸型，用以形成铸件的外部轮廓；型芯主要用来形成铸件的内腔。用型砂制成的铸型和型芯叫做砂型和砂芯。二、铸造成型工艺过程

1.

材料准备阶段

2.铸造成型阶段

3.检验修整阶段第二节铸造工艺过程中的综合试验

图6-4铸造工艺过程所含综合试验

第三节铸造工艺过程综合试验的依据及相关的技术标准一、铸造工艺过程综合试验的依据生产中，铸造工艺过程综合试验的依据有以下几方面：

1．有关的技术标准及行业约定

2．零部件图上对铸件质量的技术要求及零件本身的特征（如壁厚及均匀程度，铸件轮廓尺寸及重量，尺寸精度及重量偏差要求，铸件材质牌号，产品数量等等）

3．定货协议书（或合同书）对铸件质量验收的具体要求

4．铸造工艺方案设计文件中对工艺过程及产品质量的技术要求5．本行业，本厂（车间）对该类铸件的传统性技术要求（例如，获铸件金鼎奖企业对铸件产品质量的要求高于一般同类企业）二、与铸造工艺过程综合试验有关的技术标准

第七章造型材料的综合试验

第一节造型材料综合试验的目的及内容

图7-1型砂综合实验流程图

第二节型砂的选用

在生产中，选用铸造用砂时应考虑铸造合金的种类，铸件的质量，产品的数量，铸造设备，铸型的种类，造型和制芯方法及用途等工程技术条件及要求；而且还应考虑到与生产成本（如铸造原砂的质量与价格，产地与运输，货源保障）直接间接相关的经济因素。

第三节铸造原砂性能的综合试验一、石英砂的分类及性能铸造原砂（石英砂）主要由粒径在0.053～3.5mm的石英颗粒组成。二、铸造原砂性能试验内容及方法

第四节铸造用粘土性能的综合试验

一、普通粘土的分类二、铸造用膨润土三、粘土性能的试验方法（JB1735-80）

⒈

含水量的测定（GB2684-81）

⒉

胶质价的确定（参考方法）

⒊膨润值的确定（参考方法）

⒋吸蓝量的测定（ZBJ31009-90）

⒌

吸水率的测定（参考方法）

⒍湿压强度第五节粘土砂性能综合试验

一、粘土砂的取样二、粘土砂的性能试验粘土湿型砂最基本的性能要求有

①含水量②湿透气性③紧实率④湿压强度。其试验方法如下：

⒈粘土砂的含水量，（GB2984-81），其试验方法同原砂的含水量测定。

⒉湿透气性的测定（GB2984-81）

第六节几种其它类型型（芯）砂的性能试验

一、水玻璃砂的试验方法二、覆膜砂的试验方法三、树脂自硬砂的试验方法四、型（芯）砂高温性能的试验方法第七节型砂综合试验及实例一、型砂综合试验的方案设计

１.《造型材料的选用及设计综合试验》方案设计⒉《粘土湿型（芯）砂生产质量事故原因分析》综合试验的方案设计二、型砂综合试验的应用举例

1．《造型材料的选用及配置》综合试验应用实例

⑴铸件简介名称：6160B低速柴油机汽缸盖及390柴油机增压器进（排）气蜗壳铸件用途：12000马力大型材油机部件材质铸钢及铸铁生产规模：成批生产、铸件实物见图7-8生产任务：制作汽缸盖及增压器的砂芯（平均单重100～140kg）⑷．事故原因验证水分：4.89％紧实率47％湿透气率96湿压强度0.15～0.153mpa⑸．补救措施第八章金属铸造性能试验第一节

金属铸造性能的概念及其试验的目的

一、金属铸造性能的概念及影响因素通常情况下，金属或合金铸造性能主要表现在合金熔点的高低、充型能力的好坏、收缩的大小、以及裂纹和吸气倾向的强弱等。二、金属铸造性能的试验目的

第二节金属铸造性能试验的方法及评定指标

一、流动性试验二、收缩与膨胀试验三、裂纹倾向试验四、铸造应力试验五、凝固膨胀力试验

⑵造型方法及造型材料的选择如此大型的铸钢件目前是无法用特种铸造的方法进行生产的，只能考虑砂型铸造，而选用石英砂系列砂。

⑶造型材料品种的选择

(4)树脂自硬砂的混制及性能2．《粘土湿型砂生产质量事故原因分析》综合试验工程应用实例⑴．概述时间：1988年春天地点：西北地区某机械厂⑵．车间生产简况⑶．事故原因调查及试验分析

①经验判断

②型砂性能检验及事故原因分析

一、流动性试验

二、体收缩试验三、测量试验四、裂倾向测定试验五、铸造应力测定试验六、凝固膨胀力试验图8-1同心三螺旋线测定法试样简图图8-1同心三螺旋线测定法试样简图第九章熔炼过程检测试验

第一节金属熔炼过程概述一、熔化用炉

1、冲天炉2、火焰炉3、电阻熔炼炉

4、红外熔炼炉5．

感应加热炉6．

电弧炉二、金属熔炼的主要工序

1、

炉料的准备及装炉

2、熔体处理第二节金属熔炼过程检测试验的目的及试验内容

一、金属熔炼过程检测试验的目的二、金属熔炼过程检测试验的内容１.熔炼过程控制检测试验

2.熔体处理效果检测内容第三节金属熔炼过程检测试验的方法及评定指标

一、

炉前化学成分快速检测二、炉前温度检测三、精练效果检测

四、

球化率检测五、断口检查第四节金属熔炼过程检测试验工程应用实例

第十章铸件质量检验

第一节概论

一、铸件质量检验的作用及地位二、铸件质量的意义它包含着铸件本身的质量和铸造工程质量两个大的方面。三、件质量检验方式及内容第二节铸件外观质量检验方法

一、常见铸造缺陷的特征及识别

图10-2飞翅、毛刺示意图

a）飞翅b）毛刺c）脉纹1.多肉类缺陷多肉类缺陷主要有：飞翅（飞边、披缝）、毛刺、抬型（抬箱）、胀砂、冲砂、掉砂和外渗物（外渗豆）。

2．孔洞类缺陷 孔洞类缺陷主要有气孔、针孔、缩孔、缩松和疏松。图10-3气孔、针孔示意图

a)气孔b)表面气孔c)针孔d)表面针孔

a)b)c)d)

a）b)图10-5冷裂示意图图10-4缩孔、缩松、疏松示意图 a）缩孔b)缩松、疏松

3．裂纹、冷隔类缺陷主要有冷裂、热裂、白点（发裂）、冷隔和热处理裂纹。发现这类缺陷时，铸件一般应予以报废。

图10-7白点示意图a)纵向断面b)横向腐蚀断面图10-6热裂示意图

a）b）c）

图10-8冷隔示意图

a）一般冷隔b）断流冷隔c）熔合不良

图10-9鼠尾、沟槽、夹砂结疤

a）鼠尾b）沟槽c）夹砂结疤

4．表面缺陷表面缺陷主要有：由砂型膨胀引起的夹砂类缺陷（包括鼠尾、沟槽、夹砂结巴等）；由金属液对砂型表面的热作用、化学作用和机械渗透作用引起的粘砂类缺陷（包括化学粘砂、机械粘砂、热粘砂、表面粗糙等），以及皱皮和缩陷等。

图10-10粘砂和表面粗糙度示意图

a）机械粘砂b）化学粘砂c）热粘砂d）表面粗糙度5．形状及重量差错类缺陷这类缺陷指的是铸件的尺寸、形状和重量与图样或技术条件的规定不符，主要有：尺寸和重量差错、变形、错形（错箱）、偏芯（漂芯）、椿移等。

图10-11尺寸和重量差错示意图

a)b）c）

图10-12变形示意图

a）模样变形b）铸形变形c）铸件变形

a）

b）

图10-14错芯示意图图10-15偏芯（漂芯）示意图

a）水平砂芯上浮b）凸出砂台断裂上浮图10-16金属夹杂物示意图(下图）图10-16金属夹杂物示意图6.夹杂类缺陷夹杂类缺陷是铸件中最常见的缺陷之一。根据夹杂缺陷的形成原因和表现形式，主要分为金属夹杂物、夹渣和砂眼三种。后两种夹杂物统称为非金属夹杂物。

二、铸件形状和尺寸检验三、铸件表面粗糙度的评定四、铸件重量偏差的检验五、铸件表面和近表面缺陷检验第三节铸件内在质量检验

铸件内在质量是通常是指其室温状态时的力学性能，金相组织及化学成分，内部缺陷等，对于特殊用途的铸件，还应包括如下一些特殊性能，如高（低）温力学性能、耐磨性、耐蚀性、减振性、承压密封性、电学、磁学性能等等。

一、金相检验二、力学性能检验

1、拉伸试验及试样毛胚

2、冲击试验

3、硬度试验a）b）图10-20灰铸铁单试样铸坯示意图图10-21灰铸铁单附铸试块铸坯图

a）b）

图10-22U形单铸试块和Y形单铸试块图

a）U形试块图b）Y形试块图

图10-25灰铸铁B型抗拉试样

a）B1型b）B2型

三、化学成分检验四、铸件内部缺陷检验

第四节铸件质量检验的工程应用实例

一、铸件简介二、铸件质量检验项目1.铸件外形及几何尺寸的检测，并由此测定铸造收缩率；2.铸件重量偏差检验；3.球墨铸铁化学成分分析；4.铸件本体的合金检验；5.球墨铸铁活塞环的力学性能；6.无损检测（抽查）；7.铸件缺陷分析。三、检验方法及结果

1.铸件外形及几何尺寸的检测

2.铸件重量偏差检验

3.铸件化学成分检验

4.铸件本体的金相检验

5.球墨铸铁及活塞环的力学性能

6.铸件的无损检测

7.铸件缺陷分析

图10-30“黑心”缺陷的形貌参考文献

1李魁盛.铸造工艺及原理.北京：机