金属的凝固成形课件

1、第二章金属的凝固和成形，1。学习用PPT交流，1。什么是液态成形(铸造生产)，将液态金属倒入适合零件形状的模腔中，冷却并固化模腔，以获得毛坯或零件的生产方法。2、学会沟通PPT、零件图、铸造工艺图、铸模、型芯、芯盒芯砂、型砂模型、熔化、合盒、落砂、清洗、检验、铸造零件、2、砂型铸造工艺，3、学会沟通PPT，(1)广泛的材料来源；(2)废料可以重新熔化；(3)设备投资少。铸造生产的特点1。它可以生产任何复杂形状的零件，尤其是复杂内腔形状的零件。如气缸体、气缸盖、蜗轮叶片、床身等。(1)合金类型不受限制；(2)铸件尺寸几乎不受限制。2.适应性强。低成本4。废品率高，表面质量差，工作条件差。4、学会

2、沟通PPT，第一节金属凝固特性，填充能力不足，会产生浇注不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。(1)液态合金的流动性，合金的流动性是：液态合金本身的流动性。液态合金充型过程。填充容量液态金属填充模腔，以获得形成具有精确尺寸和清晰轮廓的零件的能力。液态金属的填充能力和流动性，5、学会沟通PPT，0.45%C铸钢：200毫米，4.3% C铸铁：1800毫米，6、学会沟通PPT，空气出口，7、学会沟通PPT，合金流动性主要取决于由合金化学成分决定的结晶特性，a)在恒温下凝固，b)在一定温度范围内凝固，8、学会沟通PPT，3。浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，填充能力越差。(2)浇注条件，(3)充模条件，1

3、。模具的蓄热系数模具的蓄热系数代表模具从其中的金属吸收热量并将其储存在自身中的能力。一般来说，浇注温度越高，液态金属的填充能力越强。2.填充压力流动方向上液态金属上的压力越大，填充能力越强。模具温度越高，液态金属和模具之间的温差越小，填充能力越强。(2)铸件的复杂性铸件的复杂性铸件的结构复杂且流动阻力高，使得难以填充铸件。(4)铸造结构，(1)厚度减小厚度减小也称为等效厚度或等效模量，即铸件体积与表面积的比值。转换厚度大，散热慢，填充能力好。当铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易填充。10、学会沟通PPT，2、液态金属的凝固和收缩，(1)铸造的凝固方式，1。一层一层固化，2。糊状固化，3。中间

4、凝固，影响铸件凝固方式的主要因素有：(1)合金的结晶温度范围，合金的结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。在确定合金结晶温度范围的前提下，凝固区的宽度取决于铸件内层和外层之间的温差。如果铸件内层和外层之间的温差由小变小，相应的凝固区域由宽变窄。合金的收缩经历了以下三个阶段：(1)液体从浇注温度到凝固开始温度的收缩。12、学习沟通PPT，体积收缩是铸件缩孔或气孔的根本原因。体积收缩、线收缩和线收缩是铸件产生应力、变形和裂纹的根本原因。(3)固态从凝固终止温度到室温的收缩。(2)凝固开始和凝固结束温度之间的收缩。液体-固体，13岁，学会交流。缩孔和缩孔。如果在液态合金的凝固过程中，由于

5、液态收缩和凝固收缩而减少的体积不能得到补充，在f(1)缩孔缩松的形成，(2)缩孔缩松的防止(PPT)防止缩孔缩松的常用工艺措施是控制铸件的凝固顺序，实现“顺序凝固”。学习与PPT立管腔沟通，以储存熔融金属用于进料。顺序凝固铸件按照一定的顺序逐渐凝固。学会交流PPT、确定热点的方法、等温线法、内切圆法、同时凝固整个铸件几乎同时凝固。(1)铸件内应力、变形和裂纹，(1)铸件内应力，在凝固后的连续冷却过程中，铸件的固体收缩受到阻碍，并且很快会在铸件内部产生内应力。机械应力(收缩应力)由铸造模具、型芯和浇注系统的机械阻碍引起的内应力，用于合金的线性收缩。机械压力是暂时的压力。热应力是由铸件壁厚不均匀和

6、各部分冷却速度不同造成的应力，因此铸件各部分在同一时期的收缩不一致。t0t1:塑性状态，弹性状态，1，2，-，t1 T2:T2 T3:-，19，学会沟通PPT，热应力：由于形状复杂，厚度不均匀，各零件的冷却速度不同，所以同时，铸件各零件收缩不一致所引起的内应力称为热应力。热应力的形成过程如下图所示。20、学会沟通PPT，热应力使铸件的厚壁或芯部拉伸，薄壁或表面受压。热应力是永久应力。(2)铸件的变形和防止，抗变形方法，和(21)学习传达PPT和防止变形的方法：(1)使铸件的壁厚尽可能均匀；2)采用同步凝固的原则；3)采用抗变形方法。(3)铸件裂纹及预防。1.热裂解。热裂纹的形状以短裂纹、宽裂纹

7、、弯曲形状和裂纹中的氧化色为特征。防止热裂：应尽量选择凝固温度范围小、热裂倾向小的合金。(2)提高铸型和型芯的屈服强度，降低机械应力。(3)对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫含量以防止热脆性。冷裂纹的特征是连续直线上有小裂纹，裂纹中有金属光泽或轻微氧化。防止冷裂纹：1)使铸件壁厚尽可能均匀；2)采用同步凝固的原则；3)对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷含量以防止冷脆。23、学会沟通PPT，4、液态成型零件的质量与控制、常见铸造缺陷与特点，24、学会沟通PPT、铸造缺陷与铸造工艺、造型材料、模具、合金熔化与浇注、铸造合金选择、铸造结构设计、设计技术要求等各个环节密切相关。因此，铸造质量应从以下几

8、个方面进行控制：1 .合理选择铸造合金和铸造结构。合理制定铸造技术要求有缺陷的铸件不全是废品。合格铸件的允许缺陷及其程度应在零件图或相关技术文件中规定，作为铸件质量要求的依据。3.铸件质量检验铸件质量检验是控制铸件质量的重要措施。铸件检验项目包括：铸件外观质量，包括铸件表面缺陷、表面粗糙度、重量公差和尺寸公差等。铸件内部质量，包括铸件内部缺陷、化学成分、金相组织和材料性能等。铸件的使用性能包括铸件在不同条件下的工作能力，如强度、高速、耐腐蚀、耐热、耐低温等。宏观方法最常用于铸件质量检验。它是通过肉眼观察(或借助铁锤)找出铸件的表面缺陷和皮下缺陷，如气孔、砂眼、夹渣、粘砂、缩孔、不浇注、冷隔、尺

9、寸误差等。对于内部缺陷，应使用仪器进行检查，如彩色探针砂型铸造是应用最广泛的铸造方法之一。其主要流程包括：制作图案、准备成型材料、成型、制芯、成型、熔化、浇注、落砂、清洗和检验等。一、成型方法的选择。铸造工艺设计2。砂型铸造26。学会交流。用成型混合物和成型设备制造模具的过程称为成型。造型是砂型铸造最基本的过程，通常分为手工造型和机械造型。(1)手动造型手动造型主要用于单件和小批量生产，尤其是大型复杂铸件。1.手动造型方法的分类根据砂型的不同特点，手动造型方法可分为：两箱造型、三箱造型、离箱造型、坑造型、芯造型；根据形状的不同特征，手工建模方法可分为：全模建模、分型建模、挖砂建模、假盒建模、活

10、动块建模和刮刀建模。各种手动建模方法的示意图如图1-15所示。2.各种手工建模方法的主要特点及其适用范围。首先，建模方法的选择。27.学习如何与PPT沟通。两箱建模是最基本的建模方法。铸模由一对上模和下模组成。操作很简单。适用于各种生产批次和尺寸的各种铸件。a)两箱成型，28。学会交流。三箱成型模具分为上、中、下三种类型。中等高度应与铸件两个分型面之间的距离相适应。三箱成型操作很费工。主要适用于单件和小批量双分型面铸件。三箱模型，29。学习交流PPT，c)维修站建模，30。学会交流。型芯组件建模是将几个砂芯组合成一个没有砂箱的铸模。它可以提高铸件的精度，但成本高。适用于复杂形状铸件的批量生产。

11、d)型芯组装成型，31。学会交换PPT。整个模具成型模式是完整的，分型面是平的，模具型腔都在模具的一半。成型简单，铸件不会产生错误的模具缺陷。适用于一端横截面最大的平板铸件。32、学会沟通PPT，挖砂造型外观是整体的，但铸件分型面是曲面的。为了便于模具提升，在成型过程中，需要人工挖掘阻碍模具提升的型砂。成型费工，生产率低，对工人的技术水平要求高。用于单件和小批量非平面分型面铸造。f)挖砂造型，33、学会沟通PPT，假盒造型是为了克服挖砂挖砂造型的缺点，在造型前预先制作一个底胎(即假盒)，然后在底胎上制作一个盒，因为底胎不参与浇注，所以称为假盒。它比挖砂造型更容易操作，分型面也很整齐。适用于批量

12、生产中需要挖砂的铸件。j)假盒造型，34、学会沟通PPT，分型造型是将形状沿最大横截面分成两半，腔位于上下两个砂盒中，造型简单省力。通常用于中间截面最大的铸件。分型模制，35。学习如何与PPT沟通。活动块成型是在铸件上制作小凸台、肋条和其他零件，这些零件在成型过程中会阻碍模具提升成活动零件(即活动块)。当提起模具时，首先提起主体形状，然后从侧面取出活动件。它的建模需要时间，需要高技术水平的工人。它主要用于单件和小批量生产的突出部分难以成型的铸件。h)活块造型，36、学会交流PPT，刮刀造型是用刮刀代替实体造型，它可以降低造型成本，节约木材，缩短生产周期。然而，生产率低，工人的技术水平高。用于单

13、件和小批量生产等载荷面或回转体的大中型铸件，如滑轮、铸管、弯头等。I)铲运机建模，37，学习交流工艺流程图，(2)机器模型2.各种机器建模方法的主要特点和适用范围，38。学会交流。压实和压实方法仅依靠压力来压实砂型。该机结构简单、噪音低、生产率高、功耗低、砂箱高度方向上的砂压实分布不均匀、上下压实差异大。它主要适用于批量生产高度小于200毫米的薄而小的铸件，a)压实压实，39、学会沟通PPT，高压压实主要是用高压固体比压(通常为0.7兆帕至1.5兆帕)压实砂型。砂型致密度高，铸件尺寸精度高，表面粗糙度Ra值小，废品率低，生产率高，噪音低，粉尘小，易于机械化和自动化，但机器结构复杂，制造成本高。

14、主要适用于汽车、机械车辆、缝纫机等需要批量生产的中小型铸件的制造。b)高压压实，40、学会传达PPT，震击压实主要依靠震击力实砂模。该方法机械结构简单，制造成本低，但噪音大，生产率低，需要良好的厂房基础。当砂模沿着砂箱的高度方向下降时，其坚固性增加。主要适用于需要批量生产的中小型铸件。冲击压实，41。学会交换PPT。冲击压实是在几次冲击后压实砂模。该方法具有生产率高、能耗少、机械磨损小、砂型硬度均匀、噪音大的优点。广泛用于中小型铸件的批量生产。振动压实，42。学习交流PPT。微振动压实是指砂箱和模板在压制型砂时，振动频率高，振幅小。该方法生产率高、均匀致密、噪声低。广泛用于中小型铸件的批量生产

15、。e)微震压实，43。学习交流PPT。抛砂压实是利用离心力抛砂，使型砂在惯性力的作用下被充填和压实。该方法具有生产率高、能耗低、噪音低、型砂紧实均匀、适用性广的优点。主要适用于单件、小批量、批量、大批量生产大中型铸件或大型型芯。f)砂粒压实，44、学会传达PPT，丸粒压实是使压缩空气突然膨胀，砂粒射进砂箱，将砂粒填满并压实，然后压实。该方法具有生产率高、牢固度均匀、砂型腔尺寸准确、表面光滑、工人劳动强度低、易于自动化，但成型机调整和维护复杂的优点。主要适用于形状简单的中小型铸件的批量生产。g)射砂压实，射砂压实是利用压缩空气型(芯)砂高速进入砂箱或芯箱进行压实。因为它将填砂和压实两个过程同时进

16、行，所以生产率高，但对于造型来说，其坚固性不高，需要辅助压实。广泛用于制芯，并开始用于造型。45、学习交流PPT，1、熔模铸造2、金属铸造3、压力铸造，第三节特殊铸造，46、学习交流PPT，一、金属铸造，液态金属，金属模具，铸造，(1)金属模具材料及结构，材料一般由铸铁制成，当要求较高时，可选用碳钢或低合金钢。金属型结构包括卧式、立式和复合型。47、学会沟通PPT，(2)金属模具铸造工艺，1。加强金属模具的排气。在金属模具的工作表面喷漆。预热金属模具并控制其温度，4。及时拆模，(3)金属型铸造的特点和适用范围，1。金属型铸造冷却速度快，结构紧凑，机械性能高。2.铸件的尺寸精度和表面质量优于砂型铸件。尺寸精度可达IT12IT14，Ra值平均可达6.312.5