认知实习介绍-铸造工艺学【优选内容】

1、铸造工艺简介,材料科学与工程学院金属材料系 马旭梁 Maxuliang2010.9.18,哈尔滨理工大学,軒轅夏禹劍,湛泸,赤霄,莫邪,純鈞,承影,魚腸劍,干將,七星龍淵,泰阿,2/56,古代农具-铁锄,古代农具-铁犁,巴蜀符号矛,人首戈,龙虎戈,3/56,司母戊方鼎,青铜人像群,四羊方尊,大型铜编钟,蟠螭纹铜方壶,4/56,一、铸造概念,二、铸造工艺内容,铸造工艺简介,5/56,也称为液态成形，通常是指将液态金属（合金）注入铸型中使之冷却、凝固，从而获得金属制品的方法。,一、铸造的概念,6/56,注入: 浇注方法 (熔化车间、工段) 压力铸造、低压铸造、离心铸造等等

2、 课程：特种铸造方法；铸造工艺学,铸型: 典型铸型结构;( 配砂、造型、制芯工段) 型（芯）砂性能；型(芯)砂用原材料; 砂型（芯）的制备：手工和机器造型 课程：造型材料；铸造机电一体化；铸造工艺学,液态金属: 固态液态 (熔化车间、工段) 合金材料:成分配比-组织-性能 合金熔炼:设备及精炼工艺 课程:铸造合金及熔炼; 冶金原理; 金属学;,7/56,铸造产品,铸件，有毛坯和零件之分,冷却凝固: 液态固态 界面热交换；充填能力； 冷却凝固速度组织性能；掌握液态金属结晶的基本规律、铸件结晶组织的形成及控制途径，分析在此过程中产生的缺陷的形成机理、影响因素和防止途径 界面物理化学反应：气体和化合

3、物的生成，缺陷形成机理和防止途径 课程:铸件形成理论; 金属学; 铸造工艺学,质量等级:合格品,一等品,优等品,落砂、清理、检验车间、工段,8/56,9/56,如何获得合格的铸件？,液态合金质量 基础,浇注方法 手段,型(芯)制造工艺保障,10/56,铸造生产特点,适用范围广,不受零件大小、厚薄和复杂程度的限制,可制造各种合金铸件,与锻件、焊接件相比，铸件的尺寸精度较高,成本低廉,铸件占设备质量的40%-80%，成本占总成本的25%-30%,11/56,（一）铸型金属界面的相互作用,二、铸造工艺主要内容,（二）砂型和砂芯的制造,（三）铸造工艺及工装设计,12/56,（一）铸型金属界面的相互作用

4、,界面发生物理、化学作用，发生传热、传质现象，并伴随气体的生成或有机物的燃烧和分解， 同时，型砂受热膨胀。如果控制不当，容易造成膨胀类缺陷、气孔类、粘砂缺陷等,13/56,（二）砂型和砂芯的制造,1、研究型（芯）用原材料的基本性能及其对型（芯）砂性能的影响,2、型（芯）砂性能及其对铸件质量影响的基本规律,3、型（芯）砂的配制及其性能控制和检测的基本原理,14/56,（三）铸造工艺及工装设计,1、铸造工艺方案及工艺参数的确定,2、浇注系统、冒口和冷铁及铸肋的设计,3、工艺装备设计,15/56,1、铸造工艺方案及工艺参数的确定,型砂铸造工艺方案通常包括：造型、造芯方法和铸型种类的选择；浇注位置的确

5、定；分型面的确定,铸造工艺设计参数简称工艺参数，通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据，包括：铸造收缩率、机械加工余量、起模斜度、最小铸出孔尺寸、工艺补正量、分型负数、反变形量、砂芯负数及分芯负数等。,16/56,2、浇注系统、冒口、冷铁及铸肋的设计,浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称，一般由浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。,(1) 浇注系统的概念、组成,) 浇注系统的设计,17/56,浇注系统按内浇道在铸件上的位置可分为顶注式浇注系统、底注式浇注系统、中间注入式浇注系统和阶梯式浇注系统。,(2) 浇注系统的分类,18/56,19/56,20/56,21/56,

6、22/56,A、选择浇注系统类型 B、确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向 C、决定直浇道的位置和高度 D、计算浇注时间并核算金属上升速度 E、计算阻流截面积 F、确定浇口比并计算各组无截面积,(3) 浇注系统设计内容,23/56,冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用，习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。,(1) 冒口的概念、作用,2) 冒口的设计,24/56,(2) 冒口的种类,25/56,26/56,通用冒口适用于所有合金铸件，它应遵守顺序凝固的基本条件： A、冒口凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间 B、有足够的

7、金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积 C、在凝固期间，要注意冒口位置的选择，冒口有效补缩距离是否足够，并充分利用补贴和冷铁的作用。 设计方法有：模数法、三次方程法、补缩液量法和比例法,(3) 通用冒口的设计,27/56,(1) 冷铁的概念,3) 冷铁,为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。冷铁分内冷铁和外冷铁。 (2) 冷铁的作用： A、在冒口难于补缩部位防止缩孔、缩松 B、防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。 C、与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积。 D、用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件

8、接近于同时凝固。既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率 E、改善铸件局部的金相组织和力学性能 F、减轻或防止厚壁铸件中的偏析,28/56,3) 铸肋,又称工艺肋，分两类，一类是割肋（收缩肋），用于防止铸件热裂；另一类是拉肋（加强肋），用于防止铸件变形。,29/56,割肋的形式和尺寸,30/56,3、铸造工艺装备设计,1) 模样及模板： 材质、结构、固定及定位,铸造工艺装备是造型、造芯及合箱过程中所使用的模具和装置的总称。包括模样、模板、砂箱、砂箱托板、芯盒、压铁等。,2) 砂箱：选择类型和材质；确定砂箱尺寸；结构设计，定位和紧固,3) 芯盒：确定类型、材质；选取分盒面，芯盒结构设计和尺寸计算等。,31/56,32/56,15GN履带式抛丸机,潘邦机械式喷丸室,球清通透式喷丸室,鼠笼喷丸室,33/56,34/56,排气管