2023/2/11第二篇鑄造第二篇鑄造2023/2/12司母戊方鼎（商）

青銅器，鑄于商朝，司母戊鼎通高133厘米,橫長110厘米,寬78厘米，重875公斤，紋飾華美2023/2/13越王勾踐劍2023/2/14曾侯乙編鐘

戰(zhàn)國時(shí)代初期（公元前433）南部諸候國曾國國君曾候乙的殯葬物。全套編鐘上裝飾有人、獸、龍等花紋，鑄制精美，花紋細(xì)致清晰，并刻有錯(cuò)金銘文，用以標(biāo)明各鐘的發(fā)音音調(diào)。

2023/2/15永樂大鐘（明）青銅，鑄于1420年，為明成祖朱棣親自設(shè)計(jì)。重46.5噸，鑄有23萬經(jīng)文鑄造于后周公元953年。鐵獅子通高5.78米，身長6.5米，體寬3.17米，重約30噸滄州鐵獅2023/2/16第二篇鑄造一、概述鑄造(Casting)：將熔煉好的液態(tài)金屬澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的成型方法。金屬熔化液態(tài)金屬澆入鑄型落砂清理后成為鑄件2023/2/17第二篇鑄造二、鑄造特點(diǎn)鑄造的優(yōu)點(diǎn)：（1）材料來源廣；（2）廢品可重熔；（3）設(shè)備投資低。

1．可生產(chǎn)任意復(fù)雜形狀的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的毛坯。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。（1）合金種類不受限制；（2）鑄件大小幾乎不受限制。2．適應(yīng)性強(qiáng)：

3．成本低：

4．對于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，液態(tài)成形是制造其毛坯或零件的唯一成型工藝。飛機(jī)葉輪2023/2/18第二篇鑄造鑄造的缺點(diǎn)：金屬液態(tài)成形工藝過程比較復(fù)雜，一些工藝過程還難以控制；液態(tài)成形零件，其內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差；液態(tài)成形零件缺陷較多，易出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定；由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴有缺陷，其力學(xué)性能低于同類材料采用其它成型方法所得到的毛坯或零件。2023/2/191、鑄造工藝基礎(chǔ)圍繞金屬或合金的鑄造性能，學(xué)習(xí)鑄造工藝成型基礎(chǔ)。2、砂型鑄造回顧砂型鑄造的造型方法和生產(chǎn)過程，學(xué)習(xí)砂型鑄造工藝方案的制定。3、特種鑄造了解幾種特種鑄造方法的原理、特點(diǎn)及適用范圍。4、鑄造工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)掌握鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（工藝性）第二篇鑄造主要內(nèi)容2023/2/110第五章鑄造工藝基礎(chǔ)教學(xué)要求：

1.要重點(diǎn)掌握鑄造合金液體的流動(dòng)性及其影響因素；

2.縮孔與縮松的產(chǎn)生與防止；

3.鑄造應(yīng)力、變形與裂紋的產(chǎn)生與防止。

4.掌握鑄件質(zhì)量的綜合控制方法。

5.2鑄造合金的凝固與收縮5.1液態(tài)合金的充型5.3鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋5.4鑄件的氣孔與偏析（自學(xué)）作業(yè)：P68:5.1;5.4;5.5液態(tài)合金的工藝性能鑄造性能通常是指合金的流動(dòng)性、收縮性、吸氣性及偏析等性能合金鑄造性能是選擇鑄造金屬材料，確定鑄件的鑄造工藝方案及進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)2023/2/111第二篇鑄造第一節(jié)液態(tài)合金的充型充型：液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。充型能力：液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的成型件的能力。充型能力的決定因素合金的流動(dòng)性澆注條件鑄型填充條件鑄件結(jié)構(gòu)等充型能力不足澆不足冷隔夾砂氣孔夾渣2023/2/112第二篇鑄造一、合金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性：液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力。1）流動(dòng)性愈好，充型能力愈好，愈便于澆鑄出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件。

2）合金流動(dòng)性的測定：將合金液澆入鑄型中，冷凝后測出充滿型腔的螺旋形試樣長度來衡量。在相同澆注條件下，澆出的試樣愈長，合金的流動(dòng)性越好，合金充型能力越好。2023/2/113鑄鋼的流動(dòng)性鑄鐵的流動(dòng)性幾種不同合金流動(dòng)性的比較2023/2/114合金流動(dòng)性的決定因素：合金的種類:

合金不同流動(dòng)性不同；化學(xué)成分：同種合金，成分不同，具有不同的結(jié)晶特點(diǎn)，流動(dòng)性也不同；第二篇鑄造Fe-C合金流動(dòng)性與含碳量關(guān)系液相線與固相線間的距離（T液－T固）稱為結(jié)晶間隔。結(jié)晶間隔越大流動(dòng)性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動(dòng)性最好。2023/2/115幾種不同合金流動(dòng)性的比較合金造型材料澆注溫度螺旋線長度灰鑄鐵C+Si=5.2%C+Si=4.2%砂型砂型1300℃

1300℃1000mm600mm鑄鋼(0.4%Ｃ)砂型1600℃100mm錫青銅(9%～11%Sn2%～4%Zn)砂型1040℃420mm硅黃銅(1.5～4.5%Si)砂型1100℃1000mm鋁合金(硅鋁明)金屬型(300℃)680～720℃700～800mm實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵和硅黃銅的流動(dòng)性最好，鋁合金的流動(dòng)性次之，鑄鋼的流動(dòng)性最差。第二篇鑄造2023/2/116二、澆注條件1、澆注溫度澆注溫度↑→液態(tài)合金含熱量多→鑄型溫度↑→液態(tài)合金冷卻速度↓→合金流動(dòng)性↑→充型能力↑溫度過高，總收縮量增加，易產(chǎn)生縮松、縮孔、粗晶、氣孔等缺陷。2、充型壓力（液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力稱為充型壓力）充型壓力↑→充型能力↑3、澆注系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動(dòng)阻力↑充型能力↓第二篇鑄造2023/2/117三、鑄型填充條件1、鑄型的蓄熱能力：鑄型從液態(tài)合金中吸收和存儲熱量的能力導(dǎo)熱系數(shù)大，比熱大，對液態(tài)合金的激冷能力越強(qiáng)，充型能力↓2、鑄型溫度溫度↑→液態(tài)合金冷卻速度↓→充型能力↑3、鑄型中氣體排氣能力差，型腔中氣體壓力增大，阻礙液態(tài)合金的充型，

所以鑄型應(yīng)具有良好透氣性，并在最高處設(shè)出氣口。

當(dāng)鑄件壁厚過小，壁厚急劇變化或有大的水平平面結(jié)構(gòu)（鑄件壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填）時(shí)，會使金屬液流動(dòng)困難，因此，設(shè)計(jì)壁厚必須大于規(guī)定的最小允許壁厚。第二篇鑄造四、鑄件結(jié)構(gòu)

(鑄件最小壁厚)2023/2/1181.液態(tài)合金的充型能力與合金的流動(dòng)性有何關(guān)系?2.不同化學(xué)成分的合金為何流動(dòng)性不同?3.某企業(yè)生產(chǎn)一批鑄件經(jīng)常出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷，試提出改進(jìn)措施？4.如何提高合金液的充填能力？5.既然提高澆鑄溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，但為什么要防止?jié)茶T溫度過高？思考第二篇鑄造2023/2/119第二節(jié)鑄件的凝固與收縮第二篇鑄造逐層凝固

糊狀凝固中間凝固

在鑄件的凝固過程中，其截面一般存在三個(gè)區(qū)域，即液相區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)。對鑄件質(zhì)量影響較大的主要是液相和固相并存的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)的寬窄來劃分的。一、鑄件的凝固方式

2023/2/120第二篇鑄造

逐層凝固（充型能力好，便于補(bǔ)縮）1、凝固方式糊狀凝固(易形成縮松、難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件）中間凝固（介于上兩者間）（1）合金的結(jié)晶溫度范圍

合金的結(jié)晶溫度范圍愈小，凝固區(qū)域愈窄，愈傾向于逐層凝固。（2）鑄件的溫度梯度

在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變大，則其對應(yīng)的凝固區(qū)由寬變窄。2、影響鑄件凝固方式的因素2023/2/121二、合金的收縮1.收縮的概念：鑄造合金在澆注、凝固、直至冷卻到室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。第二篇鑄造鑄造合金的收縮階段：從澆注溫度到凝固開始（即液相線）溫度間的收縮。：從凝固開始到凝固終止（即固相線）溫度間的收縮。：從凝固終止溫度到室溫間的收縮。2023/2/122合金收縮固態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻液態(tài)收縮凝固收縮縮孔:恒溫下結(jié)晶縮松:兩相區(qū)結(jié)晶固態(tài)收縮（線收縮）裂紋變形應(yīng)力鑄型條件鑄件結(jié)構(gòu)澆注溫度化學(xué)成分(c含量)合金收縮第二篇鑄造（體收縮）2023/2/123影響合金收縮的因素：

（1）化學(xué)成分（碳存在形式）第二篇鑄造鑄鐵中的碳以石墨形式析出時(shí)，會抵消部分凝固收縮。滲碳體片狀石墨

（2）澆注溫度：澆注溫度越高，過熱度越大，液態(tài)收縮量越大，故總收縮量增加。

（3）鑄型條件與鑄型結(jié)構(gòu)：鑄型條件與鑄型結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，收縮受阻越嚴(yán)重，故總收縮量減少。2023/2/124

在鑄造的實(shí)際生產(chǎn)中，常采用“高溫出爐，低溫澆注”的原則，為什么？思考第二篇鑄造2023/2/125

在鑄造的實(shí)際生產(chǎn)中，常采用“高溫出爐，低溫澆注”的原則，為什么？第二篇鑄造

高溫出爐有利于渣氣上浮、凈化鐵水；澆注溫度越高，充型能力越好，可防止鑄件產(chǎn)生澆不足、冷隔等鑄造缺陷，但澆注溫度過高，液態(tài)金屬的總收縮量增加，吸氣增多，氧化嚴(yán)重，鑄件容易產(chǎn)生縮孔、縮松、粘砂、氣孔、粗晶等缺陷，因此，在保證足夠流動(dòng)性的前提下盡量降低澆注溫度。思考2023/2/126三.縮孔的形成

1)縮孔的定義：液態(tài)金屬在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成大而集中的孔洞稱為縮孔。

2)縮孔的形成條件：鑄件呈逐層凝固方式凝固。

3)易形成縮孔的金屬：純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金。第二篇鑄造2023/2/127四.縮松的形成第二篇鑄造

1)縮松的定義：液態(tài)金屬在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。

2)縮松的形成條件：鑄件呈糊狀凝固方式凝固。

3)易形成縮松的金屬：非共晶成分或有較寬結(jié)晶溫度范圍的合金。2023/2/128第二篇鑄造五.影響縮孔和縮松形成的因素

合金成分澆注條件鑄型材料鑄件結(jié)構(gòu)2023/2/129第二篇鑄造1）合金成分2）澆注條件

（1）提高澆注溫度，使合金的總收縮量增大，縮孔傾向增加。（2）降低澆注速度或向冒口中不斷補(bǔ)澆高溫合金液，使鑄件補(bǔ)縮，使得合金的總收縮量減小，縮孔容積減小。2023/2/130第二篇鑄造3）鑄型材料鑄型材料的冷卻能力強(qiáng)，縮松傾向減少。4）鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)與形成縮孔、縮松的關(guān)系極大。

①縮孔易出現(xiàn)的部位:鑄件最后凝固區(qū)，如壁厚較大的上部或鑄件兩壁相交處，這些地方稱為熱節(jié)處（用畫內(nèi)切圓法確定）。

②縮松易出現(xiàn)的部位:鑄件壁的軸線區(qū)域、冒口根部、熱節(jié)處，也常出現(xiàn)在集中縮孔的下方。2023/2/131澆注條件：澆注溫度、充型壓力、澆注系統(tǒng)鑄型性質(zhì)：鑄型蓄熱系數(shù)、鑄型溫度、鑄型的發(fā)氣和透氣能力鑄件結(jié)構(gòu)：鑄件最小厚度上次課內(nèi)容的回顧合金的流動(dòng)性合金的種類:

合金不同流動(dòng)性不同化學(xué)成分：同種合金中成分不同的合金具有不同的結(jié)晶特點(diǎn)，流動(dòng)性也不同。（4）縮孔與縮松的形成：純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金

逐層凝固

縮孔凝固區(qū)域較寬的合金

糊狀凝固

縮松（1）合金的充型能力：（2）鑄件的凝固方式：逐層凝固、糊狀凝固和中間凝固（3）鑄件的收縮：液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮2023/2/132六、縮孔和縮松的防止第二篇鑄造（1）控制鑄件的凝固過程順序凝固原則同時(shí)凝固原則（2）合理采用冒口、冷鐵等工藝措施2023/2/133順序凝固原則第二篇鑄造

順序凝固原則：使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間建立一逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口的方向順序地凝固，這樣鑄件上每部分的收縮都能得到稍后凝固部分合金液的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。優(yōu)點(diǎn)：冒口補(bǔ)縮作用好；缺點(diǎn)：1.鑄件各部分冷卻速度不一致，易產(chǎn)生鑄造應(yīng)力、變形及裂紋等缺陷；2.增加金屬的消耗和切割冒口的工作量；2023/2/134第二篇鑄造同時(shí)凝固原則

同時(shí)凝固原則：使鑄件各部分的冷卻速度盡量相等，以達(dá)到鑄件各部分幾乎同時(shí)凝固完結(jié)。

同時(shí)凝固方法：把內(nèi)澆口開設(shè)在鑄件的薄壁處以減緩冷卻速度，而在厚壁處放置冷鐵以加快其冷卻速度。優(yōu)點(diǎn)：1.不易產(chǎn)生鑄造應(yīng)力、變形及裂紋等缺陷；2.不必設(shè)置冒口，既簡化工藝，又節(jié)省材料。缺點(diǎn)：使鑄件中心區(qū)域出現(xiàn)縮松，影響鑄件致密性。2023/2/135兩種凝固原則的適用場合順序凝固原則：適用于收縮較大的合金（鑄鋼、可鍛鑄鐵、黃銅）；壁厚有較大懸殊或有熱節(jié)存在；要求氣密性高的鑄件；同時(shí)凝固原則：適用于收縮較小的合金（碳、硅含量較高的灰口鑄鐵和球墨鑄鐵等）；也用于結(jié)晶范圍不大、不易實(shí)現(xiàn)冒口補(bǔ)縮、對氣密性要求不高的錫青銅鑄件；壁厚均勻的薄壁鑄件。2023/2/136合理采用冒口、冷鐵等工藝措施第二篇鑄造閥體鑄件順序凝固原則2023/2/1371.合金的收縮分為哪幾個(gè)階段?影響的因素有哪些?2.縮孔和縮松是如何形成的，對鑄件質(zhì)量有何影響，怎樣防止或減小它們的危害?思考題2023/2/138第三節(jié)鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋

第二篇鑄造內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力變形裂紋由于鑄件壁厚不均勻，各部分的冷卻速度也不相同，導(dǎo)致在同一時(shí)間內(nèi)，不同部位不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。鑄件冷卻到彈性狀態(tài)以后，由于受到鑄型、型芯、澆冒口、砂箱等的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定狀態(tài)，將自發(fā)地通過鑄件的變形來緩解其應(yīng)力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)熱應(yīng)力大到一定程度會導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。

鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮受到阻礙，鑄件內(nèi)部即將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)力。2023/2/139第二篇鑄造一、鑄造應(yīng)力1、熱應(yīng)力的形成過程第一階段，兩者都塑性變形，無熱應(yīng)力；第二階段，一塑性，一彈性，仍無熱應(yīng)力；第三階段，兩者均彈性變形，冷卻慢的受拉，快的受壓，產(chǎn)生殘留熱應(yīng)力。

（1）殘留熱應(yīng)力和合金的彈性模量、線收縮系數(shù)、鑄件各部分壁厚差別及溫度差成正比。（2）壁厚差別大且按順序凝固原則凝固的鑄件易形成熱應(yīng)力。2023/2/140第二篇鑄造2、機(jī)械應(yīng)力

鑄件冷卻到彈性狀態(tài)以后，由于受到鑄型、型芯、澆冒系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力共同作用，當(dāng)大于材料的強(qiáng)度極限時(shí)會導(dǎo)致裂紋的形成，應(yīng)適時(shí)開箱加以解決。2023/2/141第二篇鑄造3.減小和消除鑄造應(yīng)力的方法（1）鑄造工藝：使鑄件的凝固過程符合同時(shí)凝固原則；（2）造型工藝：改善鑄型、型芯的退讓性，合理設(shè)置澆、冒口；（3）鑄件結(jié)構(gòu)：避免牽制收縮的結(jié)構(gòu)，使鑄件各部分能自由收縮，如鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對稱、壁厚均勻，熱節(jié)小而分散；（4）時(shí)效處理：人工時(shí)效（去應(yīng)力退火）；自然時(shí)效。2023/2/142第二篇鑄造二、鑄件的變形產(chǎn)生原因：鑄件內(nèi)部有殘留應(yīng)力。受拉內(nèi)應(yīng)力的部位趨于變短。結(jié)論：（粗短（內(nèi)?。┘?xì)長（外弧））厚部（粗）、心部受拉應(yīng)力，出現(xiàn)內(nèi)凹變形。

薄部（細(xì)）、表面受壓應(yīng)力，出現(xiàn)外凸變形。2023/2/143第二篇鑄造防止變形的方法：1）減小鑄造應(yīng)力的所有方法；2）采用反變形法。反變形法2023/2/144第二篇鑄造三、鑄件的裂紋與防止產(chǎn)生原因：當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，將產(chǎn)生裂紋。1．熱裂——鑄件在凝固末期高溫下形成的裂紋。

熱裂的形狀特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。

熱裂一般分布在應(yīng)力集中部位(尖角或斷面突變處)或熱節(jié)處。2023/2/1452．冷裂——是鑄件處于彈性狀態(tài)即在低溫時(shí)形成的裂紋。

冷裂的特征是：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。2023/2/146冷裂的防止：1）把內(nèi)澆口開在薄的輪輻處，使符合同時(shí)凝固的原則；2）對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制磷的含量，防止冷脆性；

熱裂的防止：①應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。②應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機(jī)械應(yīng)力。③對于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制硫的含量，防止熱脆性。

3）較早打箱，以去除鑄型對收縮的阻礙，打箱后立即用砂子埋好鑄件，使其緩慢冷卻；4）修改結(jié)構(gòu)，壁厚盡可能均勻，加大輪輻和輪緣的連接圓角，以增加強(qiáng)度和減少應(yīng)力集中。2023/2/147小結(jié)合金工藝性能充型能力凝固方式應(yīng)力與變形流動(dòng)性澆注條件鑄型條件逐層凝固糊狀凝固中間凝固收縮性能液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮2023/2/148第二篇鑄造第六章常用合金鑄件的生產(chǎn)第一節(jié)鑄鐵件生產(chǎn)

鑄鐵是含碳量大于2.11%（通常為2.5%-4.0%）的鐵碳合金。3.麻口鑄鐵：碳一部分以Fe3C的形式存在，另以石墨形式存在，是白口和灰口之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的麻點(diǎn)，故而得名。性能介于白口鑄鐵和灰口鑄鐵之間，既難加工，又無特殊優(yōu)點(diǎn)，故一般很少應(yīng)用。

1.白口鑄鐵：碳大部分以Fe3C的形式存在，斷口呈銀色。由于白口鑄鐵中存在大量硬而脆的Fe3C

，故其性能非常硬而脆，不能切削加工，主要用于煉鋼的原料或制作可鍛鑄鐵的毛坯。2.灰口鑄鐵：碳大部或全部以石墨形式存在，斷口呈暗灰色。

根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式【滲碳體（化合碳）和石墨（游離碳）】不同，鑄鐵可分為：2023/2/149(1)普通灰口鑄鐵石墨呈片狀，強(qiáng)度低，塑性差，但鑄造性能好，在鑄鐵材料中應(yīng)用最廣泛。(2)可鍛鑄鐵石墨呈團(tuán)絮狀，因有較高的塑性和韌性而得名，其實(shí)是不可鍛的。主要用于受沖擊和振動(dòng)的薄壁小件。

（3）球墨鑄鐵石墨呈球狀。其強(qiáng)度、塑性均比可鍛鑄鐵高，抗拉強(qiáng)度甚至高于碳鋼，是一種高性能的鑄鐵材料。主要用于受力復(fù)雜的重要零件，可代替可鍛鑄鐵和部分碳鋼件。

（4）蠕墨鑄鐵石墨呈蠕蟲狀，這種石墨形態(tài)介于片狀石墨和球狀石墨之間。因而蠕墨鑄鐵同時(shí)具有片狀灰口鑄鐵及球墨鑄鐵的性能特點(diǎn)，主要應(yīng)用于經(jīng)受熱循環(huán)載荷的鑄件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度要求較高的鑄件。

根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)及結(jié)晶生長過程的不同，灰口鑄鐵又可分為：2023/2/150一、鑄鐵的性能

鑄鐵之所以用得如此廣泛,是因?yàn)槭拇嬖?，石墨的存在，使鑄鐵具有鑄鋼所不具備的性能。鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)

良好的鑄造性能，如流動(dòng)性好、收縮小良好的切削加工性能；高的耐磨性；

良好的吸振緩沖性能；

低的缺口敏感性能。第二篇鑄造2023/2/151石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響

石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻?qū)w割裂作用越小。第二篇鑄造2023/2/152鑄鐵的石墨化

碳以石墨的形式析出的過程。通常視石墨化過程充分與否，會得到不同基體的鑄鐵組織。鑄鐵的基體通常有：

鐵素體灰口鑄鐵鐵素體—珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵影響石墨化的因素1、化學(xué)成分C是形成石墨的元素，Si是促進(jìn)形成石墨的元素，通常C%、Si%越高，越容易石墨化。第二篇鑄造2023/2/1532．冷卻速度在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳、硅），以獲得所需要的組織。由此可知：隨著壁厚的增加，石墨片的數(shù)量和尺寸都增大，鑄鐵強(qiáng)度、硬度反而下降。這一現(xiàn)象稱為壁厚（對力學(xué)性能的）敏感性。1）鑄型材料2）鑄件壁厚

鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。第二篇鑄造2023/2/154鑄鐵壁厚（mm）102030405060704.05.06.07.0（wC+wSi）%白口鑄鐵麻口鑄鐵灰口鑄鐵白口鑄鐵：灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵珠光體+鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵P+Fe3C+LeP+Fe3C+G+Le珠光體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：珠光體+鐵素體灰口鑄鐵：P+G片P+F+G片F(xiàn)+G片第二篇鑄造2023/2/155二、灰口鑄鐵1、普通灰口鑄鐵件基體：F、P、F+P生產(chǎn)：鐵水熔煉好后直接澆鑄牌號：HTXXX

HT:表示灰口鑄鐵中文拼音的代號

XXX:三位數(shù)字表示最抵抗拉強(qiáng)度(MPa)石墨形態(tài)：片狀1）灰口鑄鐵牌號為什么不用含碳量多少表示，而用力學(xué)性能表示？2）有一鑄件當(dāng)其強(qiáng)度不夠時(shí)，可否通過增大截面解決？思考第二篇鑄造2023/2/1561）灰口鑄鐵牌號為什么不用含碳量多少表示，而用力學(xué)性能表示？

相同化學(xué)成分的鑄鐵，若冷卻速度不同，其組織和性能也不相同。2）有一鑄件當(dāng)其強(qiáng)度不夠時(shí)，可否通過增大截面解決？

不能，截面積越大，冷卻速度越慢，得到的組織越大（石墨也大），強(qiáng)度反而降低。思考第二篇鑄造2023/2/1572、灰口鑄鐵的孕育處理

孕育處理

—熔煉出相當(dāng)于白口或麻口組織的低碳、低硅的高溫鐵水，向鐵水中沖入細(xì)顆粒的孕育劑（促進(jìn)石墨化元素），孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然提高，從而得到在細(xì)晶粒珠光體上均勻分布細(xì)片狀石墨的組織。

孕育鑄鐵的性能：強(qiáng)度和硬度明顯提高，耐磨性好，組織和性能均勻，壁厚敏感性小，同一截面上力學(xué)性能的均一性好。冷卻速度對其組織和性能的影響很小。第二篇鑄造孕育劑：含硅75%的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.25-0.6%。

2023/2/158孕育鑄鐵適用于靜載荷下，要求較高強(qiáng)度、硬度、耐磨性或氣密性的鑄件，特別是厚大截面鑄件。如重型機(jī)床床身，汽缸體、缸套及液壓件等。必須指出：①孕育鑄鐵原鐵水的碳、硅含量不能太高；②原鐵水出爐溫度不應(yīng)低于1400℃；③經(jīng)孕育處理后的鐵水必須盡快澆注，以防止孕育作用衰退。3、灰口鑄鐵的工藝性能3．鍛造性和焊接性差。1．良好的鑄造性能。良好的流動(dòng)性、小的收縮率。2．良好的切削加工性能。第二篇鑄造上次課內(nèi)容的回顧內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。鑄件在固態(tài)收縮時(shí)受阻變形與裂紋熱應(yīng)力的消除方法鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件各部分能自由收縮工藝方面：采用同時(shí)凝固原則時(shí)效處理：人工時(shí)效；自然時(shí)效鑄件結(jié)構(gòu)對稱鑄件壁厚均勻鑄件變形的判定厚部、心部受拉應(yīng)力，出現(xiàn)內(nèi)凹變形。

薄部、表面受壓應(yīng)力，出現(xiàn)外凸變形。消除縮孔和縮松的方法順序凝固和同時(shí)凝固原則原則合理布置內(nèi)澆道及確定澆鑄工藝。方法合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施。2023/2/159鑄鐵件生產(chǎn)

碳在鐵碳合金中的存在形式有：滲碳體和石墨鑄鐵分類：白口鑄鐵、灰口鑄鐵、麻口鑄鐵鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響：石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻?qū)w割裂作用越小。影響石墨化因素：化學(xué)成分、冷卻速度(鑄件壁厚)灰口鑄鐵件的生產(chǎn)：普通灰鑄鐵件和孕育鑄鐵灰口鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵蠕墨鑄鐵2023/2/160牌號鑄件壁厚/mm＞抗拉強(qiáng)度σb/MPa≥硬度HBS主要特點(diǎn)用途舉例HT1002.5~1010~2020~3030~501301009080110~16793~14087~13182~122鑄造性能好，工藝簡便，鑄造應(yīng)力小，不需熱處理，有一定的強(qiáng)度和良好的減震性蓋、手輪、支架，底板、機(jī)座等，對強(qiáng)度無要求的零件HT1502.5~1010~2020~3030~50175145130120136~205119~179110~176105~157底座、床身、工作臺、法蘭，工作壓力不大的管件HT2002.5~1010~2020~3030~50220195170160157~236148~222134~200129~157

強(qiáng)度、耐磨、耐熱性均較好；減震性、鑄造性能良好要求強(qiáng)度高有一定耐腐蝕性的泵殼、容器、法蘭、床身、氣缸；壓力位80MPa的油缸，泵體、閥門等HT2502.5~1010~2020~3030~50270240220200147~262164~247157~236150~2252023/2/161牌號鑄件壁厚/mm＞抗拉強(qiáng)度σb/MPa≥硬度HBS主要特點(diǎn)用途舉例HT30010~2020~3030~50290250230182~272168~251161~241強(qiáng)度高、耐磨性好，白口傾向大，鑄造性能差。機(jī)床、沖床受力較大的床身，機(jī)座、主軸箱，齒輪，油缸，泵體，襯套，凸輪，汽缸體，氣缸蓋等HT35010~2020~3030~50340290260199~298182~272171~257國標(biāo)GB9439-882023/2/1622023/2/163三、可鍛鑄鐵（韌性鑄鐵、瑪鋼）可鍛鑄鐵生產(chǎn)：將白口鑄鐵坯件經(jīng)長時(shí)間的高溫石墨化退火，使白口鑄鐵中的滲碳體分解，獲得在鐵素體或珠光體的基體分布著團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵(KTH,鐵素體基體)珠光體可鍛鑄鐵(KTZ)

白心可鍛鑄鐵(KTB，很少用)種類特點(diǎn)：強(qiáng)度高σb=300-400Mpa，塑性（δ≤12%）和韌性（αk≤30J/Cm2)好。石墨化退火周期長，40-70h,鑄件成本高。適用于制造承受震動(dòng)和沖擊、形狀復(fù)雜的薄壁小件。KTH300—06

可鐵黑δσb牌號抗拉強(qiáng)度σb屈服強(qiáng)度σ0.2斷后伸長率（%）（L0＝3d）硬度HBS用途舉例/MpaKTH300－06300－6不大于150彎頭、三通、管件、中壓閥門KTH330－08330－8輸電線路件、農(nóng)機(jī)件的犁刀、車輪殼及紡織機(jī)的盤頭、龍肋等KTH350－1035020010汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器，農(nóng)機(jī)件及冷暖器接頭等KTH370－12370-12KTZ450－064502706150~200曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙片、闡、萬向接頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈條、礦車輪等KTZ550－045503404180~230KTZ650－026504302210~260KTZ700－027005302240~290可鍛鑄鐵的牌號、性能及用途舉例2023/2/1642023/2/165四、球墨鑄鐵球墨鑄鐵件的生產(chǎn)：向高溫鐵水中加入一定量的球化劑和孕育劑，直接得到球狀石墨的鑄造合金。球化劑：金屬鎂或稀土鎂（促使石墨在結(jié)晶時(shí)呈球狀析出）孕育劑：含Si量為75%或95%的硅鐵（促進(jìn)鑄鐵石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向

）球化處理工藝有沖入法和型內(nèi)球化法。2023/2/166球墨鑄鐵件主要特點(diǎn)：石墨成球狀，對基體的割裂作用已降到最低，力學(xué)性能比灰鑄鐵有顯著提高?？赏ㄟ^熱處理改善金屬基體，進(jìn)一步提高性能。這一點(diǎn)與灰鑄鐵不同。球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產(chǎn)生縮孔、縮松、皮下氣孔、夾渣等缺陷。石墨析出時(shí)，發(fā)生膨脹，應(yīng)適當(dāng)提高鑄型剛度。球墨鑄鐵件生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題控制原鐵液的化學(xué)成分，與一般灰鑄鐵基本相同；具有高C高Si,中Mn,低S、P特點(diǎn)。較高的鐵液溫度，以防止球化處理、孕育處理后鐵液溫度過低，產(chǎn)生澆不足等缺陷球化處理、孕育處理。牌號抗拉強(qiáng)度σb/Mpa屈服強(qiáng)度σ0.2/Mpa斷后伸長率（%）硬度HBS基體組織用途舉例≥QT400-1840025018130～180鐵素體汽車﹑拖拉機(jī)的輪轂﹑驅(qū)動(dòng)橋殼體﹑離合器殼﹑差速器殼﹑撥叉等，犁柱﹑犁托﹑牽引架等以及閥體﹑閥蓋﹑輸水管道等QT400-1540025015130～180鐵素體QT450-1045031010160～210鐵素體QT500-75003207170～230珠光體+鐵素體內(nèi)燃機(jī)泵齒輪﹑水輪機(jī)閥體﹑機(jī)車軸瓦﹑輸電聯(lián)板球墨鑄鐵的牌號、性能及用途舉例2023/2/167牌號抗拉強(qiáng)度σb/Mpa屈服強(qiáng)度σ0.2/Mpa斷后伸長率（%）硬度HBS基體組織用途舉例≥QT600-36003703190～270珠光體+鐵素體大型內(nèi)燃機(jī)曲軸﹑輕型機(jī)的凸輪﹑汽缸套﹑連桿等，農(nóng)機(jī)的齒條﹑齒輪機(jī)床的主軸等，通用機(jī)械的曲軸﹑缸體﹑缸套及冶金﹑礦山機(jī)械的球磨機(jī)曲軸﹑礦車輪等，小型水輪機(jī)曲軸QT700-27004202225～305珠光體QT800-28004802245～335珠光體或回火組織QT900-29006002280～360貝氏體或回火馬氏體球墨鑄鐵的牌號、性能及用途舉例2023/2/1682023/2/169五、蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵的性能特點(diǎn)：（1）力學(xué)性能（強(qiáng)度和韌性）比灰鑄鐵高，與鐵素體球墨鑄鐵相近。（2）壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多。（3）導(dǎo)熱性和耐疲勞性比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。（4）耐磨性比灰口鑄鐵好，為HT300的2.2倍以上。蠕墨鑄鐵主要用來代替高強(qiáng)度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素體球墨鑄鐵和鐵素體可鍛鑄鐵生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件。如大型柴油機(jī)機(jī)體、大型機(jī)床立柱等，更適合制造在熱循環(huán)作用下工作的零件，如大型柴油機(jī)汽缸蓋、排汽管、制動(dòng)盤、鋼錠模及金屬型等（6）工藝性能良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削加工性能近于球墨鑄鐵。（5）減振性比球墨鑄鐵高，但比灰口鑄鐵低。2023/2/170第二節(jié)鑄鋼件生產(chǎn)一、鑄鋼的分類1.碳素鑄鋼2.低合金鑄鋼3.高合金鑄鋼2023/2/171二、鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)

1.鑄鋼的鑄造性能差熔點(diǎn)高，流動(dòng)性差、收縮大。1）鑄件要安放冒口和冷鐵；2）必須嚴(yán)格控制澆注溫度；3）鑄件的壁不能太?。?.鑄鋼的熱處理（細(xì)化晶粒，消除鑄造應(yīng)力）退火：C0.35%正火：C0.35%2023/2/172一、鑄造銅合金1．鑄造黃銅

2．鑄造青銅

(Cu-Zn)鑄造黃銅有相當(dāng)高的力學(xué)性能，如σb=250~450Mpa，δ=7~30%，HBS=60~120。因其含銅量低，價(jià)格低于鑄造青銅，而且它的凝固溫度范圍小，有優(yōu)良的鑄造性能。所以鑄造黃銅常用于生產(chǎn)重載低速下或一般用途下的軸承、襯套、齒輪等耐磨件和閥門及大型螺旋槳等耐蝕件等。青銅是指除了銅鋅合金以外的其它銅合金。第三節(jié)鑄造有色合金2023/2/173鑄造錫青銅的力學(xué)性能低于黃銅，但其耐磨、耐蝕性優(yōu)于黃銅，錫青銅特別適合制造高速滑動(dòng)軸承和襯套。除錫青銅外，還有鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等，其中鋁青銅有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐磨、耐蝕性，但鑄造性能較差，僅用于重要用途的耐磨、耐蝕件。二、鑄造鋁合金1．鋁硅合金（Al-Si）鋁硅合金流動(dòng)性好、線收縮率低、熱裂傾向小、氣密性好，又有足夠的強(qiáng)度，所以應(yīng)用最廣。常用于制造形狀復(fù)雜的薄壁件或氣密性要求較高的鑄件，如內(nèi)燃機(jī)缸體、化油器、儀表外殼等。2023/2/1742．鋁銅合金（Al-Cu）3．鋁鎂合金（Al-Mg）4．鋁鋅合金（Al-Zn）鋁銅合金的鑄造性能差，熱裂傾向大、氣密性和耐蝕性較差，但耐熱性較好，主要用于制造活塞、汽缸頭等。鋁鎂合金是所有鋁合金中比強(qiáng)度最高的，主要用于航天、航空或長期在大氣、海水中工作的零件等。第7章砂型鑄造主要內(nèi)容：

7.1造型方法的選擇

7.2砂型鑄造的工藝設(shè)計(jì)

7.3鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容：1砂型鑄造的工藝設(shè)計(jì)2鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)：P1177.8(a)、(b)、(c)、(d)

鑄造工藝圖的繪制分型面的選擇工藝參數(shù)的確定澆注位置的確定如何將設(shè)計(jì)的零件變成鑄件？怎樣生產(chǎn)出合格鑄件鑄造2023/2/1752023/2/176第二篇鑄造概述零件圖鑄造工藝圖鑄型型芯芯砂模型熔化合箱落砂、清理檢驗(yàn)鑄件澆注冷卻凝固2023/2/177

造型和制芯是砂型鑄造最基本的工序，按照緊實(shí)型砂和起模的方法，可分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。一、手工造型1.手工造型

全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型。手工造型特點(diǎn)：操作靈活，工藝裝備（模樣、芯盒、砂箱）簡單，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種大小形狀的鑄件。缺點(diǎn)是對工人技術(shù)水平要求較高，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，用于單件、小批生產(chǎn)。2.常用手工造型特點(diǎn)及應(yīng)用

手工造型按模樣特征可分為：整模造型，分模造型、活塊造型、挖砂造型、假箱造型、刮板造型；按砂箱特征分：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型。第一節(jié)造型方法的選擇2023/2/178為省卻挖砂操作，在造型前特制一個(gè)底胎，然后在底胎上造下箱；底胎可多次使用，不參與澆注造型方法主要特點(diǎn)適用范圍整模造型整體模，平面分型面，型腔在一個(gè)砂箱內(nèi)；造型簡單，鑄件精度表面質(zhì)量較好分模造型模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱，造型簡便挖砂造型假箱造型最大截面位于一端并為平面的簡單鑄件的單件、小批生產(chǎn)最大截面在中部，一般為對稱性鑄件，如套、管、閥類零件單件、小批生產(chǎn)模樣為整體，但分型面不是平面，造型時(shí)手工挖去阻礙取模的型砂，生產(chǎn)率低，技術(shù)水平高分型面不是平面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)分型面不是平面的鑄件的成批生產(chǎn)活塊造型對鑄件上妨礙起模的小部分做成活動(dòng)部分。起模時(shí)先取出主體部分，再取出活動(dòng)部分用于妨礙起模部分的鑄件的單件、小批生產(chǎn)2023/2/179采用活動(dòng)砂箱造型，合型后脫出砂箱造型方法主要特點(diǎn)適用范圍刮板造型用刮板代替模樣造型。節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)率低，技術(shù)水平高，精度較差兩箱造型鑄型由上型和下型構(gòu)成，各類模樣，操作方便三箱造型脫箱造型用于等截面或回轉(zhuǎn)體大中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)最基本的造型方法。各種鑄型，各種批量鑄件兩端截面尺寸比中間大，必須有兩個(gè)分型面主要用于手工造型，具有兩個(gè)分型面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)用于小鑄件的生產(chǎn)。地坑造型在地面砂床中造型，不用砂箱或只用上箱用于要求不高的中、大型鑄件的單件、小批生產(chǎn)續(xù)整模造型2023/2/180分模造型2023/2/181挖砂造型2023/2/182假箱造型2023/2/183三箱造型2023/2/1842023/2/185手工造型分型方案選定86上次課內(nèi)容回顧球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵的生產(chǎn)及應(yīng)用鑄鋼件和有色金屬的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)手工造型砂型鑄造機(jī)器造型

整模造型分模造型活塊造型三箱造型挖砂造型刮板造型震壓造型微震壓實(shí)造型射壓造型拋砂造型2023/2/12023/2/187二、機(jī)器造型機(jī)器造型：將填砂、緊實(shí)、和起模等主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。1．機(jī)器造型的造型方法：1）震壓造型2）微振壓實(shí)3）射壓造型4）拋砂緊實(shí)2．機(jī)器起模2023/2/188三、造型生產(chǎn)線2023/2/189第二節(jié)砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)第二篇鑄造

鑄造工藝圖—將工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容（工藝方案）用工藝符號或文字在零件圖上表示出來所形成的圖樣。鑄造工藝圖的繪制分型面的選擇澆注位置的確定工藝參數(shù)的確定設(shè)計(jì)要點(diǎn)2023/2/190第二篇鑄造鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種工藝符號及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形。鑄造工藝圖的作用：是指導(dǎo)模樣（芯盒）設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、鑄型制造和鑄件檢驗(yàn)的基本工藝文件鑄造工藝圖所含內(nèi)容（9項(xiàng)）

澆注位置，鑄型分型面，型芯的數(shù)量、形狀、尺寸及其固定方法，加工余量，收縮率，澆注系統(tǒng)，起模斜度，冒口和冷鐵的尺寸和布置等。鑄造工藝圖的繪制繪圖要領(lǐng)分型面的選擇澆注位置畫法(上和下)工藝參數(shù)定性給出即可2023/2/191鑄造工藝圖中符號及其表示方法2023/2/192鑄造工藝圖的繪制首先考慮這個(gè)零件有幾種可能的分型方案，需進(jìn)行分析比較;對澆注位置有要求時(shí)要優(yōu)先考慮;對澆注位置沒有要求時(shí)，優(yōu)先確定方案，即優(yōu)先考慮分型面;繪制方法2023/2/1932023/2/194一、澆注位置的選擇澆注位置：澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置。1、鑄件的重要加工面和受力面應(yīng)朝下或位于側(cè)面

3、應(yīng)將鑄件薄而大的平面放在下部、側(cè)面或傾斜位置4、將鑄件的厚大部位朝上或側(cè)放2、鑄件的大平面應(yīng)朝下

5、盡量減少型芯的數(shù)量，要有利于型芯的安裝、固定、檢查和排氣澆注位置的選擇原則（三下一上一少）2023/2/1951、鑄件的重要加工面和受力面應(yīng)朝下或位于側(cè)面

機(jī)床床身澆注位置

圓錐齒輪澆注位置

內(nèi)燃機(jī)汽缸套澆注位置

2023/2/1962、鑄件的大平面應(yīng)朝下，以免形成夾渣和夾砂等缺陷，同時(shí)也有利于排氣、減小金屬液對鑄型的沖刷力平板鑄件澆注位置

2023/2/1973、應(yīng)將鑄件薄而大的平面放在下部、側(cè)面或傾斜位置，以利于合金液填充鑄型電機(jī)端蓋澆注位置

2023/2/1984、將鑄件的厚大部位朝上或側(cè)放，以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)順序凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮，從而獲得組織致密，外形完整的鑄件雙排鏈輪澆注位置（鑄鋼）

2023/2/1995、盡量減少型芯的數(shù)量，要有利于型芯的安裝、固定、檢查和排氣床腿鑄件澆注位置

2023/2/1100二、分型面的選擇選擇原則為了方便起模而不損壞鑄型，應(yīng)選在鑄件的最大截面上；應(yīng)使鑄件的全部或大部分，或者加工基準(zhǔn)面與重要的加工面位于同一砂箱；盡量減少型芯和活塊的數(shù)量；分型面的定義——指兩半鑄型相互接觸的表面應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量；分型面盡量選用平面；盡量使型腔及主要型芯位于下腔；分型面的作用——取出木模形成型腔2023/2/11011、應(yīng)選在鑄件的最大截面上2023/2/11022、應(yīng)使鑄件的全部或大部分，或者加工基準(zhǔn)面與重要的加工面位于同一砂箱，以防止錯(cuò)型，減小鑄件尺寸偏差水管堵頭件的分型面不合理合理2023/2/11033、應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量（一）三通鑄件的分型方案2023/2/11043、應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量（二）

機(jī)器造型多采用一個(gè)分型面、兩箱造型進(jìn)行生產(chǎn)，在不便于起模的地方采用砂芯而不采用多箱造型和活塊不合理合理2023/2/11054、分型面盡量選用平面不合理合理若分型面是一曲面，則必須用假箱或挖砂造型起重臂的分型方案2023/2/11065、盡量減少型芯和活塊的數(shù)量合理不合理接頭分型面采用自帶砂芯代替型芯2023/2/11076、盡量使型腔及主要型芯位于下腔機(jī)床支柱分型面的確定合理不合理2023/2/1108三、鑄造工藝參數(shù)的確定

機(jī)械加工余量和鑄孔鑄造收縮率拔模斜度鑄造圓角型芯及型芯頭澆注系統(tǒng)2023/2/11091．機(jī)械加工余量和鑄孔

加工余量：在鑄件的加工表面上留出的準(zhǔn)備切除的金屬層的厚度?？椎蔫T出：要考慮鑄出的可能性、必要性、和經(jīng)濟(jì)性。一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機(jī)加工完成。2023/2/11102023/2/1111上次課內(nèi)容回顧砂型鑄造的工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝圖的繪制分型面的選擇澆注位置的選擇工藝參數(shù)的確定分型面選擇原則應(yīng)選在鑄件的最大截面上應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量應(yīng)盡量使分型面是一個(gè)平直的面應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少工藝參數(shù)的確定2023/2/1112澆注位置的選擇原則（三下一上一少）2023/2/11132．鑄造收縮率

鑄件在凝固和冷卻過程中會發(fā)生收縮而造成各部分體積和尺寸縮小。為了使鑄件的實(shí)際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣和芯盒時(shí)，模樣和芯盒的制造尺寸應(yīng)比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮率。

合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。通常灰鑄鐵的鑄造收縮率是0.7%~1.0%，鑄鋼的鑄造收縮率為1.3%~2.0%，鋁合金的鑄造收縮率為0.8%~1.2%，錫青銅鑄造收縮率為1.2%~1.4%。鑄造收縮率：2023/2/1114薄壁加，厚壁減，不薄不厚上加下減拔模斜度：為了在造型和制芯時(shí)便于起模，以免損壞砂型和型芯，凡垂直分型面的立壁，在制造模型時(shí)，必須留出一定的傾斜度。3．拔模斜度2023/2/11154．鑄造圓角鑄造圓角：在設(shè)計(jì)和制造模樣時(shí)，相交壁的交角要做成圓角，以防止鑄件交角處產(chǎn)生粘砂、縮孔、裂紋等缺陷。2023/2/11165．型芯及型芯頭型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形。2023/2/1117型芯頭型芯頭的作用:是型芯的定位、支撐和排氣的部分，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮：保證定位準(zhǔn)確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用，澆注時(shí)砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能順暢引出鑄型等。型芯頭的構(gòu)造：(a)垂直芯頭；(b)水平芯頭2023/2/11182023/2/11196、澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵1.澆注系統(tǒng)——引導(dǎo)金屬液進(jìn)入鑄型的一系列通道的總稱1）澆注系統(tǒng)的組成及作用澆口杯——緩和金屬液對鑄型的沖擊、擋住部分熔渣雜質(zhì)；直澆道——調(diào)節(jié)金屬液流入型腔的速度和對型腔的壓力，形狀一般為上大下小的圓錐體；橫澆道——將金屬液分流到各個(gè)內(nèi)澆口和擋渣；內(nèi)澆道——控制金屬液充填鑄型的速度與方向、以及鑄件的冷卻速度與凝固方式。2023/2/11202.冒口（補(bǔ)縮）

安放在鑄件上部厚大或熱節(jié)的地方(a)明冒口和暗冒口；(b)大氣壓力冒口；(c)發(fā)熱冒口2023/2/11213.冷鐵

安放在鑄件不便冒口補(bǔ)縮的厚大或熱節(jié)的地方(a)、(b)、(c)外冷鐵；(d)內(nèi)冷鐵2023/2/1122第四節(jié)液態(tài)成形工藝設(shè)計(jì)實(shí)例

①②③上下材料：HT200收縮率：1.0%2023/2/1123第二篇鑄造第四章型砂鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系

1.鑄件的外形設(shè)計(jì)原則：1．避免外部側(cè)凹、凸起；2．分型面應(yīng)盡量為平直面；3．凸臺、筋條的設(shè)計(jì)應(yīng)便于起模，盡量避免使用活塊和型芯；4．鑄件要有結(jié)構(gòu)斜度。2023/2/1124中下上下上中不合理合理2023/2/11252023/2/11262023/2/11272023/2/11282.鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)1．應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯。內(nèi)腔懸臂支架2023/2/11292．便于型芯的固定、排氣和清理；2023/2/1130第二篇鑄造第一節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系

一、鑄件壁厚的設(shè)計(jì)1．合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚

1）鑄件的最小壁厚：在各種工藝條下，鑄造合金能充滿型腔的最小厚度。鑄造方法鑄件尺寸（mm）合金種類鑄鋼灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金砂型鑄造<200×20085～66533～5200×20~500×50010～126～1012846～8>500×50015～2015～2015～2010～12610～122023/2/11312）鑄件的臨界壁厚在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下，臨界壁厚≈3×最小壁厚

缺陷分析：

如果所設(shè)計(jì)鑄件的壁厚小于允許的“最小壁厚”，鑄件就易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。在鑄造厚壁鑄件時(shí)，容易產(chǎn)生縮孔、縮松、結(jié)晶組織粗大等缺陷，從而使鑄件的力學(xué)性能下降。2．鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面2023/2/1132二、鑄件壁的連接1．鑄件的結(jié)構(gòu)圓角2．避免銳角連接3．厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡4．減緩筋、輻收縮的阻礙2023/2/1133實(shí)例分析：改進(jìn)后的交錯(cuò)接頭或環(huán)狀接頭，其熱節(jié)均較改進(jìn)的小，且可通過微量變形來緩解內(nèi)應(yīng)力，抗裂性能均較好。2023/2/11345：避免出現(xiàn)過大的水平面缺陷分析：薄壁罩殼鑄件，當(dāng)其殼頂呈水平面時(shí)，因薄壁件金屬液散熱冷卻快，渣、氣易滯留在頂面，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔和夾渣缺陷。實(shí)例：2023/2/1135不合理合理不合理合理2023/2/1136不合理合理2023/2/1137不合理合理2023/2/1138不合理合理2023/2/1139不合理合理2023/2/1140不合理合理2023/2/1141不合理合理2023/2/1142不合理合理2023/2/1143不合理合理特種鑄造金屬型鑄造離心鑄造壓力鑄造熔模鑄造低壓鑄造擠壓鑄造陶瓷型鑄造消失模鑄造本章沒有重點(diǎn)要求，與金工實(shí)習(xí)內(nèi)容配合講授半固態(tài)鑄造石膏型鑄造每種鑄造方法都有各自的優(yōu)勢，但都不是萬能工藝第八章特種鑄造2023/2/11442023/2/1145第二篇鑄造第一節(jié)熔模鑄造熔模鑄造：

用易熔材料制成模型，然后在模型上涂掛耐火材料，