鑄造基礎知識演講人：日期：目錄CONTENTS鑄造概述鑄造工藝原理目錄CONTENTS鑄造方法與分類鑄造材料與輔料目錄CONTENTS鑄造工藝設計與優(yōu)化鑄造缺陷與防止措施目錄CONTENTS鑄造技術的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)01鑄造概述鑄造定義鑄造是將熔融的金屬注入模具中，待其冷卻凝固后獲得一定形狀和性能的金屬制品的工藝方法。鑄造特點鑄造可以生產(chǎn)形狀復雜、尺寸精確、壁厚不均勻的金屬制品；適應性強，幾乎不受材料、形狀和尺寸的限制；成本低，可大量生產(chǎn)。鑄造的定義與特點古代鑄造近代鑄造現(xiàn)代鑄造鑄造技術源遠流長，最早可追溯到約6000年前的新石器時代末期，當時人們已開始使用銅和錫進行鑄造。自18世紀工業(yè)革命以來，鑄造技術得到了迅速發(fā)展，特別是鋼鐵鑄造技術的發(fā)展，推動了工業(yè)革命的進程。20世紀以來，鑄造技術不斷創(chuàng)新，出現(xiàn)了許多新的鑄造方法和設備，如壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造等。鑄造的歷史與發(fā)展鑄造是機械制造的重要基礎工藝之一，廣泛應用于汽車、船舶、飛機、機床等領域。機械制造鑄造在冶金工業(yè)中也有著廣泛的應用，如冶煉設備、耐火材料、爐料等。冶金工業(yè)鑄造技術在文化藝術領域也有著重要的應用，如雕塑、藝術品、文物復制等。文化藝術鑄造的應用領域01020302鑄造工藝原理金屬在熔煉爐中加熱至熔點后變?yōu)橐簯B(tài)，通過澆鑄系統(tǒng)注入鑄型。金屬的熔化與澆鑄液態(tài)金屬在鑄造過程中需具備良好的流動性，以便填充鑄型并形成所需形狀。液態(tài)金屬的流動性液態(tài)金屬在鑄型中冷卻凝固成固態(tài)，完成成型過程。液態(tài)金屬的凝固金屬的液態(tài)成型原理鑄造過程中，熱量從液態(tài)金屬傳遞給鑄型，再由鑄型傳遞給外界，使液態(tài)金屬逐漸冷卻凝固。熱量傳遞液態(tài)金屬在凝固過程中，溫度逐漸降低，直至達到室溫。凝固過程中的溫度變化鑄造過程中溫度分布不均勻會導致熱應力的產(chǎn)生，進而影響鑄件的形狀和尺寸精度。熱應力與變形鑄造過程中的熱力學原理鑄造合金的結(jié)晶與相變結(jié)晶過程鑄造合金在凝固過程中會發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，形成晶粒和晶界。相變過程鑄態(tài)組織鑄造合金在凝固和加熱過程中，會發(fā)生多種相變，如共晶反應、共析反應等，這些相變對鑄件的性能有重要影響。鑄造合金在凝固過程中所形成的組織稱為鑄態(tài)組織，鑄態(tài)組織的形態(tài)和分布對鑄件的力學性能有重要影響。03鑄造方法與分類鑄造過程定義及特點優(yōu)缺點砂型鑄造是指在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法，鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)都能適應。包括造型、制芯、合箱、澆注、落砂、清理等步驟。砂型鑄造工藝靈活、適應性廣，但鑄件精度較低，表面粗糙度較大，生產(chǎn)效率也較低。砂型鑄造定義及特點金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復使用多次（幾百次到幾千次）。金屬型鑄造鑄造過程包括金屬型制作、澆注、冷卻、脫模等步驟。優(yōu)缺點金屬型鑄件精度高、表面質(zhì)量好，生產(chǎn)效率也較高，但鑄型成本高、工藝復雜，且不適用于大型鑄件的生產(chǎn)。熔模鑄造鑄造過程蠟模晾干后，放入熱水中將內(nèi)部蠟熔掉，形成空腔，再將金屬液澆入空腔中，冷卻后獲得鑄件。優(yōu)缺點熔模鑄造能生產(chǎn)形狀復雜、精度高的鑄件，且鑄件表面質(zhì)量好，但工藝過程較復雜，成本較高。定義及特點熔模鑄造又稱失蠟鑄造，包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆注金屬液及后處理等工序。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟模，然后蠟模上涂以泥漿，這就是泥模。030201定義及特點鑄造過程優(yōu)缺點壓力鑄造是指將熔融或半熔融的金屬以高速壓射入金屬鑄型內(nèi)，并在壓力下結(jié)晶的鑄造方法，簡稱壓鑄。常用壓射壓力為30～70MPa。包括壓鑄機的準備、壓鑄型的準備、壓鑄合金的熔煉與澆注、壓鑄件的取出與后處理等步驟。壓鑄件精度高、表面質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，且能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，但壓鑄機及壓鑄模成本高，且壓鑄件內(nèi)部氣孔較多，有時需要進行后續(xù)處理。壓力鑄造04鑄造材料與輔料常用鑄造金屬材料鑄鐵鑄鐵是鐵碳合金的總稱，具有良好的鑄造性能和減震性，是常用的鑄造金屬材料之一。鑄鋼鑄鋼具有高的強度、塑性和韌性，常用于制造大型機械零件和工程構(gòu)件。鑄造鋁合金鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能和機械性能，是航空航天、汽車制造等領域常用的鑄造材料。鑄銅合金鑄銅合金具有良好的導電性、導熱性和耐腐蝕性，常用于制造電器、儀表和藝術品等。鑄造砂是鑄造過程中用來制造鑄型的主要材料，具有耐火性、透氣性、退讓性和一定的強度。鑄造砂粘結(jié)劑是將鑄造砂粘結(jié)成型的材料，常用的粘結(jié)劑有粘土、水玻璃、樹脂等。粘結(jié)劑涂料是涂在鑄型表面的一層材料，主要作用是防止鑄件粘砂、提高鑄件表面質(zhì)量和減少鑄件表面缺陷。涂料鑄造砂與粘結(jié)劑其他輔助材料脫模劑脫模劑是用于涂覆在鑄型表面，防止鑄件與鑄型粘結(jié)，提高鑄件表面質(zhì)量和脫模效率的材料。02040301變質(zhì)劑變質(zhì)劑是用于改變金屬液的凝固方式，從而獲得特定組織和性能的材料。熔煉劑熔煉劑是用于去除金屬液中的雜質(zhì)，提高金屬純凈度和鑄件質(zhì)量的材料。精煉劑精煉劑是用于去除金屬液中的氣體和非金屬夾雜物，提高金屬純凈度和鑄件質(zhì)量的材料。05鑄造工藝設計與優(yōu)化鑄造工藝設計的基本原則鑄造工藝符合鑄件結(jié)構(gòu)要求01根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點，選擇合適的鑄造工藝，確保鑄件質(zhì)量。順序凝固原則02在設計鑄造工藝時，應遵循順序凝固原則，以減少鑄造缺陷和提高鑄件的組織致密度。合金化原則03根據(jù)鑄件的性能要求，選擇合適的合金成分和含量，以達到預期的鑄造效果。經(jīng)濟性原則04在滿足鑄件質(zhì)量要求的前提下，應盡量降低鑄造工藝成本，提高生產(chǎn)效率。澆口設計冒口設計澆注系統(tǒng)尺寸計算過濾和凈化處理澆口是液態(tài)金屬進入鑄型的通道，應合理設計其位置、尺寸和形狀，以確保金屬液平穩(wěn)、迅速地充滿鑄型。冒口是鑄型中用于儲存金屬液的空腔，其設計應考慮到鑄件的熱膨脹、收縮和凝固順序等因素，以保證鑄件質(zhì)量。根據(jù)液態(tài)金屬的流量、流速和壓力等參數(shù)，計算澆注系統(tǒng)的尺寸，以確保金屬液能夠順利、平穩(wěn)地充滿鑄型。在澆注系統(tǒng)中設置過濾網(wǎng)和凈化裝置，以去除金屬液中的雜質(zhì)和氧化物，提高鑄件質(zhì)量。澆注系統(tǒng)設計正交試驗設計通過正交試驗設計，系統(tǒng)地研究鑄造工藝參數(shù)對鑄件質(zhì)量的影響，以找到最佳的工藝參數(shù)組合。鑄造工藝自動化與智能化采用自動化和智能化技術，實現(xiàn)鑄造過程的自動化控制和智能化管理，提高鑄造生產(chǎn)效率和鑄件質(zhì)量穩(wěn)定性。鑄件缺陷分析與改進對鑄件缺陷進行深入分析，找出產(chǎn)生缺陷的原因，并提出改進措施，以提高鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。數(shù)值模擬技術利用數(shù)值模擬技術，模擬鑄造過程中的金屬流動、凝固和溫度場分布等，以優(yōu)化鑄造工藝參數(shù)和預測鑄件質(zhì)量。鑄造工藝優(yōu)化方法06鑄造缺陷與防止措施氣孔夾雜物縮孔與縮松裂紋鑄件凝固過程中，由于金屬液收縮而產(chǎn)生的孔洞，分為縮孔和縮松兩種，原因包括金屬液凝固收縮、澆注系統(tǒng)設計不合理等。鑄件內(nèi)部或表面出現(xiàn)的大小不一的孔洞，原因包括金屬液含氣量高、鑄模排氣不良、金屬液澆注速度過快等。鑄件開裂，原因包括鑄件結(jié)構(gòu)不合理、金屬液過熱、鑄模冷卻速度不均等。鑄件內(nèi)部或表面出現(xiàn)的夾雜物，原因包括金屬液中含有氧化物、爐渣等雜質(zhì)，以及鑄模內(nèi)壁脫落的砂粒、金屬等。常見鑄造缺陷類型及原因分析鑄造缺陷的防止措施優(yōu)化鑄造工藝合理設計澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵，以控制金屬液的充型和凝固過程。提高鑄模質(zhì)量選擇合適的鑄模材料，確保鑄模具有足夠的強度、剛度、耐熱性和透氣性。嚴格金屬液處理采用脫氣、除渣等精煉手段，減少金屬液中的氣體和雜質(zhì)含量?？刂畦T造溫度合理控制澆注溫度和鑄模溫度，避免金屬液過熱和鑄模過冷。通過肉眼或輔助工具檢測鑄件表面質(zhì)量，如氣孔、裂紋、夾雜物等。利用X射線或γ射線檢測鑄件內(nèi)部缺陷，如縮孔、縮松等。利用超聲波在金屬中的傳播特性檢測鑄件內(nèi)部缺陷，如裂紋、夾雜物等。通過壓力測試檢測鑄件的密封性和強度，如氣密性測試、水壓測試等。鑄造質(zhì)量檢測與控制方法視覺檢測射線檢測超聲檢測壓力測試07鑄造技術的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)環(huán)保和可持續(xù)性要求鑄造過程中會產(chǎn)生大量的廢氣、廢渣和噪音等污染物，環(huán)保和可持續(xù)性要求鑄造企業(yè)采取有效的措施減少環(huán)境污染。鑄造工藝和設備不斷升級傳統(tǒng)的鑄造工藝和設備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求，鑄造企業(yè)正在逐步實現(xiàn)工藝和設備的升級換代。鑄件品質(zhì)要求越來越高隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對鑄件的品質(zhì)要求越來越高，鑄件需要更高的強度、硬度、韌性和耐腐蝕性。鑄造技術的發(fā)展現(xiàn)狀精密鑄造技術鑄造新材料數(shù)字化鑄造技術采用先進的精密鑄造技術，可以生產(chǎn)出精度高、表面光潔度好的鑄件，廣泛應用于航空、航天、醫(yī)療器械等領域。隨著材料科學的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的鑄造材料，如高強度鋁合金、鎂合金、鈦合金等，這些材料具有優(yōu)異的性能和應用前景。數(shù)字化鑄造技術將計算機輔助設計、計算機輔助制造和計算機輔助測試等技術應用于鑄造過程中，可以提高鑄造工藝水平和鑄件品質(zhì)。新型鑄