《鑄造生產(chǎn)工藝》PPT課件

《《鑄造生產(chǎn)工藝》PPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《鑄造生產(chǎn)工藝》PPT課件（189頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、熱加工基礎(chǔ) 張虎,熱加工基礎(chǔ)第一章 鑄造生產(chǎn),三院制造系,熱加工基礎(chǔ) 張虎,第一章 鑄 造,第一節(jié)合金的鑄造性能 第二節(jié)常用合金鑄件的生產(chǎn) 第三節(jié)砂型鑄造 第四節(jié)特種鑄造 第五節(jié)零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄造概念,,引言,1、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法，稱為鑄造。,圖1 砂型鑄造,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2、鑄造優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 1）可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯，如各種箱體、床身、機(jī)架等。2）鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。工業(yè)上常用的金屬材料均可用來(lái)進(jìn)行鑄造，鑄件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由0.5

2、mm到1m左右。3）鑄造用原材料大都來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，并可直接利用廢機(jī)件，故鑄件成本較低。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,缺點(diǎn)： 1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。2）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄造產(chǎn)品,,圖2 鑄造產(chǎn)品,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄造技術(shù)的應(yīng)用,我國(guó)鑄造生產(chǎn)有著悠久的歷史。 早在三千多年前，青銅鑄器已有應(yīng)用，二千五百年前，鑄鐵工具已經(jīng)相當(dāng)普遍。 例如，始建于公元856年的河北正定隆興寺內(nèi)的銅佛菩薩，高22m余，42臂，重120t，是我國(guó)古代最大的佛像，且造型生動(dòng)逼真，是一尊難得的佛教藝術(shù)珍品；,熱

3、加工基礎(chǔ) 張虎,,再如制造于公元953年的河北滄州鐵獅子，身高5. 4m,長(zhǎng)6. 5m,寬3m,重40t,頸下及體外鑄有“獅子”“大周廣順二年鑄”等字樣，腹內(nèi)還鑄有金剛經(jīng)文，雄偉壯觀，具有極高的藝術(shù)價(jià)值，充分體現(xiàn)了我國(guó)古代勞動(dòng)人民精湛的鑄造技藝。 大量歷史文物顯示出我國(guó)古代勞動(dòng)人民在世界鑄造史上作出的卓越貢獻(xiàn)，如泥型、金屬型、失蠟型三大鑄造技術(shù)就是我國(guó)的創(chuàng)造。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,第一節(jié)合金的鑄造性能,鑄造性能是合金在鑄造生產(chǎn)中所表現(xiàn)出來(lái)的工藝性能，它是合金的流動(dòng)性、收縮性、偏析和吸氣性等性能的綜合體現(xiàn)。 其中流動(dòng)性和收縮性對(duì)鑄件的質(zhì)量影響最大。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄造性能內(nèi)容包括:,1、流動(dòng)性

4、和充型能力 2、合金的凝固與收縮 3、鑄造合金的偏析和吸氣性,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（一）合金的流動(dòng)性,1、流動(dòng)性 流動(dòng)性是指熔融金屬的流動(dòng)能力。 它是影響熔融金屬充型能力的因素之一,熱加工基礎(chǔ) 張虎,流動(dòng)性對(duì)鑄件質(zhì)量的影響,流動(dòng)性好的合金，易于充滿薄而復(fù)雜的鑄型型腔，便于澆注出輪廓清晰的鑄件，減少澆不到、冷隔等缺陷； 有利于液體金屬中氣體和非金屬夾雜物的上浮與排出，減少氣孔、夾雜缺陷的產(chǎn)生； 有利于對(duì)合金冷凝過(guò)程中所產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮，從而減少鑄件中諸如縮孔、縮松及凝固后期所產(chǎn)生的熱裂紋等鑄造缺陷。 因此，在鑄件設(shè)計(jì)、選擇合金和制定鑄造工藝時(shí)，常常需要考慮合金的流動(dòng)性。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,流動(dòng)性

5、的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：,合金流動(dòng)性的好壞，通常以“螺旋形流動(dòng)性試樣”的長(zhǎng)度來(lái)衡量，將金屬液體澆入螺旋形試樣鑄型中，在相同的澆注條件下，合金的流動(dòng)性愈好，所澆出的試樣愈長(zhǎng)。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,流動(dòng)性螺旋形式樣,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,流動(dòng)性的影響因素,流動(dòng)性是合金本身的屬性，其影響因素很多，主要包括合金的種類、成分、結(jié)晶特征及其它物理性能。 1）合金的種類 不同種類的合金，具有不同的螺旋線長(zhǎng)度，即具有不同的流動(dòng)性。其中灰鑄鐵的流動(dòng)性最好，硅黃銅、鋁硅合金次之，而鑄鋼的流動(dòng)性最差。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,常用合金流動(dòng)性,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2）化學(xué)成分和結(jié)晶特征,純金屬和共晶成分的合金，凝固是由鑄件壁表面向中心逐漸

6、推進(jìn)，凝固后的表面比較光滑，對(duì)未凝固液體的流動(dòng)阻力較小，所以流動(dòng)性好，見圖3a。,圖3 不同結(jié)晶特征的合金的流動(dòng)性,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,在一定凝固溫度范圍內(nèi)結(jié)晶的亞共晶合金，凝固時(shí)鑄件內(nèi)存在一個(gè)較寬的既有液體又有樹枝狀晶體的兩相區(qū)。凝固溫度范圍越寬，則枝狀晶越發(fā)達(dá)，對(duì)金屬流動(dòng)的阻力越大，金屬的流動(dòng)性就越差，見圖3b。,,圖3 不同結(jié)晶特征的合金的流動(dòng)性,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,鐵碳合金的流動(dòng)性與相圖的關(guān)系見圖4。圖中表明，純鐵和共晶鑄鐵的流動(dòng)性最好，亞共晶鑄鐵和碳素鋼隨凝固溫度范圍的增加，其流動(dòng)性變差。,圖4 鐵碳合金的流動(dòng)性與相圖的關(guān)系,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,合金液的粘度、結(jié)晶潛熱、熱導(dǎo)率等物理性

7、能對(duì)流動(dòng)性都有影響 如高鉻耐熱鋼鋼液因含較多的Cr2O3，使粘度顯著增大，流動(dòng)性很差。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鐵碳合金相圖,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（二）合金的充型能力1. 充型能力 考慮鑄型及工藝因素影響的熔融金屬流動(dòng)性叫合金的充型能力。 即液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力。 合金的流動(dòng)性是金屬本身的屬性，不隨外界條件的改變而變化，而合金的充型能力不僅和金屬的流動(dòng)性相關(guān)，而且也受外界因素的影響。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,若充型能力不足產(chǎn)生的缺陷：,若充型能力不足，已形成的晶?？赡軐⒔饘倭鲃?dòng)的通道堵塞，產(chǎn)生澆不到、冷隔等類缺陷，造成廢品。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2. 充型能力的影響因素,

8、合金的流動(dòng)性對(duì)充型能力的影響最大，此外，鑄型和工藝條件也會(huì)改變合金的充型能力。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,1）鑄型填充條件,鑄型的阻力將阻礙合金液的流動(dòng) 鑄型與合金液之間的熱交換又將影響合金保持流動(dòng)的時(shí)間 故鑄型對(duì)充型能力有顯著影響,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,a）鑄型的蓄熱能力 即鑄型從金屬液中吸收和儲(chǔ)存熱量的能力。鑄型的熱導(dǎo)率和質(zhì)量熱容越大，對(duì)液態(tài)合金的激冷作用越強(qiáng)，合金的充型能力就越差。 如金屬型鑄造較砂型鑄造容易產(chǎn)生澆不到等缺陷。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b）鑄型溫度 提高鑄型溫度，可以降低鑄型和金屬液之間的溫差，進(jìn)而減緩了冷卻速度，可提高合金液的充型能力。c）鑄型中的氣體 鑄型中氣體越多，合金的充型能力

9、就越差。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2）澆注條件,a)澆注溫度 澆注溫度對(duì)合金的充型能力有著決定性的影響。在一定范圍內(nèi)，隨著澆注溫度的提高，合金液的粘度下降，且在鑄型中保持流動(dòng)的時(shí)間增長(zhǎng)，充型能力增加。 對(duì)薄壁鑄件或流動(dòng)性較差的合金，為防止?jié)膊坏胶屠涓舻热毕莸漠a(chǎn)生，可適當(dāng)提高澆注溫度。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,澆注溫度過(guò)高的缺陷： 澆注溫度過(guò)高，液態(tài)合金的收縮增大，吸氣量增加，氧化嚴(yán)重，容易導(dǎo)致產(chǎn)生縮孔、縮松、氣 孔、粘砂、粗晶等缺陷，故在保證充型能力足夠的前提下，盡量降低澆注溫度。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,常用金屬澆鑄溫度： 灰鑄鐵的澆注溫度為1230C -13800C， 鑄鋼為1520C-1620C 鋁合

10、金為680-780C。 復(fù)雜薄壁件取上限，厚大件取下限。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b）充型壓力 液態(tài)合金在流動(dòng)方向上所受的壓力越大，其充型能力越好。 砂型鑄造時(shí)，充型壓力是由直澆道所產(chǎn)生的靜壓力取得的，故增加直澆道的高度可有效地提高充型能力。 特種鑄造中（壓力鑄造、低壓鑄造和離心鑄造等），是用人為加壓的方法使充型壓力增大，充型能力提高。 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力越大，充型能力就越低。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,3）鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件的結(jié)構(gòu)對(duì)充型能力也有相當(dāng)?shù)挠绊?。鑄件壁厚過(guò)小，壁厚急劇變化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有大的水平面時(shí)，都將會(huì)影響合金的充型能力。充型能力低。 改善充型能力的措施: 選用流動(dòng)性好的合金，提高澆

11、注溫度和壓頭、合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,二 合金的凝固與收縮,澆入鑄型的金屬液在其后的冷卻凝固過(guò)程中，體積將會(huì)縮減。 如果這種收縮得不到及時(shí)地補(bǔ)足，將在鑄件中產(chǎn)生縮孔或縮松缺陷。 常見缺陷：鑄件縮孔或縮松、熱裂、析出性氣孔、偏析、非金屬夾雜等缺陷,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（一）鑄件的凝固方式及影響因素,1. 鑄件的凝固方式鑄造合金大都在一定溫度范圍內(nèi)（狀態(tài)圖中的液相線到固相線之間）結(jié)晶凝固。 凝固過(guò)程中的三區(qū)域：液相區(qū)、固相區(qū)和液固兩相區(qū)（又稱凝固區(qū)） 凝固區(qū)對(duì)鑄件質(zhì)量的影響最顯著 根據(jù)液固兩相區(qū)的寬窄將鑄件的凝固方式分為：逐層凝固方式、糊狀凝固方式和中間凝固方式。,熱加工

12、基礎(chǔ) 張虎,,（1）逐層凝固方式 合金在凝固過(guò)程中，其鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾融呌诹悖鋽嗝嫔瞎滔嗪鸵合嘤梢粭l界線清楚地分開，這種凝固方式稱為逐層凝固。 常見合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)純銅、工業(yè)純鋁、共晶鋁硅合金及某些黃銅都屬于逐層凝固的合金。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,逐層凝固方式的優(yōu)點(diǎn),呈逐層凝固方式的合金，其凝固前沿與液態(tài)金屬接觸（或凝固區(qū)域很窄），凝固階段發(fā)生的收縮能及時(shí)得到液體的補(bǔ)足，故易獲得組織致密的鑄件； 如果凝固層因收縮受阻而產(chǎn)生了晶間裂紋，也很容易得到未凝固金屬液的填補(bǔ)而彌合起來(lái)，從而大大減少了鑄件的熱裂缺陷； 呈逐層凝固方式的合金，具有良好的流動(dòng)性，便于澆注出輪廓清晰的鑄i件。,熱

13、加工基礎(chǔ) 張虎,鑄件凝固方式,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（2）糊狀凝固方式 條件：如果合金的凝固溫度范圍很寬，或鑄件斷面溫度曲線較平坦，則其凝固區(qū)很寬，甚至在鑄件凝固的某段時(shí)間內(nèi)，液固并存的凝固區(qū)貫穿整個(gè)鑄件斷面。 合金在凝固過(guò)程中先呈糊狀而后凝固，這種凝固方式稱為糊狀凝固。 球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,糊狀凝固方式缺陷,呈糊狀凝固的鑄件在鑄件中留下了許多分散的小孔洞（縮松）。 呈糊狀凝固方式的合金難以獲得組織致密的鑄件 糊狀凝固的合金樹枝晶較發(fā)達(dá)，且過(guò)早地連成骨架，并開始線收縮，鑄件易產(chǎn)生熱裂 液體中較發(fā)達(dá)的枝晶增大了流動(dòng)阻力，使合金的流動(dòng)性降低。

14、,熱加工基礎(chǔ) 張虎,凝固方式,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（3）中間凝固方式 大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,圖5 鑄件的凝固方式,凝固方式,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2. 凝固方式的影響因素,影響鑄件凝固方式的主要因素是合金的凝固溫度范圍和鑄件結(jié)晶時(shí)的溫度梯度。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（1）合金凝固溫度范圍的影響 合金的液相線和固相交叉在一起，或間距很小，則金屬趨于逐層凝固；如兩條相線之間的距離很大，則趨于糊狀凝固；如兩條相線間距離較小，則趨于中間凝固方式。 凝固區(qū)域的寬度取決于合金的凝固溫度范圍鑄件的溫度梯度由合

15、金的化學(xué)成分確定 純金屬或共晶成分合金為逐層凝固,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,溫度梯度是凝固方式的重要調(diào)節(jié)因素 逐層凝固措施： 加大鑄型的蓄熱能力和激冷能力以及降低金屬液的澆注溫度，都可以增大鑄件斷面的溫度梯度。 結(jié)論：傾向于逐層凝固的合金便于鑄造，容易生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鑄件，故應(yīng)盡量選用；當(dāng)必須選用傾向于糊狀凝固的合金時(shí)，則可考慮采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，提高鑄件斷面的溫度梯度，以減小其凝固區(qū)域。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（二） 鑄造合金的收縮,鑄造合金從液態(tài)冷卻到室溫的過(guò)程中，其體積和尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。 收縮是鑄造合金的物理性能，是多種鑄造缺陷（縮孔、縮松、殘余內(nèi)應(yīng)力、變形、裂紋）產(chǎn)生的基本原因。 合金的收縮

16、量通常用體收縮率或線收縮率來(lái)表示,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,冷卻收縮經(jīng)歷如下三個(gè)階段： 1.液態(tài)收縮 金屬在液態(tài)時(shí)由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。 鑄造合金的澆注溫度一般控制在高于液相線50-150。2.凝固收縮 熔融金屬在凝固階段的體積收縮。 液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因。3.固態(tài)收縮 金屬在固態(tài)時(shí)由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。 固態(tài)收縮對(duì)鑄件的形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（三） 影響合金收縮的因素合金的總體積收縮為液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮之和 主要影響因素有合金的化學(xué)成分、澆注溫度、鑄型結(jié)構(gòu)

17、和鑄型條件等。 1. 化學(xué)成分 不同成分的合金其收縮率一般也不相同。 石墨質(zhì)量體積大，使鑄鐵體積膨脹 在常用鑄造合金中鑄剛的收縮最大，灰鑄鐵最小,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鐵碳合金的體積收縮率,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,2. 澆注溫度 合金澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液體收縮越大。3. 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件 鑄件冷卻收縮時(shí)，因其形狀、尺寸的不同，各部分的冷卻速度不同，導(dǎo)致收縮不一致，且互相阻礙，又加之鑄型和型芯對(duì)鑄件收縮的阻力，故鑄件的實(shí)際收縮率總是小于其自由收縮率。這種阻力越大，鑄件的實(shí)際收縮率就越小。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（四）收縮對(duì)鑄件質(zhì)量的影響1. 縮孔和縮松 鑄件凝固過(guò)程中，其液態(tài)收縮和凝固收縮所減

18、少的體積如果得不到及時(shí)的補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。 大而集中的孔洞叫縮孔， 細(xì)小而分散的孔洞叫縮松 影響：縮孔和縮松降低鑄件的力學(xué)性能和氣密性，嚴(yán)重時(shí)可能使鑄件成為廢品。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（1）縮孔的形成 縮孔總是出現(xiàn)在鑄件上部或最后凝固的部位，其外形特征是：內(nèi)表面粗糙，形狀不規(guī)則，多近于倒圓錐形。 通常縮孔隱藏于鑄件的內(nèi)部，有時(shí)經(jīng)切削加工才能暴露出來(lái)?？s孔形成的主要原因是液態(tài)收縮和凝固收縮?？s孔形成過(guò)程見圖6。 縮孔形成的主要原因是液態(tài)收縮和凝固收縮。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,圖6 縮孔形成過(guò)程示意圖,縮孔形成過(guò)程示意圖,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,純金屬和接近共晶成分的金屬易形成縮孔

19、，現(xiàn)以圓柱形鑄件為例說(shuō)明縮孔的形成過(guò)程，見圖1-6 液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，降溫時(shí)發(fā)生液態(tài)收縮，其減小的體積可以從澆注系統(tǒng)中得到補(bǔ)嘗，見圖1-6a 由于鑄型的吸熱，靠近型腔表面的金屬率先凝固結(jié)殼，此時(shí)內(nèi)澆道被凍結(jié)，見圖1-6b,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,體系向外界散失熱量，凝固層加厚，但封閉于硬殼內(nèi)的液體金屬因液態(tài)收縮和補(bǔ)充凝固層的凝固收縮，體積減小，液面下降，硬殼內(nèi)出現(xiàn)空隙，見圖1-6c 鑄件凝固依次進(jìn)行，硬殼層逐漸加厚，液面不斷下降。此時(shí)若下降的液面得不到液體金屬的補(bǔ)足，當(dāng)鑄件全部凝固后，在其上部形成了一個(gè)倒圓錐形的孔洞縮孔，見圖1-6d.,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,已形成縮孔的鑄件繼續(xù)冷卻到室溫時(shí)，由

20、于固態(tài)收縮，鑄件的外形輪廓有所減小，縮孔的體積亦有所減小，但縮孔體積與鑄件體積的比值保持不變，縮孔被保留下來(lái)，見圖1-6e,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（2）縮松的形成 縮松是分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小孔洞，可分為宏觀縮松和顯微縮松兩種 凝固范圍較寬的合金有一個(gè)較寬的液固兩相區(qū)，繼續(xù)凝固時(shí)，晶體不斷長(zhǎng)大，直至互相接觸，此時(shí)互相接觸的固體將液相分割成許多封閉的小區(qū)，封閉區(qū)內(nèi)的金屬液凝固收縮時(shí)無(wú)法得到補(bǔ)充，故最后形成一個(gè)個(gè)微小的分散孔洞，即縮松。 宏觀縮松多分布在鑄件最后凝固的部位，顯微縮松則是存在于在晶粒之間的微小孔洞，形成縮松的主要原因也是液態(tài)收縮和凝固收縮所致。縮松形成過(guò)程見圖7。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,

21、,圖7 縮松形成過(guò)程示意圖,縮松形成過(guò)程示意圖,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,不同鑄造合金形成縮孔和縮松的傾向不同： 純金屬和接近共晶成分的合金傾向于逐層凝固方式，容易產(chǎn)生集中的縮孔； 凝固溫度范圍較寬的合金，如白口鑄鐵，則傾向于糊狀凝固方式，容易產(chǎn)生分散的縮松。 在生產(chǎn)中可以采取一定的工藝措施，控制鑄件的凝固方式，使鑄件中的縮孔和縮松在一定的范圍內(nèi)互相轉(zhuǎn)化。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（3）縮孔、縮松的防止措施產(chǎn)生縮孔、縮松的主要原因是液、凝固態(tài)收縮 a）采用定向凝固的原則 所謂定向凝固，是使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固的過(guò)程。冒口和冷鐵的合理使用，可造成鑄件的定向凝固，有效地消除縮孔、縮松。定

22、向凝固原則見圖8。 冒口是指鑄型中儲(chǔ)存供補(bǔ)縮用熔融金屬的空腔，也指該空腔中充填的金屬,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,圖8 定向凝固原則,定向凝固原則,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,冒口和冷鐵的合理使用，可消除鑄鋼、高強(qiáng)度鑄鐵和可鍛鑄鐵等澆鑄的索孔和縮松 定向凝固的缺陷：使鑄件各部分的溫差加大，容易導(dǎo)致變形、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b）合理確定鑄件的澆注位置、內(nèi)澆道位置及澆注工藝 澆注位置的選擇應(yīng)服從定向凝固原則；內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在鑄件的厚壁處或靠近冒口；要合理選擇澆注溫度和澆注速度，在不增加其它缺陷的前提下，應(yīng)盡量降低澆注溫度和澆注速度。以減少金屬的液態(tài)收縮量。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,冒口、冷鐵的應(yīng)用,,

23、熱加工基礎(chǔ) 張虎,,2. 鑄造應(yīng)力、變形和裂紋 在鑄件的凝固以及以后的冷卻過(guò)程中，隨溫度的不斷降低，收縮不斷發(fā)生，如果這種收縮受到阻礙，就會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，引起變形或開裂，這種缺陷的產(chǎn)生，將嚴(yán)重影響鑄件的質(zhì)量。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（1） 鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生 鑄造應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因可分為三種：a）熱應(yīng)力 鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，不同部位由于不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。 鑄件的各部分壁厚不均勻，則各部分的冷卻速度不同，在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分的收縮不一致。但鑄件各部分彼此相連，相互制約，不能自由收縮，因而產(chǎn)生熱應(yīng)力。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,框形鑄件熱應(yīng)力的形成過(guò)程,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,上圖中Tk是金屬?gòu)?/p>

24、、塑性轉(zhuǎn)變的臨界溫度（例如鋼和鑄鐵為620-650C)，合金在此溫度之上處于塑性狀態(tài)，其下則處于彈性狀態(tài) 塑性階段(t0-t1） 彈、塑性階段(t1-t2） 以上階段鑄件內(nèi)不殘留應(yīng)力 彈性階段(t2-t3) 殘留應(yīng)力,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,結(jié)論：鑄件壁厚不均勻，凝固冷卻后其內(nèi)將產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的性質(zhì)為：橫截面積較大的厚大部分受到拉伸，產(chǎn)生拉應(yīng)力；而橫截面積較小的細(xì)薄部分受到壓縮，產(chǎn)生壓應(yīng)力，鑄件的壁厚差別越大，合金的線收縮率越高，彈性模量越大，則鑄件內(nèi)產(chǎn)生的熱應(yīng)力就越大。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b）固態(tài)相變應(yīng)力 鑄件由于固態(tài)相變，各部分體積發(fā)生不均衡變化而引起的應(yīng)力。 鑄件在凝固以后的冷卻過(guò)

25、程中如果有固態(tài)相變發(fā)生（例如鋼和鑄鐵的共析轉(zhuǎn)變），則晶體的體積就會(huì)發(fā)生變化。若此時(shí)鑄件各部分溫度均勻一致，則相變同時(shí)發(fā)生，可能不產(chǎn)生應(yīng)力；若鑄件壁厚不均，冷卻過(guò)程中存在著溫度差，則各部分的相變不同時(shí)發(fā)生，其體積變化不均衡而導(dǎo)致產(chǎn)生相變應(yīng)力。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,c）收縮應(yīng)力 鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,收縮應(yīng)力一般為臨時(shí)應(yīng)力，隨著造成收縮應(yīng)力原因的解除，如鑄件落砂清理后，應(yīng)力自行消除。但如果收縮應(yīng)力大于相應(yīng)溫度下的強(qiáng)度極限時(shí)將會(huì)導(dǎo)致裂紋。 鑄造應(yīng)力是熱應(yīng)力、固態(tài)相變應(yīng)力和收縮應(yīng)力的矢量和。根據(jù)不同情況，三種應(yīng)力有時(shí)互相抵消，有

26、時(shí)互相疊加，有的是臨時(shí)性的，有的則殘留下來(lái)。 鑄件鑄出后存在于鑄件不同部位的內(nèi)應(yīng)力稱為殘留應(yīng)力。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（2）鑄造應(yīng)力的防止和消除措施鑄造應(yīng)力的危害：影響鑄件的精度和使用壽命，甚至導(dǎo)致鑄件的變形和開裂。 減小和消除鑄造應(yīng)力的方法如下： a）采用同時(shí)凝固的原則 工藝措施： 同時(shí)凝固是指通過(guò)設(shè)置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施，使鑄件溫差盡量變小，基本實(shí)現(xiàn)鑄件各部分在同一時(shí)間凝固。如圖9所示。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,圖9 同時(shí)凝固原則,同時(shí)凝固原則,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,采用同時(shí)凝優(yōu)點(diǎn)：有效地減小鑄造應(yīng)力，同時(shí)不用或少用冒口，工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省金屬。 缺點(diǎn)：凝固往往使鑄件中心區(qū)域出現(xiàn)縮松，影響鑄

27、件的致密性。 應(yīng)用：同時(shí)凝固一般主要應(yīng)用于收縮較小的合金，如灰鑄鐵以及對(duì)氣密性要求不高的鑄件。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b）提高鑄型溫度 c）改善鑄型和型芯的退讓性 d）進(jìn)行去應(yīng)力退火 把零件加溫到臨界溫度以上3050,保溫一段時(shí)間,然后隨爐冷卻。 目的：消除應(yīng)力;降低硬度;細(xì)化晶粒;均勻成分;為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（3）鑄件的變形和防止鑄件的變形包括鑄件凝固后所發(fā)生的變形以及隨后的切削加工變形。 ）鑄件的變形,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄件變形,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,）切削加工變形,經(jīng)切削加工后產(chǎn)生的變形稱為切削加工變形。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,3)鑄件變形的防止 消除鑄造應(yīng)力的工

28、藝措施也是防止變形的根本方法 防止鑄件變形有以下幾種方法：a) 采用反變形法 可在模樣上做出與鑄件變形量相等而方向相反的預(yù)變形量來(lái)抵消鑄件的變形，此種方法稱為反變形法。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b) 進(jìn)行去應(yīng)力退火 鑄件機(jī)加工之前應(yīng)先進(jìn)行去應(yīng)力退火，以穩(wěn)定鑄件尺寸，降低切削加工變形程度。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,c) 設(shè)置工藝?yán)?為了防止鑄件的鑄態(tài)變形，可在容易變形的部位設(shè)置工藝?yán)摺?熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（4）鑄件的裂紋及防止a) 鑄件裂紋的分類及其形貌鑄件一般有熱裂和冷裂兩種開裂方式。 熱裂紋是在凝固末期固相線附近的高溫下形成的，裂紋沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展。 當(dāng)固態(tài)合金的線收縮受到阻礙，產(chǎn)生的應(yīng)力若超過(guò)該

29、溫度下合金的強(qiáng)度，即產(chǎn)生熱裂；,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,熱裂紋外形曲折短小，裂紋縫內(nèi)表面呈氧化色。熱裂紋一般分布在鑄件上易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位（內(nèi)尖角、斷面突變處）或鑄件熱節(jié)附近 鑄鋼件、可鍛鑄鐵件以及某些鑄造鋁合金件容易產(chǎn)生熱裂紋缺陷。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,冷裂 冷裂是鑄件處于彈性狀態(tài)時(shí)，鑄造應(yīng)力超過(guò)合金的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生的。 冷裂紋常常是穿過(guò)晶體而不是沿晶界斷裂，裂紋細(xì)小，外形呈連續(xù)直線狀或圓滑曲線狀，且裂紋縫內(nèi)干凈，有時(shí)呈輕微氧化色。 冷裂往往出現(xiàn)在鑄件受拉伸的部位，特別是在有應(yīng)力集中的地方。 冷裂材質(zhì)：脆性大、塑性差的合金，如白口鑄鐵、高碳鋼及某些合金鋼最易產(chǎn)生裂紋，大型復(fù)雜鑄件也容易產(chǎn)生冷裂

30、紋。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,冷裂與應(yīng)力的關(guān)系： 鑄件產(chǎn)生冷裂的傾向與鑄件形成應(yīng)力的大小密切相關(guān)。影響冷裂的因素與影響鑄造應(yīng)力的因素基本是一致。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,輪形鑄件的冷裂,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,b）鑄件裂紋的防止 為有效地防止鑄件裂紋的發(fā)生，應(yīng)盡可能采取措施減小鑄造應(yīng)力；同時(shí)金屬在熔煉過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制有可能擴(kuò)大金屬凝固溫度范圍元素的加入量及鋼鐵中的硫、磷含量。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,灰鑄鐵和球墨鑄鐵由于凝固收縮甚小，故它們不易產(chǎn)生熱裂；而鑄鋼、白口鑄鐵，由于其凝固范圍較寬，故容易產(chǎn)生熱裂缺陷。 鋼鐵中的硫、磷，因在鑄件中形成低熔點(diǎn)的共晶體，擴(kuò)大了凝固溫度范圍，故含量越

31、多，熱裂傾向越大。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,三、鑄造合金的偏析和吸氣性,1.偏析 鑄件中出現(xiàn)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。 鑄件的偏析可分為晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析和體積質(zhì)量偏析三類。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,(1)晶內(nèi)偏析（又稱枝晶偏析）是指晶粒內(nèi)各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn) 象，這種偏析出現(xiàn)在具有一定凝固溫度范圍的合金鑄件中。 當(dāng)鑄件凝固時(shí)，往往初生晶軸上含熔點(diǎn)較高的組元多， 在枝晶的邊緣上，含熔點(diǎn)較低的組元多，對(duì)于那些凝固范圍較大的形成固溶體的合金，其晶內(nèi)偏析尤為嚴(yán)重。 為防止和減少晶內(nèi)偏析的產(chǎn)生，在生產(chǎn)中常采取緩慢冷卻或孕育處理的方 法。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,(2)區(qū)域偏析是指鑄件截面的整體上化學(xué)成分和組

32、織的不均勻。 鑄件在凝固時(shí)，與鑄型壁相接觸的外部先行凝固，于是靠近型壁的部分高熔點(diǎn)組元含量較多，而中心部分容易富集低熔點(diǎn)的組元和雜質(zhì)。 避免區(qū)域偏析的發(fā)生，主要應(yīng)該采取預(yù)防措施，如控制澆注溫度不要太高 ，采取快速冷卻使偏析來(lái)不及發(fā)生，或采取工藝措施造成鑄件斷面較低的溫度梯度，使表層和中心部分接近同時(shí)凝固。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,(3)比重偏析 鑄件上、下部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為比重偏析。 鑄件凝固過(guò)程中，如果液相和固相的體積質(zhì)量相差較大，那么體積質(zhì)量大的組元下沉，體 積質(zhì)量小的組元上浮。 為防止 比重偏析，在澆注時(shí)應(yīng)充分?jǐn)嚢杞饘僖夯蚣铀俸辖鹨旱睦鋮s， 使液相和固相來(lái)不及分離，凝固即告結(jié)束。

33、,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,實(shí)例： 球墨鑄鐵的石墨飄浮、高鋁鑄鐵的鋁成分上浮以及鉛青銅的上面富銅而下面富鉛等現(xiàn)象都是由于體積質(zhì)量偏析的緣故,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,2. 鑄件中的氣孔和合金的吸氣 按照氣體的來(lái)源，將氣孔分為三種類型，即侵人性氣孔、析出性氣孔和反應(yīng)性氣孔。（1）侵入性氣孔 侵入性氣孔是由于鑄型表面聚集的氣體侵入金屬液中而形成的孔洞。多位于鑄件的上表面附近，尺寸較大，呈橢圓形或梨形，孔壁光滑，表面有光澤或有輕微氧化色。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,侵人鑄件中的氣體主要來(lái)源：造型材料中水分、有機(jī)粘結(jié)劑和各種附加物。 當(dāng)高溫的金屬液澆人鑄型，水分急劇蒸發(fā)，加之造型材料中有機(jī)物的燃燒和揮發(fā)，形成了大量的氣

34、體。如果鑄型的透氣性不良，則氣體將會(huì)侵人金屬液內(nèi)部。 當(dāng)鑄件的表面已經(jīng)結(jié)成硬殼，侵人的氣 體尚未逸出，則氣體留在鑄件內(nèi)部，形成氣孔。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,預(yù)防措施：預(yù)防侵人性氣孔的基本途徑是降低造型材料 的發(fā)氣量和增加鑄型的透氣性。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,（2）析出性氣孔 析出性氣孔是溶解在金屬液中的氣體，在凝固時(shí)由金屬液中析出而未能逸出鑄件所產(chǎn)生的氣孔。 其特征是尺寸細(xì)小，多而分散，形狀多為圓形、橢圓形或針狀，往往分布于整個(gè)鑄件斷面內(nèi)。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,析出性氣孔的產(chǎn)生源于合金的吸氣，所謂 合金的吸氣，是指熔融金屬和固態(tài)金屬溶解或結(jié)合氣體的過(guò)程。 這類氣孔在鑄鐵件中很少發(fā)現(xiàn)，但在非鐵合金（

35、主要是鋁合金中）和鑄鋼中則經(jīng)常存在，約占這兩類合金鑄件氣孔缺陷總量的一半。 3)反應(yīng)性氣孔澆人鑄型中,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,析出性氣孔產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)榻饘僭谌蹮掃^(guò)程中吸氣過(guò)多。 減少合金的吸氣措施：縮短熔煉時(shí)間；選用烘干過(guò)的爐料；在熔劑覆蓋層下或者在真空條件下熔煉金屬；對(duì)合金液進(jìn)行精煉除氣處理；提高鑄型和型芯的透氣性；降低造型材料中的含水量和對(duì)鑄型進(jìn)行烘干等。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,3）反應(yīng)性氣孔 澆入鑄型中的金屬液與鑄型材料、型芯撐、冷鐵或溶渣之間，因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而形成的氣孔，統(tǒng)稱反應(yīng)性氣孔。 這種氣孔經(jīng)常出現(xiàn)在鑄件表面層下1mm-2mm處，孔內(nèi)表面光滑，孔徑1mm-3mm。 這種氣孔又

36、稱為皮下氣孔，它常出現(xiàn)在鑄鋼件和球墨鑄鐵件上。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,鑄鋼件皮下氣孔常呈針狀，所以又稱針孔。其產(chǎn)生原因在于當(dāng)灼熱的鋼液與鑄型接觸時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng) FeHO=FeO十2H 生成的氫一部分通過(guò)鑄型逸出，另一部分則向鋼液中擴(kuò)散，使鋼液表層的氫濃度達(dá)到飽和。另一方面，鋼液中的氧化鐵和碳發(fā)生如下反應(yīng) FeOCFe+CO,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,防止針孔的措施：除了減少鋼液中的氣體含量外，還要控制鑄型中的水分含量和增加鑄型的透氣性，以及冷鐵、型芯撐表面不得有銹蝕、油污，并保持干燥。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,皮下氣孔是球墨鑄鐵的主要鑄造缺陷之一，其產(chǎn)生原因是鐵液中逸出的鎂和鐵液表面的硫化鎂

37、，與鑄型中的水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了氫和硫化氫等氣體，這些氣體侵入鑄件表面 措施：防止球墨鑄鐵件皮下氣孔，除了減少鐵液中的含氣量外，要嚴(yán)格控制型砂水分，在保證球化的前提下盡量減少鎂的加人量。提高澆注溫度；在鐵液表面覆蓋冰晶石粉等對(duì)防止皮下氣孔也有很好的效果。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,作業(yè)：書p71 ,110,熱加工基礎(chǔ) 張虎,第二節(jié)常用合金鑄件的生產(chǎn),,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)了在共晶溫度時(shí)能保留在奧氏體固溶體中的量。 （一） 鑄鐵的分類 1. 根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式分類 （1）白口鑄鐵 指碳主要以游離碳化鐵形式出現(xiàn)的鑄鐵，

38、斷口呈銀白色。 （2）灰鑄鐵 指碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰色。它是工業(yè)中應(yīng)用最廣的鑄鐵。 （3）麻口鑄鐵 指碳部分以游離碳化鐵形式出現(xiàn)，部分以石墨形式出現(xiàn)，斷口灰白相間。,第二節(jié) 常用鑄造合金一、鑄鐵,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2. 根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)分類 （1）普通灰鑄鐵 石墨呈片狀，見圖10；,圖1-10 灰口鑄鐵,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（2）蠕墨鑄鐵 石墨呈蠕蟲狀，見圖11；,圖11 蠕墨鑄鐵,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（3）可鍛鑄鐵 石墨呈團(tuán)絮狀，見圖12；,圖12 可鍛鑄鐵,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（4）球墨鑄鐵 石墨呈球狀，見圖13。,圖13 球墨鑄鐵,熱加工基礎(chǔ) 張虎,3. 根據(jù)鑄鐵的化學(xué)成

39、分分類 （1）普通鑄鐵 （2） 合金鑄鐵,（二） 灰鑄鐵 1.灰鑄鐵的顯微組織及其性能 （1）灰鑄鐵的顯微組織 灰鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與片狀石墨組成。,灰口鑄鐵的組織： 鐵素體+片狀石墨 鐵素體珠光體+片狀石墨 珠光體+片狀石墨,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（2）灰鑄鐵的性能 a) 力學(xué)性能 由于石墨的存在，一方面使得基體承載的有效面積減少，另一方面在基體中容易造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，最終導(dǎo)致灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和彈性模量均比鋼低得多，斷裂強(qiáng)度通常為120250Mpa；塑性和沖擊韌性近于0，屬于脆性材料。 b) 工藝性能 灰鑄鐵屬于脆性材料，不能進(jìn)行沖壓 ；同時(shí)，其焊接性能也很差。但灰鑄鐵的

40、切削加工性能較好。 c) 減振性 灰鑄鐵具有良好的減振性，其減震能力約為鋼的510倍。工業(yè)上常用它來(lái)制造機(jī)床床身、機(jī)座等。 d) 耐磨性好 e) 缺口敏感性低,熱加工基礎(chǔ) 張虎,2.灰鑄鐵的孕育處理 孕育是以少量材料加入熔融金屬，促進(jìn)成核，以改善其組織和性能的方法。加入的材料稱為孕育劑。常用的孕育劑是FeSi75，熔點(diǎn)為1300，經(jīng)孕育處理后的鑄鐵稱孕育鑄鐵。孕育鑄鐵的強(qiáng)度、硬度比普通灰鑄鐵有顯著提高。孕育鑄鐵適用于對(duì)強(qiáng)度、硬度和耐磨性要求較高的重要鑄件，尤其是厚大鑄件，如床身、凸輪、凸輪軸、氣缸體和氣缸套等。灰鑄鐵的孕育處理見圖14。,圖14 灰口鑄鐵的孕育處理,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（三）可鍛

41、鑄鐵 可鍛鑄鐵是白口鑄鐵通過(guò)石墨化或氧化脫碳可鍛化處理，改變其金相組織或成分而獲得的有較高韌性的鑄鐵?？慑戣T鐵實(shí)際上并非可以鍛造，這個(gè)名子只表示它具有一定的塑性和韌性。 1.可鍛鑄鐵件的微觀組織及其性能特點(diǎn) （1）可鍛鑄鐵的顯微組織 可鍛鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與團(tuán)絮狀石墨組成。 （2）可鍛鑄鐵的性能 可鍛鑄鐵的強(qiáng)度一般為300400Mpa，最高可達(dá)700 Mpa，同時(shí)，可鍛鑄鐵具有一定的塑性和較高的沖擊韌度。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,可鍛鑄鐵的鑄造性能 可鍛鑄鐵的碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，熔點(diǎn)比灰鑄鐵高，凝固溫度范圍大，故鐵液的流動(dòng)性差，必須適當(dāng)提高鐵液的出爐溫度，以防產(chǎn)生冷隔、澆不到等

42、缺陷。同時(shí)，可鍛鑄鐵的凝固過(guò)程沒有石墨化膨脹階段，體積收縮和線收縮較大，易形成縮孔和裂紋等缺陷。在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)除應(yīng)考慮合理的結(jié)構(gòu)形狀外，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固的原則設(shè)置冒口和冷鐵，適當(dāng)提高型砂的耐火度，退讓性和透氣，為擋住熔渣，在澆注系統(tǒng)中應(yīng)安放過(guò)濾網(wǎng)。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（四）球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是鐵液經(jīng)過(guò)球化處理后使石墨大部分或全部呈球狀，有時(shí)少量為團(tuán)絮狀的鑄鐵。 1. 球墨鑄鐵的組織與性能 （1）球墨鑄鐵的顯微組織 球墨鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與球狀石墨組成。 （2）球墨鑄鐵的性能 球墨鑄鐵不僅強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于灰鑄鐵，優(yōu)于可鍛等鐵，甚至可與鋼媲美，尤其屈強(qiáng)比（一般大于0.7

43、）明顯高于碳鋼（僅0.6左右），疲勞強(qiáng)度與中碳鋼接近，而且其耐磨性遠(yuǎn)高于45鋼表面淬火。球墨鑄鐵還具有優(yōu)良的熱處理性能，球墨鑄鐵的鑄造性能、減振性、切削加工性及缺口敏感性較灰鑄鐵差，但仍優(yōu)于鑄鋼。其塑性和韌性雖低于鋼，但仍能滿足一般零件的要求。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,,球墨鑄鐵的鑄造工藝特點(diǎn) 球墨鑄鐵的鑄造性能介于灰鑄鐵與鑄鋼之間。其流動(dòng)性與灰鑄鐵相近，可生產(chǎn)壁厚3mm4mm鑄件。球墨鑄鐵的結(jié)晶特點(diǎn)是在凝固收縮前有較大的膨脹，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固原則，用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強(qiáng)度，并增設(shè)冒口以加強(qiáng)補(bǔ)縮。球墨鑄鐵凝固時(shí)有較大的內(nèi)應(yīng)力、變形和冷裂傾向，故對(duì)重要的球墨鑄鐵件要退火以消除應(yīng)力

44、。,（五） 蠕墨鑄鐵 指大部分石墨為蠕蟲狀石墨的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能介于基體相同的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（一）鑄鋼的種類與性能 鑄鋼按化學(xué)成分的不同，可分為以下兩大類： 1. 碳素鑄鋼 指以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。根據(jù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低可分為低碳、中碳和高碳鑄鋼。鑄鋼的強(qiáng)度與球墨鑄鐵相近，但鑄鋼的沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度都高得多，另外，鑄鋼的焊接性能遠(yuǎn)比鑄鐵優(yōu)良。 2. 鑄造合金鋼 對(duì)于具有較高力學(xué)性能或某些特殊性能要求的零件或工具，可采用合金鑄鋼（即鑄造合金鋼）。合金鑄鋼按其合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低合金鑄鋼和高合金鑄鋼。,二 鑄鋼,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（二）鑄鋼的

45、鑄造工藝特點(diǎn) 1. 鋼液的流動(dòng)性差 其鑄件壁厚不能小于8mm，且澆注系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、截面尺寸要比鑄鐵大、鑄型常用干型。此外，鑄鋼件晶粒粗大，熱裂、氣孔和粘砂等傾向大，故應(yīng)根據(jù)具體情況確定合適的澆注溫度。一般小件、薄壁及形狀復(fù)雜的鑄件，其澆注溫度比鋼的熔點(diǎn)高150左右；大件、厚壁鑄件的澆注溫度比鋼的熔點(diǎn)高100左右。 2. 鑄鋼的體積收縮率和線性縮率大 鑄鋼的體積收縮率為10%-14%，線收縮率為1.8%-2.5%。 3. 易吸氣氧化和粘砂,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（三）鑄鋼件的熱處理 為了細(xì)化組織，消除內(nèi)應(yīng)力，改善偏析，提高鑄件的力學(xué)性能，必須對(duì)鑄鋼件進(jìn)行正火或退火處理。正火的力學(xué)性能較退火高，且生

46、產(chǎn)率高、成本低、應(yīng)盡量采用正火代替退火。但正火較退火的內(nèi)應(yīng)力大，因此形狀復(fù)雜、易產(chǎn)生裂紋、硬化的鑄鋼件，則需退火。對(duì)于小型中碳鋼鑄件，則常用調(diào)質(zhì)處理，以提高其綜合力學(xué)性能。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（一）鋁合金鑄造 1. 鑄造鋁合金的種類 按化學(xué)成分的不同，鑄造鋁合金可分為鑄造鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。 2. 鋁合金的鑄造工藝特點(diǎn) （1）鑄造鋁合金熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、對(duì)型砂耐火度要求不高，可用細(xì)砂造型，以減小鑄件表面粗糙度值，還可澆注薄壁復(fù)雜鑄件。 （2）為防止鋁液在澆注過(guò)程中的氧化和吸氣，通常采用開放式澆注系統(tǒng)及應(yīng)用，蛇形直澆道和縫隙內(nèi)澆道等。 （3）應(yīng)能造成合理的溫度分布，使鑄型進(jìn)行

47、定向凝固，并在最后凝固部分設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮，以消除縮孔和縮松。,三 有色金屬鑄造,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（二）銅合金鑄件的生產(chǎn) 1. 銅合金種類 鑄造銅合金按其成分不同可分為黃銅和青銅。 2. 銅合金的鑄造工藝特點(diǎn) （1）鑄造黃銅熔點(diǎn)低、結(jié)晶溫度窄（30-70），流動(dòng)性好、對(duì)型砂耐火度要求不高，可用細(xì)砂造型，以減小鑄件表面粗糙度值、減小加工余量，并可澆注薄壁鑄件。但其收縮率大、容易產(chǎn)生集中縮孔，鑄造時(shí)應(yīng)配置較大的冒口。 （2）錫青銅在液態(tài)下易氧化，在開設(shè)澆道時(shí)，應(yīng)盡力使金屬液流動(dòng)平穩(wěn)、防止飛濺，故常用開放式及底注式澆注系統(tǒng)。錫青銅的凝固溫度寬（150-200），凝固收縮和線收縮率小，雖不易產(chǎn)生大的

48、集中縮孔，但常出現(xiàn)枝晶偏析與縮松，降低鑄件的致密度。這種縮松便于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，適宜制造滑動(dòng)軸承。壁厚不大的錫青銅鑄件常采用同時(shí)凝固原則，錫青銅適合采用金屬型鑄造，利用快速冷卻與補(bǔ)縮，鑄件結(jié)晶細(xì)小致密。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（3）鋁青銅的凝固溫度范圍小，有利于提高流動(dòng)性和鑄件組織致密度，是青銅的代用材料，廣泛應(yīng)用于制造重要的齒輪、軸套、蝸桿和閥體等鑄件。但鋁青銅的收縮較大，易產(chǎn)生集中縮孔，為此需安置冒口、定向凝固。又因液態(tài)鋁青銅易氧化吸氣，故宜采用開放式及底注式澆注系統(tǒng)，且澆注時(shí)不能斷流。此外，澆注系統(tǒng)中還應(yīng)安放過(guò)濾網(wǎng)以除去浮渣。 （4）鉛青銅澆注時(shí)，因鉛體積質(zhì)量大會(huì)下沉，故需控制澆注溫度，且澆注前

49、應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁⒓涌扈T件冷卻以減小偏析。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,用型砂緊實(shí)成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，其主要工序包括：制造模樣，制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗(yàn)等。一、造型方法的選擇 二、鑄造工藝設(shè)計(jì),第三節(jié) 砂型鑄造,熱加工基礎(chǔ) 張虎,用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過(guò)程稱為造型。造型是砂型鑄造的最基本工序，通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。（一）手工造型手工造型是全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序。手工造型操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡(jiǎn)單、成本低，但其鑄件質(zhì)量差、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高，所以手工造型主要用于單件小

50、批生產(chǎn)，特別是重型和形狀復(fù)雜的鑄件。 1. 手工造型方法分類根據(jù)砂型的不同特征，手工造型方法可分為：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型、組芯造型；根據(jù)模樣的不同特征，手工造型方法可分為：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。各種手工造型方法的示意圖如圖1-15所示。 2. 各種手工造型方法的主要特征及其適用范圍,一、造型方法的選擇,熱加工基礎(chǔ) 張虎,兩箱造型是造型的最基本方法，鑄型由成對(duì)的上型和下型構(gòu)成，操作簡(jiǎn)單。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。,a) 兩箱造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,三箱造型的鑄型由上、中、下三型構(gòu)成。中型高度需與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型

51、操作費(fèi)工。主要適用于具有兩個(gè)分型面的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。,b) 三箱造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,脫箱造型主要采用活動(dòng)砂箱來(lái)造型，在鑄型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。 一個(gè)砂箱可制出許多鑄型。金屬澆注時(shí)為防止錯(cuò)型，需用型砂將鑄型周圍填緊，也可在鑄型上套箱。常用于生產(chǎn)小鑄件，因砂箱無(wú)箱帶，故砂箱一般小于400mm。 地抗造型是利用車間地面砂床作為鑄型的下箱。大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭，埋上出氣管，以便澆注時(shí)引氣。地坑造型僅用或不用上箱即可造型，因而減少了造砂箱的費(fèi)用和時(shí)間，但造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，要求工人技術(shù)水平高。適用于砂箱不足，或生產(chǎn)要求不高的中、大型鑄件，如砂箱、壓鐵、爐柵、芯骨等。,熱加工

52、基礎(chǔ) 張虎,c) 地坑造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,組芯造型是用若干塊砂芯組合成鑄型，而無(wú)需砂箱。它可提高鑄件的精度，但成本高。適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。,d) 組芯造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,整模造型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件。,e) 整模造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲面。為便于起模，造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。,f) 挖砂造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,假箱造型是為克服挖砂造型的挖

53、砂缺點(diǎn)，在造型前預(yù)先做個(gè)底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡(jiǎn)單，且分型面整齊。適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。,j) 假箱造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡(jiǎn)單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。,g) 分模造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,活塊造型是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小凸臺(tái)，肋條等這些部分作成活動(dòng)的（即活塊）。起模時(shí)，先起出主體模樣，然后再?gòu)膫?cè)面取出活塊。其造型費(fèi)時(shí)，工人技術(shù)水平要求高。主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起模的鑄件。,h) 活塊造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,刮板造型是用刮板代替

54、實(shí)體模樣造型，它可降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。,i) 刮板造型,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（二）機(jī)器造型機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。機(jī)器造型鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小，但需要專用設(shè)備，投資較大，適合大批量生產(chǎn)。1. 機(jī)器造型方法分類常用的機(jī)器造型方法有：壓實(shí)緊實(shí)、高壓緊實(shí)、震擊緊實(shí)、震壓緊實(shí)、微震緊實(shí)、拋砂緊實(shí)、射壓緊實(shí)、射砂緊實(shí)。 2. 各種機(jī)器造型方法的主要特征及其適用范圍,熱加工基礎(chǔ) 張虎,壓實(shí)緊實(shí)方法單純借助壓力緊實(shí)砂型，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小

55、，生產(chǎn)率高，消耗動(dòng)力少，型砂的緊實(shí)度沿砂箱高度方向分布不均勻，上下緊實(shí)度相差很大。主要適用于成批生產(chǎn)高度小于200mm薄而小的鑄件。,a) 壓實(shí)緊實(shí),熱加工基礎(chǔ) 張虎,高壓緊實(shí)主要是用較高壓實(shí)比壓（一般在0.7MPa-1.5MPa）壓實(shí)砂型。砂型緊實(shí)度高，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度Ra值小，廢品率低，生產(chǎn)率高、噪聲低、灰塵小、易于機(jī)械化、自動(dòng)化、但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件，如汽車、機(jī)械車輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè)。,b) 高壓緊實(shí),熱加工基礎(chǔ) 張虎,震擊緊實(shí)主要依靠震擊力堅(jiān)實(shí)砂型。該方法機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但噪聲大、生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。砂型

56、堅(jiān)實(shí)度沿砂箱高度方向愈往下愈大。主要適用于需成批生產(chǎn)的中，小型鑄件。,c) 震擊緊實(shí),熱加工基礎(chǔ) 張虎,震壓緊實(shí)是經(jīng)過(guò)多次震擊后再壓實(shí)砂型。該方法生產(chǎn)率高，能量消耗少，機(jī)械磨損少，砂型堅(jiān)實(shí)度較均勻，但噪聲大。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。,c) 震壓緊實(shí),熱加工基礎(chǔ) 張虎,微震緊實(shí)是在加壓堅(jiān)實(shí)型砂的同時(shí)，砂箱和模板作高頻率、小振幅震動(dòng)。此方法生產(chǎn)率較高、緊實(shí)度均勻、噪聲小。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。,e) 微震緊實(shí),熱加工基礎(chǔ) 張虎,拋砂緊實(shí)是利用離心力拋出型砂，使型砂在慣性力下完成填砂和堅(jiān)實(shí)。該方法生產(chǎn)率高，能量消耗少、噪聲低、型砂堅(jiān)實(shí)度均勻、適用性廣。主要適用于單件、小批、成批、大量生

57、產(chǎn)中、大型鑄件或大型芯。,f) 拋砂緊實(shí),熱加工基礎(chǔ) 張虎,射壓緊實(shí)是使壓縮空氣驟然膨脹，將型砂射人砂箱進(jìn)行填砂和堅(jiān)實(shí)，再進(jìn)行壓實(shí)。該方法生產(chǎn)率高，堅(jiān)實(shí)度均勻，砂型型腔尺寸精確、表面光滑、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易于自動(dòng)化、但造型機(jī)調(diào)整維修復(fù)雜。主要適用于大批、大量生產(chǎn)的形狀簡(jiǎn)單的中、小型鑄件。,g) 射壓緊實(shí),射砂緊實(shí)是用壓縮空氣將型（芯）砂高速射入砂箱或芯盒而進(jìn)行緊實(shí)。因其將填砂、緊實(shí)兩個(gè)工序同時(shí)完成，故生產(chǎn)率高，但用于造型，其堅(jiān)實(shí)度不高、需進(jìn)行輔助壓實(shí)。廣泛用于制芯、并開始用于造型。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄造工藝圖是表示鑄型分型面、澆冒口系統(tǒng)、澆注位置、型芯結(jié)構(gòu)尺寸、控制凝固措施（冷鐵、保溫襯板）

58、等的圖樣。圖中應(yīng)表示出：鑄件的澆注位置、分型面、型芯的數(shù)量、形狀、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、澆口、冒口、冷鐵的尺寸和位置。1. 鑄造方案的確定（1）澆注位置的選擇澆注位置的選擇應(yīng)考慮以下原則：a）體積收縮大的合金及壁厚差較大的鑄件，應(yīng)按定向凝固的原則，將壁厚較大的部位和鑄件的熱節(jié)部置于上部或側(cè)部，以便設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。,二、鑄造工藝設(shè)計(jì),熱加工基礎(chǔ) 張虎,b）重要加工面、耐磨表面等質(zhì)量要求較高部位應(yīng)置于下面或側(cè)面。見圖1。,圖1 汽缸澆注時(shí)的位置,熱加工基礎(chǔ) 張虎,c）具有大面積的薄壁鑄件，應(yīng)將薄壁部分放在鑄型的下部，同時(shí)要盡量使薄壁部分處于垂直位置或傾斜位置。見圖2。,圖2 箱蓋澆

59、注時(shí)的位置,熱加工基礎(chǔ) 張虎,d）具有大平面的鑄件，應(yīng)將鑄件的大平面朝下。見圖3。,圖3 平板澆注時(shí)的位置,e）盡量減少型芯的數(shù)目，最好使型芯位于下型以便下芯和檢查，同時(shí)應(yīng)保證型芯在鑄型中安放牢靠、排氣通暢。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（2）分型面的選擇 分型面為鑄型組元間的接合面，選擇分型面應(yīng)考慮以下原則： a）分型面應(yīng)盡量采用平面分型，避免曲面分型，并應(yīng)盡量選在最大截面上，以簡(jiǎn)化模具制造和造型工藝。見圖4。,a) 不正確 b) 正確,圖4 分型面應(yīng)選在最大截面處,熱加工基礎(chǔ) 張虎,b）盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯(cuò)型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。見圖5。,a) 不合理

60、 b) 合理,圖5 分型面的位置應(yīng)能減少錯(cuò)型、飛翅,熱加工基礎(chǔ) 張虎,c）應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。見圖6。,a) 不合理 b) 合理,圖6 螺栓塞頭的分型面,熱加工基礎(chǔ) 張虎,d）若鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時(shí)，則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處于分型面的同一側(cè)。 e）盡量減少分型面的數(shù)目，最好只有一個(gè)分型面。見圖7。,a) 不合理 b) 合理,圖7 分型面數(shù)目的確定,熱加工基礎(chǔ) 張虎,f）鑄件的非加工表面上，盡量避免有披縫。見圖8。,a) 不正確 b) 正確,圖8 分型面的位置應(yīng)能避免披縫,g）分型面的選擇應(yīng)盡量與

61、鑄型澆注時(shí)位置一致。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,鑄造工藝參數(shù)的選擇（1） 加工余量 指為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加而在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。零件上需要加工的表面，應(yīng)需有適當(dāng)?shù)募庸び嗔?。鑄件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等?；诣T鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點(diǎn)低，鑄件表面較光潔、平整，故其加工余量小，鑄鋼件因澆注溫度高、表面粗糙、變形大、其加工余量應(yīng)比鑄鐵件大；非鐵合金鑄件表面光潔、且材料昂貴、加工余量應(yīng)比鑄鐵件??；鑄件的尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面的距離愈大，鐵件的尺寸誤差也愈大

62、，故余量也應(yīng)隨之加大；,熱加工基礎(chǔ) 張虎,大量生產(chǎn)時(shí)，因采用機(jī)器造型，鑄件精度高，故余量可減?。环粗?，手工造型誤差大，余量應(yīng)加大；此外，澆注時(shí)朝上的表面，因產(chǎn)生缺陷的機(jī)率大，其加工余量應(yīng)比底面和側(cè)面大。加工余量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)加工余量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)配套使用選取。（2）起模斜度（拔模斜度） 為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度稱為起模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的沒有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。起模斜度的大小，應(yīng)根據(jù)模壁測(cè)量面高度、模樣材料及造型方法確定。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,3）最小鑄出孔及槽 零件上的孔、槽、臺(tái)階等應(yīng)從鑄件質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)方面

63、考慮。較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來(lái)，以便節(jié)約金屬和機(jī)構(gòu)加工工時(shí)，同時(shí)還避免鑄件局部過(guò)厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件的質(zhì)量，較小的孔槽，則不宜鑄出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且無(wú)法實(shí)行機(jī)加工的孔如彎曲孔，則一定要鑄出。,（4）收縮余量 指為了補(bǔ)償件收縮，模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。（5）工藝補(bǔ)正量 由于工藝上的原因，在鑄件相應(yīng)部位非加工面上增加的金屬厚度稱為工藝補(bǔ)正量。工藝補(bǔ)正量可粗略地按下述經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定， e0.002L， 式中e為工藝補(bǔ)正量（mm）； L為加工面到加工基準(zhǔn)面間的距離（mm）,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（6）分型負(fù)數(shù) 指為抵消鑄件在分型部位的增厚，在模樣上相應(yīng)減去的尺寸。砂型的分型面一般

64、不可能很平整，因此干型或表面烘干型合型后，上下型不能密合，金屬液就有可能從分型面處溢出，即“跑火”。為了防止跑火，就要在下型的分型面上鋪設(shè)泥條、油泥條或石棉繩等，使上、下型接觸面密封，這樣就使上箱抬高，增加了鑄件的高度或鑄件頂面的厚度。制做模樣時(shí)，為了使模樣符合零件圖上尺寸的要求，在模樣上相應(yīng)減去這個(gè)抬高的尺寸，即為分型負(fù)數(shù)。（7）芯頭 指模樣上的突出部分，在型內(nèi)形成芯座并放置芯頭。或指型芯的外伸部分，不形成鑄件輪廓，只是落入芯座內(nèi)，用以定位和支承型芯。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,一、熔模鑄造 二、金屬型鑄造 三、壓力鑄造,第四節(jié) 特種鑄造,熱加工基礎(chǔ) 張虎,熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后在模樣上

65、涂掛若干層耐火涂料制成型殼，經(jīng)硬化后再將模樣熔化，排出型外，從而獲得無(wú)分型面的鑄型。鑄型經(jīng)高溫焙燒后即可進(jìn)行澆注。 (一)熔模鑄造的工藝過(guò)程熔模鑄造的工藝過(guò)程包括：蠟?zāi)Ｖ圃?、結(jié)殼、脫蠟、焙燒和澆注等，其流程圖及鑄造過(guò)程示意圖如下：,一、熔模鑄造,熱加工基礎(chǔ) 張虎,圖1 熔模鑄造流程圖,熱加工基礎(chǔ) 張虎,圖2 熔模鑄造過(guò)程示意圖,熱加工基礎(chǔ) 張虎,（二）熔模鑄造的主要特點(diǎn)及適用范圍1）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高，尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT14-IT11，表面粗糙度Ra值可達(dá)12.5mm-1.6mm。2）適用于各種合金鑄件。3）可制造形狀較復(fù)雜的鑄件，鑄出孔的最小直徑為0.5mm，最小壁厚可達(dá)0.3mm。

66、4）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制造費(fèi)用和消耗的材料費(fèi)用較高，多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不超過(guò)25kg。,熱加工基礎(chǔ) 張虎,金屬型鑄造又稱硬模鑄造，是將液體金屬澆入金屬鑄型，在重力作用下充填鑄型，以獲得鑄件的鑄方法。（一）金屬型為保證使用壽命，制造金屬型的材料具備如下的性能：高的耐熱性和導(dǎo)熱性，反復(fù)受熱不變形，不破壞；一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性；好的切削加工性能。金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。（二）金屬型鑄造的工藝特點(diǎn)1. 金屬型預(yù)熱 金屬型預(yù)熱溫度主要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，一般不低于150。2. 刷涂料 金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料（厚度為0.3mm0.4mm），以保護(hù)型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。,二、金屬型鑄造,熱加工基礎(chǔ) 張虎,3.澆注 由于金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此澆注溫度應(yīng)比砂型鑄造高2030。鋁合金為680740，鑄鐵為13001370，錫青銅為11001150，對(duì)薄壁小件取上限，對(duì)厚壁大件取下限。4.開型時(shí)間 對(duì)于金屬型鑄造，要根據(jù)不同的鑄件選用合適的開型時(shí)間，具體數(shù)值需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。 （三）金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍1）金屬型鑄件冷卻快，組織