第一篇_ 金属的铸造成形工艺

第一章_ 铸造成形工艺理论基础

§1-1 概述

金属液态成形工艺——铸造、液态冲压、液态模锻等

铸造（最广泛）——将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，使其冷却凝固，得到毛坯或零件的成形工艺（生产方法）。

一、特点

1．能制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯：

如：阀体、泵体、叶轮、螺旋浆等

2．铸件的大小几乎不受限制，重量从几克到几百吨

3．常用的原材料来源广泛，价格低廉，成本较低，其应用及其广泛

（如：机床、内燃机中铸件70~80%，农业机械40~70%）

但铸造生产过程较复杂，废品率一般较高，易出现浇不足，缩孔，夹渣、气孔、裂纹等缺陷。

二、分类

铸造

砂型铸造——90%以上，成本低

特种铸造——熔模、金属型、压力、低压、离心_

质量、生产率高，成本也高

§1-2_ 铸造的工艺性能

工艺性能——符合某种生产工艺要求所需要的性能

铸造性能——合金的流动性、收缩性、吸气性、偏析等

一、合金的流动性

1．概念

指液态合金本身的流动能力，它是合金主要的铸造性能，流动性愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。

同时，有利于非金属夹杂物和气体的上浮与排除，还有利于对合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。

流动性不好——浇不足、冷隔

[注]：流动性的测定——“螺旋形试样”（图1-1）

流动性愈好，浇出的试样愈长

灰铸铁、硅黄铜最好，铝合金次之，铸钢最差

2．影响合金流动性的因素

①化学成分

共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑（图1-3a）对金属液的阻力较小。同时，共晶成分合金的凝固温度最低（铁碳合金状态图）。

相对说来，合金的过热度（浇注温度与合金熔点之温差）大，推迟了合金的凝固，故共晶成分合金的流动性最好。

除纯金属外，其它成分合金是在一定温度范围的逐步凝固，即经过液、固并存的两相区。此时，结晶是在截面上的一定宽度的凝固区内同时进行的，由于初生的“树枝状”晶体，使已结晶固体层的表面粗糙（图1-3b）所以，合金的流动性变差。

共晶生铁，流动性好。

[注]：降低金属液粘度——提高流动性

如加P—铸铁凝固温度、粘度↓→流动性好

但引起冷脆性（性能要求不高的小件）

S→MnS→内摩擦（粘度↑）→流动性↓

②浇注条件

浇注温度——温度↑→粘度↓过热度↑，保持液态时间长→流动性好，

但过高→收缩增大，吸气增多，氧化严重→缩孔、缩松、气孔、粘砂等

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