3 铸造所离心铸造用 的原材料来源广泛

　　1-1课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 ——课题1教学重点：教学难点：解决方法：铸造、 锻压、 焊接的分类、 特点及应用 ； 砂型铸造与铸件结构工艺性；模锻特点与板料冲压， 焊条电弧焊。铸、 锻、 焊工艺及应用教学模块重点、 难点及解决办法：铸件结构工艺性分析、 金属塑性成形原理理解及焊接缺陷原因分析。检索分析、 查阅参考文献、 现场教学与学做合一。 1-2课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 ——课题1课题一铸造 1-3课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 ——课题1教学重点铸造的特点、 分类及应用 ；砂型铸造工艺。教学难点本课题重点与难点...

　　1-1课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题1教学重点：教学难点：解决方法：铸造、 锻压、 焊接的分类、 特点及应用 ； 砂型铸造与铸件结构工艺性；模锻特点与板料冲压， 焊条电弧焊。铸、 锻、 焊工艺及应用教学模块重点、 难点及解决办法：铸件结构工艺性分析、 金属塑性成形原理理解及焊接缺陷原因分析。检索分析、 查阅参考文献、 现场教学与学做合一。 1-2课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题1课题一铸造 1-3课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题1教学重点铸造的特点、 分类及应用 ；砂型铸造工艺。教学难点本课题重点与难点砂型铸造工艺、 金属铸造性能对铸件质量的影响。 1-4课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 1 铸造工艺基础1、 铸造生产的特点铸造的成形是由液态凝结成固态的过程， 是制造机械零件毛坯或零件的一种重要工艺方法。优点：（ 1） 能制造各种尺寸和形状复杂的铸件， 特别是内 腔复杂的铸件， 如各种箱体、 床身、 机架等零件的毛坯。（ 2） 常用 的金属材料均可用 铸造方法制成铸件， 有些材料（ 如铸铁、 青铜） 只能用 铸造方法来制造零件。（ 3） 铸造所用 的原材料来源广泛， 价格低廉。（ 4） 铸件的形状与零件尺寸较接近， 可节省金属的消耗， 减少切削加工费用 。 1-5课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 1 铸造工艺基础缺点： 铸造生产过程复杂， 工序较多 ， 常因铸型材料、模具、 铸造合金、 合金的熔炼与浇注等工艺过程难以综合控制， 而出现缩孔、 缩松、 砂眼、 冷隔、 裂纹等铸造缺陷。 因此铸件质量不够稳定， 铸件的力学性能不及同类材料的锻件。2、 铸造的分类铸造一般按造型方法来分类， 习 惯上分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造包括湿砂型、 干砂型、 化学硬化砂型三类。特种铸造按造型材料的不同， 又可分为两大类： 一类以天然矿产砂石作为主要造型材料， 如熔模铸造、 壳型铸造、 负 压铸造、 泥型铸造、 实型铸造、 陶瓷型铸造等； 一类以金属作为主要铸型材料， 如金属型铸造、 离心铸造、 连续铸造、 压力铸造、 低压铸造等。 1-6课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造1、 砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程如下图所示。 1-7课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造砂型铸造生产套筒铸件的工艺流程示意图 1-8课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造2、 模样和芯盒模样是用 来形成铸型型腔的工艺装,按组合形式， 可分为整体模和分开模。芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所用 的装。模样和芯盒由木材、 金属或其他材料制成。 1-9课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造3、 造型材料制造铸型或型芯用 的材料， 称为造型材料。 一般指砂型铸造用 的材料 ， 包括砂、 有机或无机粘结剂、 水和其他附加物。 1-10课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造4、 造型和制芯造型是指用 型砂、 模样、 砂箱等工艺装制造砂型的过程。制芯是将芯砂制成符合芯盒形状的砂芯的过程。1 ） 造型（ 1） 手工造型手工造型是全部用 手工或手动工具完成的造型工序。（ 1 ） 整体模制型（ 2） 分块模造型 1-11课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 3） 挖砂造型（ 4） 假箱造型（ 5） 活块造型（ 6） 刮板造型 1-12课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 7） 两箱造型（ 8） 三箱造型（ 9） 脱箱造型（ 1 0） 地坑造型 1-13课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 2） 机器造型 1-14课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造2） 制芯芯的主要作用 是形成铸件的内 腔或局部外形。单件、 小批生产时采用 手工制芯， 大批生产时采用 机器制芯。手工制芯常采用 芯盒制芯。3） 浇注系统浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常有浇口 杯、 直浇道、 横浇道、 内 浇道和冒口 组成， 如右图所示。 1-15课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造4） 冒口 和铸型结构尺寸较大的铸件或体收缩率较大的金属还要加设冒口起补缩作用 ， 为便于补缩， 冒口 一般设在铸件的厚部或上部。 冒口 还可起排气和集渣作用 。 1-16课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造5、 铸件的结构工艺性铸件的结构工艺性是指所设计的铸件结构不仅应满足使用 的要求， 还应符合铸造工艺的要求和经济性。1） 铸件的外形（ 1） 外形力求简单平直。 （ 2） 避免或减少活块。 1-17课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 3） 尽量减少分型面的数量 1-18课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 4） 应设计结构斜度 1-19课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 5） 避免收缩受阻（ 6） 避免过大水平面 1-20课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造2） 铸件的孔和内 腔（ 1） 尽量少用 或不用 芯。（ 2） 有利于芯的固定、 排气和清理， 防止产生偏芯、 气孔等缺陷。3） 铸件的壁厚及壁间连接（ 1） 铸件的壁厚应合理常用 砂型铸造铸件的小壁厚： 1-21课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 2 砂型铸造（ 2） 铸件的壁厚应均匀（ 3） 铸件的壁间连接应合理。1） 转角 处应有结构圆角 。2） 避免交叉和锐角 连接。3） 应避免壁厚突变。 1-22课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造特种铸造是指与砂型铸造不同的其他铸造方法。 特种铸造有近二十种， 常用 的有熔模铸造、 金属型铸造、 压力铸造、 离心铸造、 低压铸造等。1 、 金属型铸造金属型铸造又称硬模铸造， 它是将液体金属浇入金属铸型，离心铸造 以获得铸件的一种铸造方法。根据分型面位置不同， 金属型分为整体式、 垂直分型式、 水平分型式和复合分型式。垂直分型式便于开设内 浇道和取出铸件， 易于实现机械化， 应用 较多 。 1-23课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造垂直分型式金属型： 1-24课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造金属型铸造与砂型铸造比较： 在技术上与经济上有许多 优点。（ 1） 金属型导热快， 铸件冷却迅速， 晶粒细小， 其力学性能比砂型铸件高。（ 2） 铸件的精度和表面质量比砂型铸件高， 而且质量和尺寸稳定。（ 3） 铸件的工艺收得率高， 液体金属耗量减少， 一般可节约15～ 30％ 。（ 4） 不用 砂或者少用 砂， 一般可节约造型材料80～ 100％ 。 1-25课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造金属型铸造虽有很多 优点， 但也有不足之处。 如：（ 1） 金属型制造成本高、 生产周期长。（ 2） 金属型不透气， 而且无退让性， 易造成铸件浇不到、 开裂或铸铁件产生白口 等缺陷。（ 3） 金属型铸造时， 铸型的工作温度、 合金的浇注温度和浇注速度， 铸件在铸型中停留的时间， 以及所用 的涂料等， 对铸件的质量的影响甚为敏感， 需要严格控制。 1-26课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造2、 压力铸造压力铸造是指熔融金属在高压下高速充型， 并在压力下凝固的铸造方法。压铸工艺过程是： 向型腔喷射涂料、 闭合压型、 压射金属、 打开压型顶出铸件。压铸型是压铸工艺过程的关键装， 是由定型、 动型及金属芯组成的压铸用 金属型其性能、 精度、 表面质量要求很高， 必须用 热作模具钢制造， 并进行严格的热处理。压铸机是压铸生产专用 机器， 主要有开合型、 压射、抽芯、 顶出铸件等机构组成。 分为热压室式和冷压室式两类。 1-27课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造压力铸造具有如下特点：（ 1） 压铸的生产率比其他铸造方法都高， 并易于实现半自 动化、 自 动化。（ 2） 压铸件尺寸精度高， 表面质量好。（ 3） 可铸出结构复杂、 轮廓清晰的薄壁、 深腔、 精密铸件。（ 4） 压铸件组织细密， 强度、 硬度比砂型铸件提高25%～ 40%。（ 5） 设和压铸型费用 高， 压铸型制造周期长， 所以只适应大批量生产。（ 6） 压铸件不能进行热处理， 因加热时气体膨胀会造成表面鼓泡或变形。 1-28课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造3、 熔模铸造 1-29课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造熔模铸造特点和应用 范围（ 1） 可生产形状复杂、 轮廓清晰、 薄壁（ 0.2mm～0.7mm） ， 且无分型面的铸件。（ 2） 熔模铸造的尺寸精度高（ IT10～ IT14） ， 表面粗糙度值低（ Ra12.5～ 1.6 m） ， 可实现少（ 无） 切削加工。（ 3） 能铸造各种合金铸件， 尤其适于铸造高熔点、 难切削加工和利用 其他加工方法难以成形的合金， 如耐热合金、磁钢和不锈钢等。（ 4） 生产批量不受限制， 可实现机械化流水线） 工艺过程复杂、 生产周期较长（ 4～ 15天） ， 生产成本较高。（ 6） 因蜡模易变形， 型壳强度不高等原因， 铸件质量一般不超过25kg。熔模铸造主要生产小型零件。 1-30课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 3 特种铸造4、 离心铸造 1-31课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 4 铸件质量与成本分析1 、 铸件质量分析 1-32课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 4 铸件质量与成本分析2、 铸件成本分析1 ） 铸造方法对成本的影响铸件的成本除与原材料成本、 设计成本有关外， 还应考虑其工艺成本， 如模样或铸型的制造成本、 铸件的后续机加工成本、 设费用 、 原材料的利用 率等因素。铸造方法很多 ， 应根据铸件的结构特点、 形状、 尺寸大小、 合金种类、 技术要求及设等具体条件进行全面分析比较， 合理选择， 才能达到优质、 高产、 低成本的目 的。 1-33课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 4 铸件质量与成本分析2） 生产批量对铸件成本的影响中小型零件生产批量的大致划分： 单件： ＜ 1 0件/年；小批： 1 0～ 200件/年； 中批： 200～ 500件/年； 大批：500～ 5000件/年； 大量： ＞ 5000件/年。 单件和小批生产的铸件， 应尽量减少工装、 模样、 铸型、 设的费用 ， 但可允许有较大的加工余量； 而对成批、 大量生产的铸件， 则主要应考虑其生产率高， 原材料利用 率高， 机加工余量小， 但可适当增加工装、 模样、 铸型等的开支。离心铸造 1-34课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 5 铸造新工艺和新技术简介1、 实型铸造中实型铸造又称为气化模铸造和消失模铸造， 其原理是用 泡沫塑料（ 包括浇冒口 系统） 代替木模或金属模样进行制造， 造型后模样不取出， 铸型呈实体， 浇入液态金属后， 模样燃烧、 气化、 消失， 金属液充填模样位置， 冷却凝固后得到铸件。 强度是指金属材料抵抗塑性变形（ 变形） 和断裂的能力。 抵抗塑性变形和断裂的能力越大，则强度越高 实型铸造应用 范围较广， 可适用 于各类合金，几乎不受铸件结构、 尺寸、 重量和生产批量的限制， 特别适用 于生产形状复杂的铸件， 如模具、 汽缸头、 管件、 曲轴、 叶轮、 壳体、 床身、 机座等。 1-35课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 5 铸造新工艺和新技术简介2、 磁型铸造磁型铸造是将装有气化模和铁丸的砂箱置于磁场中， 铁丸在磁场作用 下相互结合在气化模外形成铸型， 当金属液浇入磁型时， 高温金属将气化模逐渐烧失， 而占据型腔，待冷却凝固后撤出磁场， 则磁型自 然散落， 从而获得铸件的方法磁型铸造已在机车车辆、 拖拉机、 兵器、 采掘、 动力、轻工、 化工等制造业得到应用 ， 适用 于各种批量、 各种合金的中、 小型铸件。 1-36课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 5 铸造新工艺和新技术简介3、 低压铸造低压铸造是使液体金属在较低的压力作用 下充填型腔，以形成铸件的一种方法， 他是介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法， 具有液体金属充型比较平稳； 铸件成形性好， 铸件轮廓清晰、 表面质量好， 有利于大型薄壁铸件的成形； 铸件组织致密， 力学性能好； 劳动条件好， 设简单， 易实现机械化和自 动化。 1-37课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 5 铸造新工艺和新技术简介4、 半固态铸造半固态铸造是指将既非全呈液态又非全呈固态的固态－液态金属混合浆料， 经压铸机压铸， 形成铸件的铸造方法。 这种铸造方法能大大减少对压铸机的热冲击，离心铸造 提高压铸机的使用 寿命， 可明显提高铸件的质量， 降低能量消耗， 便于进行自 动化生产。 1-38课程教学模块四： 铸、 锻、 焊工艺及应用 课题14. 1. 5 铸造新工艺和新技术简介5、 悬浮铸造悬浮铸造时指在浇注金属液时， 将一定量的金属粉末加到金属液流中， 使其与金属液掺和在一起而流入铸型的一种铸造方法。 所添加的粉末材料称为悬浮剂， 常用 的有铁粉、 铸铁丸、 铁合金粉、 钢丸等。悬浮铸造可明显地提高铸钢、 铸铁的力学性能， 减少缩孔和缩松， 提高铸件的抗热裂性能， 减少铸锭和厚壁铸件中化学成分不均匀性， 提高铸件和铸锭的凝固速度。 缺点是对悬浮剂和浇注温度的控制要求较高。
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