铸造基础知识及常见铸造缺陷简介

1 2 一、什么叫铸造？熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 3 二、铸造的分类金属性质：铸铁、铸钢、铸造合金铸型和模具：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造浇入方式：低压铸造、压力铸造、离心铸造 4 金属型铸造 金属型铸造是将金属液浇注到金属制成的铸型中，随后冷却获得铸件的铸造方法。金属型可以使用几百次到上万次，因此又叫做永久型铸造。也称之为硬模铸造。 1. 铸型是永久型，生产效率高，对环境污染小。2.铸件的机械性能高，精度和表面光洁度高。3.工序简化，易于实现生产的机械化和自动化。6.模具结构复杂，成本高，适合大批量生产；7.金属型激冷作用大，无退让性，无透气性。8.不易生产过大和过薄的铸件。 6 金属型铸造的特点 7 金属型铸造 熔模铸造 熔模铸造通常是在可熔模样的表面涂覆多层耐火材料，待其氧化干燥后，加热将其中模样熔去，而获得具有与模样形状相应空腔的型壳，再经过焙烧，然后在型壳温度很高的情况下进行浇注，从而获得铸件的一种方法。应用：如汽轮机、涡轮机叶片、成型刀具、伞齿轮以及艺术品、装饰品等。 熔模铸造工艺 10 1. 铸件精度高，表面光洁高；2.可以直接铸造出复杂的组合零件，外形和内腔形状几乎不受限制3.可以铸造出各种薄壁铸件及重量很小的铸件，重量可以小到几克；4.生产工序繁多，生产周期长，铸件不能太大。熔模铸造的特点 消失模铸造消失模铸造，又称实型铸造，采用可气化的材料制得的模型来造型，不用起模直接将金属液浇注到气化模上，使其燃烧、气化并形成空腔来容纳金属液，从而获得铸件的方法。 12 消失模铸造的优点（1）铸件精度高，消失模铸造的铸件质量和金属型铸造的铸件非常接近，表面光滑，比砂型铸造的铸件表面粗糙度低，可达Ra3.212.5；（2）设计灵活为铸件结构设计提供了充分的自由度。（3）无传统铸造中的砂芯（4）清洁生产无化学粘结剂（5）降低投资和生产成本 消失模铸造 低压铸造是介于一般重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。浇注时金属液在低压（2060kPa）作用下，由下而上地填充铸型型腔，并在压力下凝固而形成铸件。低压铸造 15 低压铸造的优点1、液态金属充型平稳，夹杂缺陷减少；2、型腔内液流与气流方向一致，减少了产生气孔可能性；3、铸件成型性好。金属液在外力作用下强迫流动，提高了金属的充填能力，有利于形成轮廓清晰，表面光洁的铸件；4、铸件组织致密，机械性能高；5、金属收得率高（8098）。 压力铸造 压力铸造是在高压的作用下，以很高的速度把液态或半液态金属压入压铸模型腔，并在压力下快速凝固而获得铸件的铸造方法。 17 1、压铸件尺寸精度高；2、铸件强度和表面硬度高；3、可以压铸复杂形状的薄壁件；4、具有很高的生产效率；5、铸件中残留气体多，不宜进行过多的表面机械加工和热处理；6、不宜小批量生产。压力铸造的特点 离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固形成的一种铸造方法。 离心铸造 19 离心铸造的特点1、适用于旋转体铸件的生产，不用型芯，简化套筒和管类铸件的生产过程，省去浇冒口；2、铸件致密度高，缺陷少，机械性能较好；3、便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等； 4、易产生偏析，内表面粗糙，尺寸不易控制。5、用于生产异型铸件时有一定的局限性。 三、砂型铸造工艺流程 20 (一):孔、眼类：气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼等(二):裂纹类：热裂、冷裂等(三):表面缺陷类：粘砂、结疤、夹砂、冷隔等(四):铸件形状、尺寸、重量不合格：多肉、浇不足、抬箱、错箱、错芯、变形、损伤、尺寸超差、重量超差等(五):铸件成分、组织、性能不合格：化学成分不合 格、金相不合格、偏析、过硬、白口、物理机械性能不合格等 21 砂眼（孔）的产生1.型砂混制质量不好、湿压强度不合格2.浇注系统内散落砂未吹尽3.内浇口冲砂4.存在尖角砂5.结构不合理导致型腔局部虚、松6.造型机磨损，震击力下降、型腔紧实度不足7.热砂及夏天吹电扇导致水分快速蒸发8.合箱时敲击卡箍，导致碎砂从气眼孔落入 22 砂眼（孔） 23 砂眼（孔） 24 砂眼（孔） 25 砂眼（孔） 26 粘砂的产生1.型砂与芯砂粒度太粗2.砂型与砂芯的紧实度低或不均匀3.型、芯的涂料质量差，涂料厚度不均匀，涂料剥落4.浇注温度和浇注高度太高，金属液动压力大4.上箱或浇口杯高度太高，金属液紧压力大5.型、芯砂性能恶化，耐火度下降，烧结温度低，导热性下降6.金属液中的氧化物和与低熔点化合物与型砂发生造渣反应生成硅酸亚铁等低熔点化合物7.浇注系统和冒口设置不当，造成铸型局部过热 27 粘砂 28 粘砂 29 粘砂 30 气孔的产生分类：侵入性气孔、析出性气孔、反应性气孔、 卷入性气孔1.炉料潮湿、锈蚀、油污2.型、芯、涂料未充分烘干3.浇注系统不合理，形成紊流、卷入气体4.水分过多及粘结剂发气量过大、未及时排出5.铁水浇注温度过低6.阴雨天气 31 气孔 32 气孔 33 气孔 34 气孔 35 气孔 36 缩孔的产生1.金属液具有液态收缩、凝固收缩、固态收缩特征2.金属液的化学成分（碳、硅含量）与凝固温度范围3.浇注系统设置不合理，需补缩部位的得不到有效补缩4.铸件结构不合理，壁厚变化突然，孤立的热节得不到有效补缩5.砂型紧实度差，型壁迁移导致缩孔 37 缩孔 38 缩孔 39 缩孔 40 缩孔 41 缩陷 42 壁厚悬殊导致缩孔 43 内部缩孔 44 错箱（偏芯）的产生1.固定在型板上的模样发生松动2.模具定位销、套，砂箱定位销、套磨损3.合型后砂箱受外力碰撞，或敲卡箍时，用力不当造成上下型错位4.由两半芯粘合而成的砂芯，粘合时没有对准造成错位5.泥芯受铁水浮力影响造成偏芯 45 错箱 偏芯 46 错箱 偏芯 47 损伤的产生1.铸件在搬运、装卸过程中受撞击而损坏2.落砂温度过高，振动撞击过于剧烈3.铸件结构不合理，截面厚度差悬殊4.铸件在机械加工时夹紧力和切削力过大5.铸件浇冒系统去除方法不当，使铸件产生损伤缺肉6.铸件内部有较大残留应力或已有裂纹 48 损伤 49 损伤 50 裂纹 51 裂纹 52 讨论补充CC/SC项及其控制方法（参数）、检测项目和检测方法，铸件性能：抗拉强度、硬度、延伸率等材质：化学成分（炉料配料、原辅料管理）尺寸及外观等（过程控制、清理） 53