安徽工程科技学院：《材料成型技术》课程教学资源（PPT课件）第2章 铸造 2.1 铸造基础

2.1铸造基础 2.1.1金属液的充型能力 基本概念: 1.铸造性能 在铸造过程中合金所表现出来的工艺性能。 如合金的充型能力、收缩性、吸气性和偏析等。 2合金的充型能力: 金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确 的铸件的能力。 3合金的流动性:即熔融合金本身的流动能力

2.1铸造基础 2.1.1金属液的充型能力 一.基本概念： 1.铸造性能： 在铸造过程中合金所表现出来的工艺性能。 如合金的充型能力、收缩性、吸气性和偏析等。 2.合金的充型能力： 金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确 的铸件的能力。 3.合金的流动性：即熔融合金本身的流动能力

(1)流动性的衡量指标 A-A “螺旋型试样”:在相同的铸 型及浇注条件下,流动性试 样越长,则合金的流动性越 好。 灰口铸铁、硅黄铜> 铝硅合金>铸钢 (2)流动性对充型能力的影响 合金流动性好,则充型能力强, 有利于保证铸件质量。 图2-1流动性试样 1一直浇道2-流动性试样

（1）流动性的衡量指标 “螺旋型试样”：在相同的铸 型及浇注条件下，流动性试 样越长，则合金 的流动性越 好。 灰口铸铁、硅黄铜> 铝硅合金>铸钢 （2）流动性对充型能力的影响 合金流动性好，则充型能力强， 有利于保证铸件质量。 1 2 A-A 图２－１ 流动性试样 １－直浇道 ２－流动性试样

二充型能力对铸件质量的影响 轮廓不清、花纹模糊 充型能力不足、 浇不足、冷隔 三影响充型能力的因素: 1合金流动性:共晶成分的合金或结晶间隔 小的合金流动性好,充型能力强

二.充型能力对铸件质量的影响： 轮廓不清、花纹模糊 充型能力不足 浇不足、冷隔 三.影响充型能力的因素： 1.合金流动性：共晶成分的合金或结晶间隔 小的合金流动性好，充型能力强

#影响流动性的因素: (1)合金材料 灰口铸铁、硅黄铜流动性最好,铸钢最差。 纯金属和共晶成分附近合金流动性好, 离开共晶点越远,流动性越差。 (2)杂质与含气量:其越多,则流动性越差。 (3)合金的质量热容、密度、热导率: 质量热容、密度越大、热导率越小,流动性越好

# 影响流动性的因素: （1）合金材料： 灰口铸铁、硅黄铜流动性最好，铸钢最差。 纯金属和共晶成分附近合金 流动性好， 离开共晶点越远，流动性越差。 （2）杂质与含气量：其越多，则流动性越差。 （3）合金的质量热容、密度、热导率： 质量热容、密度越大、热导率越小，流动性越好

合金的凝固方式: a还层凝固:不存在液、固并存的凝固区,合金流 动的阻力小,故合金流动性好。 b)中间凝固:有固体层、液相区及凝固区共存,凝 固温度范围较窄,故流动性较好。 c)糊状凝固:液、固并存的凝固区贯穿整个断面, 故流动性差 1.固体层2液相区 3 3铸件中心4固-液相区 b)

合金的凝固方式： a)逐层凝固：不存在液、固并存的凝固区，合金流 动的阻力小，故合金流动性好。 b)中间凝固：有固体层、液相区及凝固区共存，凝 固温度范围较窄，故流动性较好。 c)糊状凝固：液、固并存的凝固区贯穿整个断面， 故流动性差。 a) b) C) 1 2 3 4 1. 固体层 2.液相区 3.铸件中心 4.固-液相区

2铸型条件: (1)铸型的蓄热系数, 蓄热系数越大,蓄热能力强,导热性愈好,对液态合 金的激冷能力愈强,则合金的流动性愈差。 (2)铸型温度, 铸型温度越高,则充型能力越好 (3)铸型中的气体, 气体越多,压力越大,排气不畅,则充型能力下降。 (4)浇注系统, 浇注系统设计不合理,则充型能力下降

2.铸型条件： （1）铸型的蓄热系数， 蓄热系数越大，蓄热能力强,导热性愈好,对液态合 金的激冷能力愈强, 则合金的流动性愈差。 （2）铸型温度， 铸型温度越高，则充型能力越好； （3） 铸型中的气体， 气体越多，压力越大，排气不畅，则充型能力下降。 （4）浇注系统， 浇注系统设计不合理，则充型能力下降

3流注条件: (1)浇注温度, 提高流注温度, 合金的流动性提高,则充型能力提高。 过高流注温度: 使铸件产生缩孔、缩松、气孔和粘砂缺陷。 灰铸铁:1230-1450°C, 铸钢:1520-1620°C 铝合金:680~780°C

3.浇注条件： （1）浇注温度， 提高浇注温度， 合金的流动性提高，则充型能力提高。 过高浇注温度： 使铸件产生缩孔、缩松、气孔和粘砂缺陷。 灰铸铁：1230~1450°C， 铸钢：1520~1620°C， 铝合金： 680~780 °C

(2)充型压力, 充型压力越大,流动性越好,则充型能力越强。 1)砂型铸造时,充型压力取决于直浇道的高度。 2)离心铸造、压力铸造、低压铸造等 均可改善合金的流动性,从而改善充型能力 4铸件结构: 铸件的折算厚度(体积/表面积)越大,铸件 结构形状越简单,其充型能力越好

充型压力越大，流动性越好，则充型能力越强。 1）砂型铸造时，充型压力取决于直浇道的高度。 2）离心铸造、压力铸造、低压铸造等， 均可改善合金的流动性，从而改善充型能力。 4.铸件结构： 铸件的折算厚度（体积/表面积)越大，铸件 结构形状越简单，其充型能力越好。 （2）充型压力

2.12金属的收缩特性 基本概念 金属的收缩 收缩 铸造合金从液态凝固和阶段 影响 冷却至室温过程中产生的裂纹 因素 收缩 体积和尺寸的缩减现象。 特性 铸造 缩松 收缩的实质 变形 缩孔 随着温度下降,合金中空穴 铸造 数量减少,原子间距缩短。 应力

2.1.2 金属的收缩特性 • 基本概念 金属的收缩： 铸造合金从液态凝固和 冷却至室温过程中产生的 体积和尺寸的缩减现象。 收缩的实质： 随着温度下降，合金中空穴 数量减少，原子间距缩短。 铸件 裂纹 铸造 变形 铸造 应力 缩松 缩孔 影响 因素 收缩 阶段 收缩 特性

1.金属收缩的阶段 T浇 (1)液态收缩:主要表 液 现为合金液面的下降。 L+S1 (2)凝固收缩:发生体 凝 积收缩。凝固温度范围 愈大,凝固收缩愈大。 (3)固态收缩:发生体 积收缩。主要表现为尺 固 寸减小

1. 金属收缩的阶段 （ 1 ）液态收缩：主要表 现为合金液面的下降。 （ 2 ）凝固收缩：发生体 积收缩。凝固温度范围 愈大，凝固收缩愈大。 （ 3 ）固态收缩：发生体 积收缩。主要表现为尺 寸减小。 LS L+S 1 T 浇 液凝固