第七章 铸造
第七章铸造
一、概念
1、铸造
2、合金的流动性
3、比热容
4、液体收缩
5、凝固收缩
6、固态收缩
7、缩孔
8、缩松
9、顺序凝固原则10、热应力11、机械应力12、热裂13、冷裂
二、填空题。
1、在液态金属成形的过程中，液态金属的充型及收缩是影响成形工艺及铸件质量的两个最基本的因素。
2、铸造组织的晶粒比较粗大，内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等组织缺陷。
3、液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却到室温要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的收缩阶段。
4、热裂是在凝固后期高温下形成的，主要是由于收缩收到机械阻碍作用而产生的。
5、冷裂是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位，特别是有应力集中的地方。
三、判断题。
1、合金的凝固温度范围越宽，其流动性也越差。（√）
2、合金的凝固温度范围越宽，其流动性也越好。（×）
3、合金的凝固温度范围越小，其流动性越好。（√）
4、合金的凝固温度范围越小，其流动性越差。（×）
5、凝固时合金的结晶潜热释放得越多，流动性越好。（√）
6、凝固时合金的结晶潜热释放得越多，流动性越差。（×）
7、铸型的畜热能力越大，铸型对液态合金的冷却能力越强，其充型能力越差。（√）
8、铸型的畜热能力越大，铸型对液态合金的冷却能力越强，其充型能力越好。（Χ）9、
液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越好。（√）
10、液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越差。（Χ）
11、对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一定值。（√）
12、对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一不定值。（Χ）
13、在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著减小。（√）
14、在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著增多。（Χ）
15、铸件厚的部分受拉应力，薄的部分受压应力。（√）
16、铸件厚的部分受压应力，薄的部分受拉应力。（Χ）
17. 分模造型是应用最广泛的造型方法。（Χ）
18. 机器造型适于中小铸件的成批或大量生产。（√）
19. 机器造型适于大型铸件的成批或大量生产。（Χ）
四、选择
1、缩孔的外形特征是近似于A形，内表面不光滑。
A 倒锥
B 球
C 六面体
D 正锥形
2、在实际生产中，通常采用顺序凝固原则，并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔，载使集中的缩孔转移到B中。
A 直浇道
B 冒口
C 横浇道D浇口杯
3、铸件厚的部分受C应力。
A 交变
B 压
C 拉
D 弯曲
4、铸件薄的部分受A应力。
A 压
B 交变
C 拉
D 弯曲
五、问答
1. 铸造有哪些优缺点。
优点：1)铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm到1m左右。
2)铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件，故铸件成本较低。
缺点：1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。
2）铸件质量不够稳定。
2. 影响合金流动性及充型能力的因素有哪些。
影响合金流动性的因素有：（1）化学成份：纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小，同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好
（2）铸型及浇注条件：铸型的结构越复杂、导热性越好，合金的流动性就越差。
影响充型能力的因素有:流动性、铸型条件、浇注条件和铸件结构等
3. 合金的收缩过程可分为哪几个阶段？
第一阶段：液态收缩，金属液从某个温度冷却到液相线附近时产生的收缩，在铸造中表现为液面的下降。
第二阶段：凝固收缩，金属在凝固，即从液体转变为固体时的收缩。
第三阶段：固态收缩，即金属在凝固以后降温到室温时的收缩，这个过程中产生的收缩不是均一的，因为在这个过程中产生相变。
4. 防止铸造缩孔和缩松的措施有哪些？
（1）合理选择铸造合金。
（2）控制铸件色凝固顺序，通常采用定向凝固原则控制铸造缩孔和缩松的产生。
（3）控制浇注温度和浇注速度。
5. 什么是热裂，产生的原因及防止措施主要有哪些？
热裂是在高温下形成的裂纹。其形状特征是:缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色(黑褐色)。形成热裂的影响因素:合金性质，铸型阻力
原因：1）含碳量很低的钢和高碳钢比较容易形成热裂；
2）硫促使钢形成热裂；
3）铸钢中的氧是以铁的氧化物形式存在于晶界，使晶界强度降低，增加热裂倾向；
4）浇注温度高，晶粒粗大，使低熔点夹杂聚集晶间，也易产生热裂。
防止：⑴降低浇注温度；⑵合理设计浇注系统，尽量使用一个交口同时补缩几个热节（高温出炉，低温浇注，保证红壳）；⑶增加模壳退让性；⑷铸件上增加防裂肋；⑸转移热裂，采用易割冒口（成本较高）；⑹防止S、P元素叠加而造成铸件抗裂性降低。
第八章压力加工
一、概念
1．压力加工2．轧制3．挤压4．拉拔5．模锻6．板料冲压7．滑移8．孪生9．加工硬化10．回复11．再结晶12．锻造比13．变形速度14．流线组织15．过热16．过烧17．始锻温度18．终锻温度
二、填空题。
1．影响金属可锻性的因素主要包括金属的本质和锻造条件两个方面。
2．金属变形形成纤维组织，使纵向的强度、塑性和韧性增高，横向同类性能下降，力学性能出现各向异性。
3．多晶体的塑性变形包括各个单晶体的塑性变形和各个晶粒之间的变形。
4. 金属塑性变形的机制包括滑移和位错运动。
5. 冷变形后的金属再加热时，随温度升高，组织会发生回复，再结晶及晶粒长大。
三、判断题。
1．金属在变形过程中，三向受压时塑性最好，出现拉应力则使塑性降低。（√）
2．金属在变形过程中，三向受压时塑性最好，出现拉应力则使塑性进一步提高。（Χ）3．一般来说，纯金属的可锻性优于其合金的可锻性。（√）
4．一般来说，合金的可锻性优于其纯金属的可锻性。（Χ）
5．晶界越多，多晶体塑性变形抗力越大。（√）
6．晶界越多，多晶体塑性变形抗力越小。（Χ）
7．自由锻件的形状一般应设计的尽量简单。（√）
8．自由锻主要靠工人的操作技术来保证，可以锻造出复杂形状的锻件。（Χ）
9. 滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好。（√）
10. 在滑移系中，滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。（√）
11. 金属的塑性，体心立方晶格好于面心立方晶格。（Χ）
12. 金属的塑性，体心立方晶格好于密排六方晶格。（√）
13. 密排六方晶格金属滑移系少，常以孪生方式变形。（√）
14. 体心立方晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。（√）
15. 金属的晶粒越细，其强度和硬度越高。（√）
16. 金属的晶粒越细，其塑性和韧性越低。（Χ）
17. 随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降。（√）
18. 再结晶过程发生晶核形成和长大，属于相变过程。（不是相变过程）（Χ）
19. 再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分是不同的。（完全相同）（Χ）
四、问答
1. 晶粒大小对金属的力学性能有什么影响？
晶粒越细小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性就越好。
2. 什么是弥散强化，产生的原因是什么？
弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。
3．纤维组织是如何形成的？它的存在有何利弊？设计零件时如何合理利用纤维组织？
在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其他非基体物质，沿塑性变形方向所形成。纤维组织的稳定性很高，不会因热处理而改变，采用其他方法也无法消除，只能通过合理的锻造方法来改变纤维组织在零件中的分布方向和形状。因而，在设计和制造零件时，必须考虑纤维组织的合理分布，充分发挥其纵向性能高的优势，限制横向性能差的劣势。设计原则是使零件工作时承受的最大正应力方向与纤维方向一致，最大切应力方向与纤维方向垂直，并尽可能使纤维方向沿零件的轮廓分布而不被切断。
4. 什么是加工硬化，产生的原因主要有哪些？
加工硬化是指随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。
导致加工硬化产生的主要原因是位错密度及其他晶体缺陷的增加。
5. 什么是再结晶，再结晶对金属的性能有什么影响？
当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒──再结晶核心。
再结晶,可以使金属发生相变,在不同外部环境(如温度控制)时,产生不同的状态. 如奥氏体,珠光体等。可以精细金属材料的硬度,密度,强度,以及机械性能等.
第九章焊接
一、概念
1．焊接2．熔焊3．压焊4．钎焊5．焊接电弧6．电弧焊机7．正接8．反接9．焊接热影响区10．过热区：
二、填空题。
1．电弧的热量与焊接电流和电弧电压的乘积成正比。
2．正接是将工件接到电源正极，焊条接到负极。
3．直流弧焊机包括直流弧焊发电机和弧焊整流机两大类。
4．使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，应优先考虑选用价格低廉、维修方便的交流弧焊机。
5．焊条是由金属焊心和药皮两部分组成。
6．药皮的作用主要是稳弧、保护、脱氧、渗合金及改善焊接工艺性。
7．焊条型号是按熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分的。8．根据焊条药皮性质的不同，结构钢焊条可以分为酸性焊条和碱性焊条两大类。
三、判断题。
1．电弧的热量与焊接电流和电弧电压的乘积成正比。（√）
2．电弧的热量与焊接电流和电弧电压的乘积成反比。（Χ）
3．直流电弧焊的正接法是将工件接到电源的正极，焊条接到负极。（√）
4．直流电弧焊的正接法是将工件接到电源的负极，焊条接到正极。（Χ）
5．直流电弧焊的反接法是将工件接到电源负极，焊条接到正极。（√）
6．直流电弧焊的反接法是将工件接到电源正极，焊条接到负极。（Χ）
四、简答题
1. 简述焊接变形的影响因素。
1.1材料因素的影响材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,材料的热物理性能参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。其中热物理性能参数的影响主要体现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用,一般情况下,随着弹性模量的增大,焊接变形随之减少而较高的屈服极限会引起较高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增大,从而可能促使脆性断裂,此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大,因而焊接变形得以减少。
1.2结构因素的影响焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。其总体原则是随拘束度的增加,焊接残余应力增加,而焊接变形则相应减少。结构在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的,因此自身为变拘束结构,同时还受到外加拘束的影响。一般情况下复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加,在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且在某些区域,如筋板、加强板等,拘束度发生较大的变化,给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。因此,在结构设计时针对结
构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化,对减小焊接变形有着十分重要的作用。
1.3工艺因素的影响
焊接工艺对焊接变形的影响方面很多,例如焊接方法、焊接输入电流电压量、构件的定位或固定方法、焊接顺序、焊接胎架及夹具的应用等。在各种工艺因素中,焊接顺序对焊接变形的影响较为显著,一般情况下,改变焊接顺序可以改变残余应力的分布及应力状态,减少焊接变形。多层焊以及焊接工艺参数也对焊接变形有十分重要的影响。
7．粗加工8．半
14. 积屑瘤15．切削热16．刀具耐用度17．切削加工性
二、填空题。
1．机床的切削运动包括主运动和进给运动运动。
2．切削用量三要素是切削速度、切削用量和背吃刀量。
3．在切削过程中，工件上形成待加工表面表面、加工表面和已加工表面。
4．塑性金属材料的切削过程是挤压和切屑变形的过程，经历了单性变形、塑性变形、挤裂和切离四个阶段。
5. 机床常用的传动元件有带与带轮、齿轮、蜗杆蜗轮、齿轮齿条和丝杠螺母等。
6．车刀的结构形式有整体式、焊接式、机夹式、和机夹可转位式等几种。
三、判断题
1．机床的切削运动中，主运动和进给运动只能有一个。（Χ）
2．机床的切削运动中主运动一般只有一个。（√）
3．机床的切削运动中进给运动只能有一个。（Χ）
4．机床的切削运动中进给运动可以有一个或几个。（√）
5．残余应力在工件材料内部总体保持平衡，因而对工件加工精度没有影响。（Χ）
6．残余应力的存在引起工件变形，影响加工的稳定性。（√）
7．削液可以冷却降低切削区温度，对切削力没有影响。（Χ）
8．切削液可以减小摩擦阻力而使切削力降低。（√）
9．切削温度是指前刀面与切屑接触区的平均温度。（√）
10．车削时切削热主要是有车刀带走的。（Χ）
11．零件的加工精度是指零件加工后的实测几何参数。（Χ）
12．零件的加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想参数的复合程度。（√）
13．在加工同一批工件时，每个工件的误差值是相同的。（Χ）
14．在加工同一批工件时，每个工件的误差值是不同的。（√）
15．给定工差数值越小，加工精度越高，加工越容易。（Χ）
16．给定公差数值越小，加工精度越高，加工的难度越大。（√）
17．表面粗糙度值Ra越大，表面越光滑。（Χ）
18．表面粗糙度值Ra越小，表面越光滑。（√）
19．切削速度对刀具的耐用度影响不大。（Χ）
20．切削速度对刀具的耐用度影响很大。（√）
四、综合题
1. 简述零件成形方法的分类。
车削，钻削，镗削，刨削，拉削，铣削和磨削
2.降低切削温度的措施有哪些？
切削温度主要受切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具磨损和切削液的影响，
切削用量的影响
分析各因素对切削温度的影响，主要应从这些因素对单位时间内产生的热量和传出的热量的影响入手。如果产生的热量大于传出的热量，则这些因素将使切削温度增高;某些因素使传出的热量增大，则这些因素将使切削温度降低。切削速度对切削温度影响最大，随切削速度的提高，切削温度迅速上升。而背吃力量ap变化时，散热面积和产生的热量亦作相应变化，故ap对切削温度的影响很小。
折叠刀具几何参数的影响
切削温度θ随前角γo的增大而降低。这是因为前角增大时，单位切削力下降，使产生的切削热减少的缘故。但前角大于18°~20°后，对切削温度的影响减小，这是因为楔角变小而使散热体积减小的缘故。主偏角Κr减小时，使切削宽度aw增大，切削厚度ac减小，故切削温度下降。负倒棱bγ1在(0-2)f范围内变化，刀尖圆弧半径re在0-1.5mm范围内变化，基本上不影响切削温度。因为负倒棱宽度及刀尖圆弧半径的增大，会使塑性变形区的塑性变形增大，但另一方面这两者都能使刀具的散热条件有所改善，传出的热量也有所增加，两者趋于平衡，所以对切削温度影响很小。
折叠刀具磨损的影响
在后刀面的磨损值达到一定数值后，对切削温度的影响增大;切削速度愈高，影响就愈显著。合金钢的强度大，导热系数小，所以切削合金钢时刀具磨损对切削温度的影响，就比切碳素钢时大。
折叠切削液的影响
切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性能、比热、流量、浇注方式以及本身的温度有很大的关系。从导热性能来看，油类切削液不如乳化液，乳化液不如水基切削液。
第十一章零件表面的加工方法
二、填空题。
1．镗床按结构形式分卧式镗床、金刚镗床、坐标镗床和专门化镗床等。
2．常见的刨床类型有龙门刨床、牛头刨床和插床等。
3．磨外圆的方法分为纵磨法和横磨法两种。
4．研磨剂有磨料、研磨液和辅助填料等混合而成，有液状，固态和膏状三种。
5．抛光轮一般是用毛毡，橡胶，皮革，布或压制纸板制成的。
三、判断题
1．钻孔精度比铰孔精度高。（Χ）
2．铰孔精度比钻孔精度高。（√）
3．镗削主要是加工小孔的。（Χ）
4．逆铣时铣削厚度从最大到零。（Χ）
5．逆铣时铣削厚度从零到最大。（√）
四、简答题
1. 表征零件表面质量的几何参数有哪些。
(l)已加上表面质量包括表面形貌和表面层材质变化两方面内容。
(2)表面形貌与零件表面的几何特性是相同概念的两种不同称谓，都指零件表面的几何形状误差和波纹度。
(3)表面粗糙度：要的是建立起工艺范畴内所研究的表面粗糙度概念所包含的内容；表面粗糙度指加工表面的微观儿何形状误差。通常用Ra表示。Ra值越小，零件表面质量越高。
(4)表面波度：表面波度是介干宏观几何误差(即形状误差)与微观几何误差之间的一种周期性儿何形状误差。
(5)表面层材质变化和零件表面的物理力学性能这也是一个问题的两种说法。都是指零件表面层金属在受到机械力、热作用引起的性质和性能的改变。
(6）残余应力，零件没有外界的力和热作用情况下，材料内部平衡状态下的应力。
(7）加工硬化；零件加工过程中的力、热作用的结果形成表层材料硬度变化。
(8)表面层金相组织变化；主要指磨削加工的表面烧伤。
(工艺技术)第章铸造工艺设计基础
第1章铸造工艺设计基础 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 § 1-2铸造工艺方案的确定 § 1-3铸造工艺参数的确定 § 1-4砂芯设计 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的 前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知 识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化 铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1 .铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1 ）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1?表7-5 表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：mm） 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mm
铸造成型工艺
名词解释 1.材料成形技术：利用生产工具对各种原材料进行增值加工或处理，材料制备成具一定结构形式和形状工件的方法 2.液态成型：将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法 3.逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金在凝固中不存在固液两相并存的凝固区，所以固液分界面清晰可见，一直向铸件中心移动（铸铁） 4.糊状凝固：铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽且铸件界面上的温度梯度较小，则不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯穿整个区域（铸钢） 5.同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的方向性 6.顺序凝固原则：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身凝固。 7.均衡凝固原则：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方式 8.砂型铸造：以型砂（SiO2）为铸型、在重力下充型的液态成形工艺方法 9.金属型铸造：以金属为铸型、在重力下的液态成形方法。 10.熔模铸：以蜡为模型，以若干层耐火材料为铸型材料，成形铸型后，熔去蜡模形成型腔，最终在重力下成形的液态成形方法 11.压力铸：把液态或半液态的金属在高压作用下，快速充填铸型，并在高压下凝固而获得铸型的方法 12.低压铸造：是液态金属在较小的压力（20—80Kpa）作用下，使金属液由下而上对铸型进项充型，并在此压力下凝固成型的铸造工艺 13.反重力铸造：液态金属在与重力相反方向力的作用下完成充型，凝固和补缩的铸造成型 14.离心铸造：将液态金属浇注到高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法 15.消失模铸造：用泡沫塑料制成带有浇冒系统的模型，覆上涂料，用干砂造型，无需取模，直接浇注的铸件方法 16.浇注系统：液态金属流入型腔的通道的总称，通常由浇口杯，直浇道，直浇道窝，横浇道和内浇道组成 17.阻流界面：在浇注系统各组元中，截面积最小的部分称为阻流截面 18.集渣包：横浇道上被局部加大加高的部分 19.浇口比：直浇道，横浇道，内浇道截面积之比 20.热节：在壁的相互连接处由于壁厚增加，凝固速度最慢，最容易形成收缩类缺陷 分型面：两半铸型相互接触的表面。分为平直和曲面。作用：便于造型、下芯和起模具。 21.砂芯：为了起模方便并形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，所采用的砂块 22.芯头：伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分芯头种类：垂直芯头、水平芯头、特殊结构的芯头 23.冒口：铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件凝固过程中补给金属，起到防止缩孔，缩松，排气和集渣的作用 冒口=冒口区+轴线缩松区+末端区 24.冒口的补缩距离：冒口补缩后形成的致密冒口区和致密末端区之和 25.补贴：为实现顺序凝固和增强补缩效果，在靠近冒口的壁厚上补加倾斜的金属块 26.均衡凝固：利用铸铁件石墨的共晶膨胀消除缩松的工艺方法 27.缩孔与缩松：液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的称为锁孔，细小而分散的称为缩松 28.收缩时间分数：铸铁件表观收缩时间与铸件凝固时间的比值 29.补缩量：铸件从浇注系统，冒口抽吸的补缩液量收缩模数：均衡凝固时均衡点的模数 30.复合材料：由有机高分子，无机非金属和金属等几类不同材料人工复合而成的新型材料。它既保留原组分的主要特征，又获得了原组分不具备的优越性能 31.机械加工余量：在铸件加工表面上流出的、准备切削去的金属厚度。 32.冒口补缩通道：末端多了一个散热面，散热快—构成一个朝向冒口而递增的温度梯度；存在平行于轴线的散热表面，形成一个朝向冒口的楔形的补缩通道 33.工艺出品率：铸件质量占铸件及浇注系统（含冒口）质量的比例 34.反重力铸造：指液态金属在与重力方向相反方向力的作用下完成充型，补缩和凝固过程的铸造成型方法 35.离心铸造：指将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填型腔并凝固成型的方法
铸造成型原理重点知识总结
第一章 1、可以通过哪些途径来研究液态金属的结构？ ①间接方法：通过固---液、固---气态转变后，一些物理性质的变化判断液态的原子结合情况。 ②直接方法：通过液态金属的X射线或中子线的结构分析研究液体的原子排列情况。 2、如何理解液态金属的“远程无序”“进程无序”结构？ 从X射线衍射分析对液态金属铝结构的认识中可以看到，液态铝中的原子排列在几个原子间的小范围内，与其固态铝原子的排列基本一致，呈现一定的规则排列，而距离远的原子排列就不同于固态？了表现为无序状态，称为“远程无序”“进程无序”结构。 3.试阐释实际液态金属的结构及能量结构及浓度等三种起伏特征 处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也随时间不停变化，时高时低，这种现象称为“能量起伏”。另外，液态金属中存在由大量不停“游动”着原子团组成，原子集团不断分化组合，这种现象称为“结构起伏”。由于同种元素及不同元素之间的原子结合力是不同的，即游动集团之间存在着成分不均匀性，称之为“浓度起伏”。 4.液态金属黏涝性的本质及影响因素有哪些方面？ 本质：是质点间结合力的大小，即原子间做相对运动时产生的阻力。影响因素：①温度。②熔点。③夹杂。 5、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施都有哪些？ （1）金属性能方面的因素：①合金的化学成分。②结晶潜热。③金属的热处理性能（比热容，密度和热导率）④黏度。⑤表面张力。措施：①正确选择合金成分。②合理的熔炼工艺。 （2）铸型性质方面的因素：①铸型的蓄热系数。②铸型的温度。③铸型中的气体。措施：①适当降低型砂中的含水量和发气物质的含量。②提供砂型的透气性。 （3）浇筑方面的因素：①浇筑的温度。②充型压头。③浇筑系统的结构。措施：①在一定范围内提高温度。②增发液态金属在流动方向上所受的压力。③铸件结构方面的因素是铸件的折算厚度和复杂程度。 6、你认为可以采用哪些工艺措施来提高该铸件的成品率？ ①利用高温出炉低温浇筑工艺。②预热铸型。③增加金属液静压头。④分析浇筑系统，合理安排内浇道在铸件上的位置，选择恰当的浇筑系统结构和各组元的断面积，尽量简化浇筑系统。⑤选择正确的浇筑位置。⑥适当提高浇筑温度。 7、铸件的凝固方式及其影响的因素？ 铸件凝固方式：①逐渐凝固方式。②体积凝固方式。③中间凝固方式。影响因素：凝固区域的宽度，即铸件的凝固方式是由合金的结晶温度范围ΔT与温度降低ξt（可以近似的表示为温度梯度）的比值确定。 第二章 1、论述均质形核与非均质形核之间的区别与联系，并分别从临界形核半径，形核功这两个方面阐述外来衬底的湿润能力对临界形核过冷度的影响。 区别与联系：相同点1）形核的驱动力和阻力相同；2）临界晶核半径相等；3）形成临界晶核需要临界功；4)结构起伏和能量起伏是形核的基础；5）形核需要一个临界过冷度；6）形核率在达到极大值之前，随过冷度增大而增加；与均质性和相比，非均质性和的特点：1）非均质形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加；2）非均质形核的晶核体积小，形核功小，形核所需结构起伏和能量起伏就小，形核容易，临界度过小；3）非均质形核时晶核形状和体积由临界晶核半径和接触角共同决定，临界晶核半径相同时，接触角越小，晶核体积越小，形核越容易；4）非均质形核的形核率随过冷度增加而增大，当超过极大值后下降。
铸造工艺设计基础样本
铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长, 工艺复杂繁多。为了保证铸件质量, 铸造 工作者应根据铸件特点, 技术条件和生产批量等制订正确的工艺 方案, 编制合理的铸造工艺流程, 在确保铸件质量的前提下, 尽 可能地降低生产成本和改进生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识, 使学生掌握设计方法, 学会查阅资料, 培养分 析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性, 是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行, 又有利于保证铸件质量。 还可定义为: 铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使 用性能和机械加工的要求外, 还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义: 铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求, 易于保证铸件品质, 简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好, 不但给铸造生产带来麻烦, 不便于操作, 还 会造成铸件缺陷。因此, 为了简化铸造工艺, 确保铸件质量, 要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚
某些铸件缺陷的产生, 往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构, 可防止许多缺陷。 每一种铸造合金, 都有一个合适的壁厚范围, 选择得当, 既可保证铸件性能( 机械性能) 要求, 又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面: 保证铸件达到所需要的强度和刚度; 尽可能节约金属; 铸造时没有多大困难。 ( 1) 壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下, 铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷, 应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下, 铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 表1-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚( 单位: ㎜) 表1-2 熔模铸件的最小壁厚( 单位: ㎜)
最新铸造工艺学期末考试复习汇总
一.绪论 1，材料成形工艺（有时也称材料成形技术），是将材料制造成所需形状及尺寸的毛坯或成品的所有加工方法或手段的总称。 2 成形方法的选择原则 1）适用性原则满足使用要求；适应成形加工性能。2）经济性原则获得最大的经济效益。3）与环境相宜原则环境保护问题，对环境友好。 3成形方法选择的主要依据 （1）产品功能及其结构、形状尺寸和使用要求等；2）产量；3）生产条件 铸造 1概念：铸造是将液态金属在重力或外力作用下充填到铸型腔中使之冷却、凝固，从而获得所需形状及尺寸的毛坯或零件的方法，所铸出的产品称为铸件。 金属液态成形金属液态成型近净形化生产 2 分类通常从铸型材料、充型和凝固等方面对铸造进行分类。 1）按铸型材料、充型和凝固条件铸造方法分为砂型铸造（用砂型作铸型在重力下充型和凝固的铸造方法）和特种铸造（在铸型材料、充型和凝固等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法的统称） 2）按液态合金充型和凝固条件铸造方法分为重力铸造（如砂型铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造、金属型铸造）和非重力铸造（如压力铸造、低压铸造、挤压铸造和离心铸造）。 3）按铸型材料铸造方法分为一次型铸造（如砂型铸造、壳型铸造和熔模铸造，铸型材料为非金属材料）和永久型铸造（如金属型铸造、压力铸造和低压铸造，铸型材料为金属材料）。 4特点 1）优点 （1）适用范围广合金种类、铸件的形状和大小及质量几乎不受限制； （2）铸件具有一定的尺寸精度通常比普通锻件高，熔模铸件可达到无加工余量；（3）成本较低原材料来源广，价格低廉；铸件与零件形状和尺寸相近，节省材料。2）缺点 （1）铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和气孔等缺陷； （2）铸件力学性能较低，尤其是冲击韧性较低； （3）生产工序多，铸件质量难以精确控制。
铸造工艺基础要点
铸造工艺基础知识 一、铸造方法 常见的铸造方法有以下几种： 1、砂型铸造：砂型铸造是将原砂和粘结剂、辅助材料按一定比例混 制好以后，用模型造出砂型，浇入液体金属而形成铸 件的一种方法。砂型铸造是应用最普遍的一种铸造方 法。 2、熔模铸造：熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数 层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而 制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件 的一种方法。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和 表面粗糙度，所以又称“熔模精密铸造”。 3、金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属用重力 浇注法浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。 所以又称“重力铸造”。 4、低压铸造：低压铸造是液体金属在压力作用下由下而上的充填型 腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低， 所以叫低压铸造。 5、压力铸造：压力铸造简称压铸，是在高压作用下，使液态或半液 态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用 下凝固而获得铸件的一种方法。
6、离心铸造：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成形的一种铸造 方法。 7、连续铸造：连续铸造是将熔融的金属不断浇入一种叫做结晶器的 特殊金属型中，凝固了的铸件连续不断的从结晶器的 另一端拉出，从而获得任意长度或特定长度铸件的一 种方法。 8、消失模铸造：消失模铸造是采用泡沫气化模造型，浇注前不用取 出模型，直接往模型上浇注金属液，模型在高温下 气化，腾出空间由金属液充填成型的一种铸造方法。 也叫“实型铸造”。 二、零件结构的铸造工艺性分析 零件结构的铸造工艺性通常指的是零件的本身结构应符合铸造生产的要求，既便于整个铸造工艺过程的进行，又利于保证产品质量。 对产品零件图进行分析有两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。因为零件的设计者往往不完全了解铸造工艺。如发现结构设计有不合理的地方，就要与有关方面进行研究，在不影响使用要求的前提下，予以改进。这对简化工艺过程、保证质量及降低成本均有极大作用。第二，在既定的零件结构条件下，考虑在铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取相应工艺措施予以避免。 （一）从避免缺陷方面审查铸件结构的合理性
铸造成型原理重点
表面张力：液态金属表面层的质点受到一个指向液体内部的力，物体倾向于减小其表面积，这相当于在液态金属表面有一个平行于表面且各向大小相等的张力，这个张力就是表面张力。 能量起伏：金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的，一些原子的能量超过原子的平均能量，有些原子的能量则远小于平均能量，这种能量的不均匀性称为“能量起伏” 结构起伏：液态金属中的原子集团处于瞬息万变的状态，时而长大时而变小，时而产生时而消失，此起彼落，犹如在不停顿地游动。这种结构的瞬息变化称为结构起伏。 浓度起伏：不同原子间结合力存在差别，在金属液原子团簇之间存在着成分差异。这种成分的不均匀性称为浓度起伏。 大题1.充型能力与流动性的联系与区别： 充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。即液态金属充填铸型的能力。充型能力与金属液本身的流动能力及铸型性质等因素有关。是设计浇注系统的重要依据之一。 流动性：液态金属本身流动的能力。流动性与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 充型能力与流动性的关系：充型能力是外因（铸型性质、浇注条件、铸件结构）和内因（流动性）的共同结果。外因一定时，流动性就是充型能力。 充型能力弱，则可能产生浇不足、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱，以及卷入性气孔、夹砂等缺陷。 3.影响液态金属充型能力因素和提高措施： 影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的：影响金属与铸型之间热交换条件，而改变金属液的流动时间；影响金属液在铸型中的水力学条件，而改变金属液的流速。 1.研究铸件温度场的方法：数学解析法、数值模拟法和实测法等。 4.凝固方式及其影响因素 一般将金属的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固方式（或称糊状凝固方式）和中间凝固方式。 在凝固过程中铸件断面上的凝固区域宽度为零，固体和液体由一条界线（凝固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不断加厚，逐步达到铸件中心。这种情况为逐层凝固方式。铸件凝固的某一段时间内，其凝固区域几乎贯穿整个铸件断面时，则在凝固区域里既有已结晶的晶体，也有未凝固的液体，这种情况为体积凝固方式或称糊状凝固方式。铸件断面上的凝固区域宽度介于前两者之间时，称中间凝固方式。 凝固方式取决与凝固区域的宽度，而凝固区域的宽度取决于合金的结晶温度范围和冷却强度（温度梯度）。结晶温度范围越宽，温度梯度越小，越倾向于体积凝固方式 2. 液态金属结晶过程：首先，系统通过起伏作用在某些微观小区域内克服能量障碍而形成稳定的新相晶核；新相一旦形成，系统内将出现自由能较高的新旧两相之间的过渡区。为使系统自由能尽可能地降低，过渡区必须减薄到最小原子尺度，这样就形成了新旧两相的界面；然后，依靠界面逐渐向液相内推移而使晶核长大。直到所有的液态金属都全部转变成金属晶体，整个结晶过程也就在出现最
铸造工艺流程介绍
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2）。
铸造工艺设计基础
铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/㎜ ﹤200200-400400-800800-12501250-2000﹥ 2000 碳素铸钢 低合金钢 高锰钢 不锈钢、耐热钢灰铸铁 孕育铸铁 （HT300以上）球墨铸铁8 8-9 8-9 8-11 3-4 5-6 3-4 9 9-10 10 10-12 4-5 6-8 4-8 11 12 12 12-16 5-6 8-10 8-10 14 16 16 16-20 6-8 10-12 10-12 16～18 20 20 20-25 8-10 12-16 12-14 20 25 25 - 10-12 16-20 14-16铸件最大轮廓为下列值时mm
铸造工艺基础
1·铸造工艺基础 1-1判断题(正确的打√，错误的打X) l.当过热度相同时，亚共晶铸铁的流动性随着含碳量的增多而提高。( ) 2.当合金的化学成分和铸件的结构一定时，浇注温度则是控制合金充型能力的唯一因素。() 3.合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的基本原因。( ) 4·共晶成分合金是在恒温下凝固的，结晶温度范围为零。所以，共晶成分合金只产生液态收缩和固态收缩，而不产生凝固收缩。( ) 5.缩孔呈倒锥形，内表面粗糙,热裂纹呈连续直线状，氧化色，缝隙宽;冷裂纹呈曲线状，轻微氧化色，缝隙细小。( ) 6.为防止缩孔的产生，可安放冒口和冷铁，造成顺序凝固。冒口起补缩作用，冷铁也起补缩作用。( ) 7.合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于得到轮廓清晰、薄而复杂的铸件;合金的流动性愈好，补缩能力愈强，愈利于防止缩孔的产生。( ) 8·为防止铸件产生裂纹，在设计零件时力求壁厚均匀;在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量;在工艺上应降低砂型及砂芯的退让性。( ) 9·冷铁与冒口相配合，可使铸件实现顺序凝固。不使用冒口，冷铁自身可使铸件实现同时凝固。所以，冷铁的作用是控制铸件的凝固顺序。( ) 10·气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的机械性能;而且还降低了铸件的气密性。( ) 1-2选择题 1.合金的铸造性能主要包括( )和( )。 A．充型能力;B。流动性;C、收缩iD、缩孔倾向;E、变形倾向;F、裂纹倾向。 2.某砂型铸件，常产生浇不足、冷隔等缺陷。为防止这些缺陷的产生，可采取的措施有 A、提高浇注温度; B、改变化学成分 C、提高直浇口高度;D A、B与C;E、A与B; 2-l判断题(正确的打v，错误的打x) 1.灰铸铁具有良好的减振性、耐磨性和导热性，是制造床身、壳体、导轨、衬套、内燃机缸体、缸盖、活塞环的好材料。( ) 2·就HT100、HTl50、HT200而言，随着牌号的提高，C、Si、Mn含量逐渐增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。( ) 3·用某成分铁水浇注的铸件为铁素体灰铸铁件。如果对该成分铁水进行孕育处理，可以获得珠光体灰铸铁，从而提高铸件的强度和硬度。( ) 4·可锻铸铁的强度和塑性都高于灰铸铁。所以，它适合于生产厚壁的重要铸件。( ) 5·在正确控制化学成分的前提下，退火是生产可锻铸铁件的关键，球化处理和孕育处理是制造球墨铸铁件的关键。( ) 6·灰铸铁件通常不需经过热处理便可直接使用，只有在某些特殊场合下才进行时效处理。球墨铸铁件通常需要进行热处理:为获得铁素体球墨铸铁件，要退火;为获得珠光体球墨铸铁件，要正火。至于铸钢件，可进行退火或正火，也可以不进行退火或正火。( ) 2-2 选择题 1.生产上，为了获得珠光体灰铸铁件，可以采用的方法有( )。 A．孕育处理;B．适当降低碳、硅含量;C·适当提高冷却速度;D、A ，B和C;E、A和
铸造成型原理名词解释
1、液态金属成型技术是将融融的金属或合金在重力场或其他外力场的作用下注入铸型型腔中，待其凝固 后获得与型腔形状相似逐渐的一种方法，这种成型方法叫做铸造。 2、液态成型（铸造）是将融化成型的液态金属浇入住铸型后一次制成所需形状和性能的零件 3、金属塑性成形又称塑性加工，是利用金属的塑形，通过外力获得所需形状，尺寸与内部性能制品的一 种加工方法。 4、表面张力：是表面上存在的一个平行于表面且各个方向大小相等的力。 5、表面自由能；是产生新的单位面积表面时自由能的增量。 6、液态金属充填铸型的能力：液态金属充满铸型型腔，获得完整、轮廓清晰的铸件的能力。 7、流动性;液态金属本身的流动性。与金属的成分、温度、杂质含量、铸件结构有关。 8、强迫对流：在凝固过程中可以外在激励使液相产生的流动 9、液态金属结晶：液态金属转变成晶体的过程称为液态金属结晶或金属一次结晶。 10、相变驱动力：只有当T
铸造工艺设计基础
铸造工艺设计基础 1
第1章铸造工艺设计基础 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 §1-2 铸造工艺方案的确定 §1-3 铸造工艺参数的确定 §1-4 砂芯设计 铸造生产周期较长,工艺复杂繁多。为了保证铸件质量,铸造工作者应根据铸件特点,技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案,编制合理的铸造工艺流程,在确保铸件质量的前提下,尽可能地降低生产成本和改进生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识,使学生掌握设计方法,学会查阅资料,培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性,是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行,又有利于保证铸件质量。 还可定义为: 铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外,还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 2
另定义:铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质,简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好,不但给铸造生产带来麻烦,不便于操作,还会造成铸件缺陷。因此,为了简化铸造工艺,确保铸件质量,要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生,往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构,可防止许多缺陷。 每一种铸造合金,都有一个合适的壁厚范围,选择得当,既可保证铸件性能(机械性能)要求,又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面:保证铸件达到所需要的强度和刚度;尽可能节约金属;铸造时没有多大困难。 (1)壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下,铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷,应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下,铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 表1-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚(单位:㎜) 3
第一章 铸造工艺基础
第一章铸造工艺基础 1、为什么铸造是毛坯生产中的方法？试从铸造的特点并结合实例分析之。 答：铸造适用于形状复杂，特别是有复杂内腔的毛坯件；适用范围广，成本低。 机床床身、汽车发动机曲轴等。 2、什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？不同成分的合金为何流动性不同？ 答：液态合金充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力称之为液态合金的充型能力；合金流动性越好充型能力越强；影响合金流动性的因素有很多，化学成分的影响最为显著。 3、某定型生产的厚铸铁件，投产以来质量基本稳定，但是近一段时间浇不到和冷隔缺陷突然增加，试分析其原因 答：材料化学成分发生变化，结晶范围变宽，导致流动性变差；浇注温度即充型压力变小也会导致充型压力变小；铸型材料导热太快或铸型温度较低，使的液态合金温度降低较快；铸型排气不畅或天气因素导致温度降低。 4、既然提高浇注温度可以改变充型能力，那为什么又要防止浇注温度过高？ 答：因为浇注温度过高，铸件容易形成缩孔、缩松、粘沙、析出性气孔、粗晶等缺陷，故保证充型能力适合前提下，温度不宜过高。 5、缩孔和缩松有何不同？为什么缩孔比缩松较容易防止？
答：缩孔是指集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞；缩松是指分散在某区域内的细小缩孔。缩孔是铸件最后凝固部位容积较大的孔洞，采用顺序凝固加冒口的方法就可以防止，但缩松是分散在铸件没区域内的细小缩孔，分部面积很大，所以不好防止。 6、什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需要采取什么措施实现？上述两种凝固原则适用场合有什么不同？ 答： 顺序凝固原则同时凝固原则 定义在铸件上可能出现 缩孔的厚大部位安 放冒口，使铸件远离 冒口的部位先凝固； 然后靠近冒口的部 位凝固；最后才是冒 口本身的凝固。尽量减少铸件各部位间的温度差，使其均匀的冷却 措施实现加冒口安防冷铁 使用场合的不同之处这两种凝固方式适合于收缩率较小的灰铁件铸造。铁水在砂型里面凝固的时候，顺序凝固一般都是薄壁部分先凝固，厚壁的
第一讲 铸造工艺理论基础测验题
第一讲铸造工艺理论基础测验题 1. 液态合金在冷凝过程中，有可能产生缩孔。缩孔往往产生在铸件最后凝固的部位 2. 冒口的主要作用是补缩 3. 为防止铸件中产生热应力，正确的工艺措施是同时凝固 4 .预防热应力的基本途径是铸件各部位的温度差尽量减少 5. 铸件热裂纹的形状特征是缝内有氧化色 5. 铸造性能属于工艺性能 6. 影响合金流动性的因素很多，但以的影响最为显著化学成分 6. 铸件产生冷隔的原因是：。浇注温度太低 6. 为防止铸件上产生缩孔，正确的工艺措施为。顺序凝固 6. 降低铸件凝固时的温度梯度，可以使铸件凝固区域减小 增加铸件结晶时的凝固区域，有利于防止铸件产生缩松 为了消除铸件中的机械应力，可在铸造后对铸件采用时效处理 去应力退火是消除机械应力最有效的工艺措施 7. 拟生产一批小铸铁件，力学性能要求不高，但要求越薄越好。在下列措施中哪些是有用的？ 提高铁水的浇注温度 提高铸型的退让性以便在浇铸时使铸型中的气体尽快排出 选用含碳量为0.77%的共析钢。 选用金属铸型以提高铸型的强度。 8. 图示铸件，在冷却到室温后，可能 产生左右两端向上，中部向下的弯曲变形 在上半部分内部产生纵向残余拉应力 产生左右两端向下，中部向上的弯曲变形 在下半部分内部形成纵向残余拉应力 产生比较大的扭转变形 9. 铸造时，提高液态合金的浇注温度将使铸件产生缩孔的倾向增加 1 9. HT200的流动性好于ZG175-570 9 凝固温度范围大的合金，铸造时铸件中容易产生缩松。 9. 当铸型温度等其他条件相同时，含碳3.8%的铸铁比含碳4.2%的铸铁更容易补缩。 10. 为了使铸件实现同时凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩 2 11. 顺序凝固”是防止铸件的应力、变形和缩孔等缺陷有效的工艺措施 12. 合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈有利于得到薄而复杂的铸件 13. 纯金属具有较好流动性 13.提高浇注温度和充型压力，有助于使合金实现顺序凝固，从而提高合金的充型能力 13. 当铸件壁厚相差较大时，铸件产生缩孔可能性也将增大。 14. 铸造时，提高液态合金的浇注温度将使铸件产生缩孔的倾向增加 15. 铸型上设置冒口的目的是为了排出浇注时注入的多余铁水 16. 为了使铸件实现同时凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩
金属的铸造成形工艺
第二篇金属的塑性成形工艺 金属塑性成形——在外力作用下，金属产生了塑性变形，以此获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件。 此生产方法称金属塑性成形（也称压力加工） 外力冲击力——锤类设备 压力——轧机、压力机 有一定塑性的金属——压力加工（热态、冷态） 基本生产方法： 1．轧制——钢板、型材、无缝管材（图6-1）（图6-2） 2．挤压——低碳钢、非铁金属及其合金（图6-3）（图6-4） 3．拉拔——各种细线材，薄壁管、特殊几何形状的型材（图6-5）（图6-6）4．自由锻——坯料在上、下砥铁间受冲击力或压力而变形（图6-7a） 5．模锻——坯料在锻模模腔内受冲击力或压力而变形（图6-7b） 6．板料冲压——金属板料在冲模之间受压产生分离或变形的加工方法（图6-7c） 金属的原材料，大部通过轧制、挤压、拉拔等制成。 第六章金属塑性成形的工艺理论基础 压力加工——对金属施加外力→塑性变形 金属在外力作用下，使其内部产生应力——发生弹性变形外力>屈服应力塑性变形 塑性变形过程中一定有弹性变形存在，外力去除后，弹性变形将恢复→“弹复”现象，它对有些压力加工件的变形和工件质量有很大影响，须采取工艺措施的保证产品质量。 §6-1 塑性变形理论及假设 一、最小阻力定律 金属塑性成形问题实质，金属塑性流动，影响金属流动的因素十分复杂（定量很困难）。应用最小阻力定律——定性分析（质点流动方向） 最小阻力定律——受外力作用，金属发生塑性变形时，如果金属颗粒在几个方向上都可移动，那么金属颗粒就沿着阻力最小的方向移动。 利用此定律，调整某个方向流动阻力，改变金属在某些方向的流动量→成形
快速成型技术在铸造中的应用
快速成型技术在铸造中的应用 快速成形制造技术是目前国际上成型工艺中备受关注的焦点。铸造作为一项传统的工艺，制造成本低、工艺灵活性大，能够获得复杂形状和大型的铸件。充分发挥两者的特点和优势，能够在新产品试制中取得客观的经济效益。 快速成形制造技术是目前国际上成型工艺中备受关注的焦点。铸造作为一项传统的工艺，制造成本低、工艺灵活性大，能够获得复杂形状和大型的铸件。充分发挥两者的特点和优势，能够在新产品试制中取得客观的经济效益。
快速成形制造技术又称为快速原型制造技术 (Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)，是一项高科技成果。它包括SLS、SLA、SLM等成型方法,集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型动身，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件，因此又称为材料添加制造法(Material Additive Manufacturing 或 Material Increase Manufacturing)。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而能够在不用模具和工具的条件下几乎能够生成任意复杂形状的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起，快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
快速成型技术能够快捷地提供周密铸造所需的蜡模或可消逝熔模以及用于砂型铸造的木模或砂模，解决了传统铸造中蜡模或木模等制备周期长、投入大和难以制作曲面等复杂构件的难题。而周密铸造技术（包括石膏型铸造）和砂型铸造技术，在我国是特不成熟的技术，这两种技术的有机结合，实现了生产的低成本和高效益，达到了快速制造的目的。 RPM技术的特点 快速成型的过程是首先生成一个产品的三维CAD实体模型或曲面模型文件，将其转换成特定的文件格式，再用相应的软件从文件中“切”出设定厚度的一系列片层，或者直接从CAD 文件切出一系列的片层。这些片层按次序累积起来仍是所设计零件的形状。然后，将上述每一片层的资料传到快速自动成型机中去，用材料添加法并以激光为加热源，依次将每一层烧结或熔结并同时连结各层，直到完成整个零件。成型材料为各种可烧结粉末，如石蜡、塑料、低熔点金属粉末或它们的混合粉末。