细晶铸造工艺方法

铸造工艺方法的选择原则

Casting method to the selection principle

1．优先采用砂型铸造据统计

在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。

一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。

当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差，所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它铸造方法，例如熔模（失腊）铸造、压铸、低压铸造等等。

2 应与生产批量相适应

大批量生产时，应优先考虑机械化、自动化的粘土湿型砂造型生产线和树脂砂制芯生产线。对于粘土湿型砂铸造小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型生产线，造型生产效率高，占地面积也少；对于中件（大于10千克），可选

Fundamental foundry process 铸造生产的主要工序

Molding造型

The product of the foundry is a casting. The first foundry process involved in the production of a casting is the construction of a suitable mold .The type of mold is governed the size and shape of the casting and the kind of metal to be used to make the casting. 铸造生产的产品是铸件。生产铸件的第一道工序是制作合适的铸型。铸型的类型是由铸件的尺寸、形状和制作铸件所用的金属种类决定的。

Green sand molds are made of sand in its green or natural state and may be poured with metal as soon as they are complete . About 85% of all mould made i

Fundamental foundry process 铸造生产的主要工序

Molding造型

The product of the foundry is a casting. The first foundry process involved in the production of a casting is the construction of a suitable mold .The type of mold is governed the size and shape of the casting and the kind of metal to be used to make the casting. 铸造生产的产品是铸件。生产铸件的第一道工序是制作合适的铸型。铸型的类型是由铸件的尺寸、形状和制作铸件所用的金属种类决定的。

Green sand molds are made of sand in its green or natural state and may be poured with metal as soon as they are complete . About 85% of all mould made i

金属强化机制

一．固溶强化

通过溶入某种溶质元素形成固溶体（固溶体：就是固体溶液，是溶质原子溶入溶剂中所形成的晶体，保持溶剂元素的晶体结构）而使金属强度硬度提高的现象称为固溶强化。分为间隙固溶强化（尺寸比较小的间隙原子引起的强化如：Fe 与 C ，N ，O ，H 形成间隙固溶体）和置换固溶强化（尺寸比较大的置换原子引起的强化如：Fe与Mn、Si 、Al 、Cr 、Ti 、Nb等形成置换固溶体）。

1.固溶强化机制：

运动的位错与溶质原子之间的交互作用的结果。

由于形成固溶体的溶质原子和溶剂原子的尺寸和性质不同，溶质原子的溶入必然引起一些现象，例如：溶质原子聚集在位错周围钉扎住位错（弹性交互作用）；溶质原子聚集在层错处，阻碍层错的扩展与束集（化学交互作用）；位错与溶质间形成偶极子（电学交互作用）。这些现象都增加了位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高了金属的强度和硬度。

2.固溶强化的规律：

（1）溶质元素在溶剂中的饱和溶解度愈小，其固溶强化效果愈好

（2）溶质元素溶解量增加，固溶体的强度也增加

例如：对于无限固溶体，当溶质原子浓度为50%时强度最大；而对于有限固溶体，其强度随溶质元素溶解量增加而增大

（3）形成间隙固

细晶强化的理论及发展

黄一聪

(辽宁工程技术大学材料科学与工程学院 阜新123000)

摘要：通常金属是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒的大小可以用单位体积内晶粒

的数目来表示，数目越多，晶粒越细。实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑形和韧性[1]。因此，在实际使用中，人们常用细晶强化的方法来提高金属的力学性能。

关键词：定义、细晶强化机制、细化晶粒本质与途径、细晶强化新方法、位错。

0前言：

通常金属是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示，数目越多，晶粒越细。实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行，塑性变形较均匀，应力集中较小；此外，晶粒越细，晶界面积越大，晶界越曲折，越不利于裂纹的扩展。故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为细晶强化。 细晶强化的关键在于晶界对位错滑移的阻滞效应。位错在多晶体中运动时，由于晶界两侧晶粒的取向不同，加之这里杂质原子较多，也增大了晶界附近的滑移阻力，因而一侧晶粒中的滑移带不能直接进入第二个晶粒，而且要满足晶界上形变的协调性，需要多个滑移系统同时动作。这同样导

1、铸造：就是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性；同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。但铸造生产所需的材料（如金属、木材、燃料、造型材料等）和设备（如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机、铸铁平板等）较多，且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。公元前3200年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13～前10世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平，如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩较浓。公元前513年，中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件 ——晋国铸鼎（约270千克重）。公元8世纪前后，欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业**后，铸件进入为大工业服务的新时期。进入20世纪，铸造的发展速度很快，先

消失模铸造工艺流程

一、工艺流程示意图 EPS EPMMA STMMA 预热 → 加料、搅拌 → 抽真空 → 喷水雾 → 停止抽真空 → 出料 → 干燥 → 料仓 可预发筛干珠熟发发发泡上 性粒 分 燥 化泡粘烘泡成涂膜接 干料型 组浇 预热模具 → 加料 → 合模 → 发泡成型 → 冷却 → 脱模 闭模 →合冒 口 新砂、旧砂、覆塑料膜密封砂箱、置浇口杯 冒打机（清铸热浇 铸 造埋铸冷注落件口磨）抛处、型箱却及 成砂理件浇丸砂件 品 落砂斗 → 水平振动筛 → 型砂冷却 → 提升机 → 磁选、除尘 → 储砂斗

二、工艺流程

模样生产工艺流程图 零铸模模 模件件样具具图 图图图 成型 EPS预发泡 熟化 珠粒 冷却 模样组合 干燥 出模 检验

1

（一） 预发泡：

预发泡目的：为了获得低密度、表面光洁、质量优良的泡沫模样。 流程： 预热 → 加料、搅拌 → 抽真空 → 喷水雾 → 停止抽真空 → 出料 → 干燥 → 料仓、熟化

EPS预发温度100

热加工工艺课程设计

支座铸造工艺设计

院 系： 工学院机械系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机电n班 姓 名： 欢迎学弟学妹咨询 学 号： qq37730385 指导老师： 刘万福 时 间： 2012年6月2日

黄河科技学院课程设计任务书

工 学院 机 械 系 机械设计制造及其自动化 专业 2011 级 班

学号 姓名 指导教师 刘万福

设计题目: 支座铸造工艺设计

课程名称: 热加工工艺课程设计 课程设计时间： 5 月 26 日至 6 月

热加工工艺课程设计

支座铸造工艺设计

院 系： 工学院机械系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机电n班 姓 名： 欢迎学弟学妹咨询 学 号： qq37730385 指导老师： 刘万福 时 间： 2012年6月2日

黄河科技学院课程设计任务书

工 学院 机 械 系 机械设计制造及其自动化 专业 2011 级 班

学号 姓名 指导教师 刘万福

设计题目: 支座铸造工艺设计

课程名称: 热加工工艺课程设计 课程设计时间： 5 月 26 日至 6 月

球墨铸铁铸造工艺

1、金属炉料的要求

1.1各种入炉金属炉料必须明确成份，除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外，螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用，同时应保证炉料、合金干燥。 1.2防止有密闭容器混入炉料中。 1.3所有炉料应按配料单过称。 2.1球墨铸铁化学成分

牌号 C Si Mn P <0.1 <0.1 <0.1 S Cu Ni 0.35/0.5 正火+回火 正火+回火 Re 0.02/0.03 0.03/0.06 0.02/0.05 0.02/0.05 0.02/0.05 0.02/0.05 Mg 0.05/0.06 0.03/0.06 0.03/0.07 0.03/0.05 0.035/0.07 0.035/0.05

QT400LT 3.7/3.8 QT400 QT450 QT500 QT600 QT700 QT800 QT900 备注 2.0/2.15 0.1/0.15 <0.3 0.3/0.45 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 0.5/0.8 3.55/3.75 2.5/2.7 3.55/3.75 2.5/2.7 3.55/3.75 2.4/2.55 0.40/0.55 <0.08 3.6/3.8 3.6/3.8 3.55/3.8 3.55/3.8 厚壁铸件取下限，薄壁铸件取上限 2.0/2.3 0.5/0.7 <0.08 <0.08 <0.08 <0.08 1.9/2.15 0.7/0.9 1.8/2.0 1.7/2.0 厚壁铸件取下限，薄壁铸件取上限 0.7/0.9 0.7/0.9 厚壁铸件取上限，薄壁铸件取下限 0.02/0.045 0.035/0.06 0.02/0.045 0.035/0.06 <0.02 0.15/0.2 0.45/0.6 2.2球墨铸铁单铸试样力学性能（GB/T1348-1988）

牌号 抗拉强度 屈服强度 断后伸长率 硬度 HBS 130-170 3个平均大于12，单个大于9 130-170 130-180 160-210 170-230 190-270 225-305 245-335 280-360 铁素体〉95% 铁素体〉90% 铁素体〉90% 铁素体 铁素体+珠光体 珠光体+铁素体 珠光体 珠光体或回火组织 贝氏体或回火马氏体 U型缺口试样在-20℃冲击吸收功/J 主要组织 σb/MPa≥ σb/MPa≥ δ（%） QT400LT 400 250 250 250 310 320