三、铸件中的缩孔与缩松三、铸件中的缩孔与缩松三、铸件中的缩孔与缩松三、铸件中的缩孔与缩松1 1 1 1、缩孔与缩松的形成、缩孔与缩松的形成、缩孔与缩松的形成、缩孔与缩松的形成 形成原因形成原因形成原因形成原因 液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩 的容积得不到补足而行成。的容积得不到补足而行成。的容积得不到补足而行成。的容积得不到补足而行成。( ( ( (补缩补缩补缩补缩) ) ) ) (1) (1) (1) (1)缩孔缩孔缩孔缩孔 通常在铸件上部，或最后凝固的部分通常在铸件上部，或最后凝固的部分通常在铸件上部，或最后凝固的部分通常在铸件上部，或最后凝固的部分 大小大小大小大小 合金的液态收缩合金的液态收缩合金的液态收缩合金的液态收缩，凝固收缩，凝固收缩，凝固收缩，凝固收缩 缩孔容积缩孔容积缩孔容积缩孔容积 浇注温度浇注温度浇注温度浇注温度缩孔容积缩孔容积缩孔容积缩孔容积 铸件较厚铸件较厚铸件较厚铸件较厚缩孔容积缩孔容积缩孔容积缩孔容积 形成：如图形成：如图形成：如图形成：如图3 3、中间凝固、中间凝固 介于逐层凝固和糊状凝固之间。4 4、铸件质量与凝固方式密切相关、铸件质量与凝固方式密切相关 逐层凝固，充型能力强，便于防止缩孔、缩松 灰铸铁和铝硅合金等倾向于逐层凝固 糊状凝固，难以获得结晶紧实的铸件 球铁倾向于糊状凝固1 1、逐层凝固、逐层凝固 纯金属或共晶成分合金凝固过程中不存在液、固并存现象，液固界限清楚分开，称为逐层凝固。2 2、糊状凝固、糊状凝固 合金的结晶温度范围很宽，温度分布较平坦(内外温度较小)，整个断面内均为液固并存，先呈糊状而后固化，称为糊状凝固。1.4 1.4 铸件的质量控制铸件的质量控制 一、铸件的缺陷（见表一、铸件的缺陷（见表2-22-2）二、控制的措施二、控制的措施(1)(1)合理选定铸造合金和铸件结构合理选定铸造合金和铸件结构(2)(2)合理制订铸件的技术要求合理制订铸件的技术要求(3)(3)模样质量检验模样质量检验(4)(4)铸件质量检验铸件质量检验(5)(5)铸件热处理铸件热处理二、铸钢件的生产特点二、铸钢件的生产特点二、铸钢件的生产特点二、铸钢件的生产特点 钢的熔炼钢的熔炼钢的熔炼钢的熔炼 电弧炉电弧炉电弧炉电弧炉 感应电炉等。感应电炉等。感应电炉等。感应电炉等。 铸造工艺铸造工艺铸造工艺铸造工艺 * * * * 铸钢：铸钢：铸钢：铸钢： 因熔点较高，故浇注温度高；流动性差，钢水易氧化、因熔点较高，故浇注温度高；流动性差，钢水易氧化、因熔点较高，故浇注温度高；流动性差，钢水易氧化、因熔点较高，故浇注温度高；流动性差，钢水易氧化、吸气、收缩率大吸气、收缩率大吸气、收缩率大吸气、收缩率大铸造性能差。铸造性能差。铸造性能差。铸造性能差。 * * * * 型砂：型砂：型砂：型砂：高的耐火度，抗粘砂性，高强度、透气性、退让性。干砂型。高的耐火度，抗粘砂性，高强度、透气性、退让性。干砂型。高的耐火度，抗粘砂性，高强度、透气性、退让性。干砂型。高的耐火度，抗粘砂性，高强度、透气性、退让性。干砂型。大多采用顺序凝固，冒口、冷铁用得很多。利于补缩。大多采用顺序凝固，冒口、冷铁用得很多。利于补缩。大多采用顺序凝固，冒口、冷铁用得很多。利于补缩。大多采用顺序凝固，冒口、冷铁用得很多。利于补缩。对薄壁或易产生裂纹的铸钢件，一般同时凝固原则。对薄壁或易产生裂纹的铸钢件，一般同时凝固原则。对薄壁或易产生裂纹的铸钢件，一般同时凝固原则。对薄壁或易产生裂纹的铸钢件，一般同时凝固原则。3.3.3.3.铸钢件的热处理铸钢件的热处理铸钢件的热处理铸钢件的热处理 为细化晶粒，消除铸造应力，提高机械性能，为细化晶粒，消除铸造应力，提高机械性能，为细化晶粒，消除铸造应力，提高机械性能，为细化晶粒，消除铸造应力，提高机械性能， 铸后进行热处理。铸后进行热处理。铸后进行热处理。铸后进行热处理。 含碳量含碳量含碳量含碳量0.35%0.35%0.35%0.35%，或结构复杂铸件，或结构复杂铸件，或结构复杂铸件，或结构复杂铸件退火退火退火退火 含碳量含碳量含碳量含碳量0.35%0.35%0.35%0.35%，或结构复杂铸件，或结构复杂铸件，或结构复杂铸件，或结构复杂铸件回火回火回火回火 再加正火、回火，可使应力进一步减小。再加正火、回火，可使应力进一步减小。再加正火、回火，可使应力进一步减小。再加正火、回火，可使应力进一步减小。 铸钢不宜淬火，因淬火极易开裂。铸钢不宜淬火，因淬火极易开裂。铸钢不宜淬火，因淬火极易开裂。铸钢不宜淬火，因淬火极易开裂。 冷却速度冷却速度 冷却速度：减小冷却速度可以促进石墨化。冷却速度：减小冷却速度可以促进石墨化。 壁厚（壁厚（h h）和冷却速度（）和冷却速度（v v） h hvv 壁厚壁厚石墨化倾向石墨化倾向 易得粗大石墨片、铁素体易得粗大石墨片、铁素体易得粗大石墨片、铁素体易得粗大石墨片、铁素体 壁厚壁厚石墨化倾向石墨化倾向 易得细小石墨片、珠光体易得细小石墨片、珠光体易得细小石墨片、珠光体易得细小石墨片、珠光体 壁厚壁厚白口化倾向白口化倾向 图图图图2-13 2-13 2-13 2-13 含碳、硅、壁厚与铸铁组织的关系含碳、硅、壁厚与铸铁组织的关系含碳、硅、壁厚与铸铁组织的关系含碳、硅、壁厚与铸铁组织的关系 灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理孕育铸铁孕育铸铁孕育铸铁孕育铸铁 孕育铸铁的生产：孕育铸铁的生产：孕育铸铁的生产：孕育铸铁的生产： 在含碳、硅较低的铁水中加入孕育剂（在含碳、硅较低的铁水中加入孕育剂（在含碳、硅较低的铁水中加入孕育剂（在含碳、硅较低的铁水中加入孕育剂（75%75%75%75%硅铁）硅铁）硅铁）硅铁）, , , , 促进入石墨化，增加了促进入石墨化，增加了促进入石墨化，增加了促进入石墨化，增加了石墨石墨石墨石墨结晶核心，使石墨均结晶核心，使石墨均结晶核心，使石墨均结晶核心，使石墨均 匀，细小，并获得珠光体基体。匀，细小，并获得珠光体基体。匀，细小，并获得珠光体基体。匀，细小，并获得珠光体基体。 孕育铸铁的特点：孕育铸铁的特点：孕育铸铁的特点：孕育铸铁的特点： 强度、硬度提高。强度、硬度提高。强度、硬度提高。强度、硬度提高。 耐磨性提高，但减震性下降。耐磨性提高，但减震性下降。耐磨性提高，但减震性下降。耐磨性提高，但减震性下降。 壁厚敏感性小，冷却速度对组织、性能影响壁厚敏感性小，冷却速度对组织、性能影响壁厚敏感性小，冷却速度对组织、性能影响壁厚敏感性小，冷却速度对组织、性能影响 较小。截面上机械性能齐一性好，对厚壁铸较小。截面上机械性能齐一性好，对厚壁铸较小。截面上机械性能齐一性好，对厚壁铸较小。截面上机械性能齐一性好，对厚壁铸 件尤其重要。件尤其重要。件尤其重要。件尤其重要。 孕育铸铁使用：孕育铸铁使用：孕育铸铁使用：孕育铸铁使用： 适于静载荷下要求强度高、耐磨性好，或气密性好适于静载荷下要求强度高、耐磨性好，或气密性好适于静载荷下要求强度高、耐磨性好，或气密性好适于静载荷下要求强度高、耐磨性好，或气密性好 的铸件，特别厚大铸件。的铸件，特别厚大铸件。的铸件，特别厚大铸件。的铸件，特别厚大铸件。 为便于制造、下芯、合箱和检验铸件的壁为便于制造、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。但型腔不宜过深，尽量避免使用大吊砂。但型腔不宜过深，尽量避免使用大吊砂。 (4）若铸件的加工面很多，又不可能全部与基准面放在分型面的同一侧时，则应使加工基准面与大部分加工面处于分型面的同一侧。 a) 不合理 b) 合理螺栓塞头的分型面(5）铸件的非加工表面上，尽量避免有披缝。 a) 不正确 b) 正确分型面的位置应能避免披缝(6）分型面的选择应尽量与铸型浇注时位置一致。5.2 5.2 铸件结构与合金铸造性能的关系铸件结构与合金铸造性能的关系 合理设计铸件的壁厚合理设计铸件的壁厚合理设计铸件的壁厚合理设计铸件的壁厚 铸造合金流动性各不相同，在相同条件下，不同合金铸造合金流动性各不相同，在相同条件下，不同合金铸造合金流动性各不相同，在相同条件下，不同合金铸造合金流动性各不相同，在相同条件下，不同合金所能浇注出铸件的最小壁厚也不相同。所能浇注出铸件的最小壁厚也不相同。所能浇注出铸件的最小壁厚也不相同。所能浇注出铸件的最小壁厚也不相同。厚大截面承载能力并非按截面积成比例增加。厚大截面承载能力并非按截面积成比例增加。厚大截面承载能力并非按截面积成比例增加。厚大截面承载能力并非按截面积成比例增加。 最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。 临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3 3倍。倍。 如果所设计铸件的壁厚小于允许的如果所设计铸件的壁厚小于允许的 “ “最小壁厚最小壁厚”，铸件就易产，铸件就易产生浇不足、冷隔等缺陷。生浇不足、冷隔等缺陷。 在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、 缩松、结晶组织粗大等缺缩松、结晶组织粗大等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。陷，从而使铸件的力学性能下降。 灰铸铁以薄壁为宜，极薄时易白口化。灰铸铁以薄壁为宜，极薄时易白口化。灰铸铁以薄壁为宜，极薄时易白口化。灰铸铁以薄壁为宜，极薄时易白口化。 牌号愈高，铸造性能越差，对结构要求越高。但孕育铸牌号愈高，铸造性能越差，对结构要求越高。但孕育铸牌号愈高，铸造性能越差，对结构要求越高。但孕育铸牌号愈高，铸造性能越差，对结构要求越高。但孕育铸铁可设计成较厚铸件。铁可设计成较厚铸件。铁可设计成较厚铸件。铁可设计成较厚铸件。 铸钢壁厚不宜过薄，因其流动性差，收缩率高。壁厚稍铸钢壁厚不宜过薄，因其流动性差，收缩率高。壁厚稍铸钢壁厚不宜过薄，因其流动性差，收缩率高。壁厚稍铸钢壁厚不宜过薄，因其流动性差，收缩率高。壁厚稍厚些，利于顺序（定向）凝固。厚些，利于顺序（定向）凝固。厚些，利于顺序（定向）凝固。厚些，利于顺序（定向）凝固。 起模斜度（拔模斜度）起模斜度（拔模斜度）起模斜度（拔模斜度）起模斜度（拔模斜度） 为了方便取出模样而设的斜度，为了方便取出模样而设的斜度，为了方便取出模样而设的斜度，为了方便取出模样而设的斜度，零件图上不标，在绘制铸造工艺图时，模型图时才表示零件图上不标，在绘制铸造工艺图时，模型图时才表示零件图上不标，在绘制铸造工艺图时，模型图时才表示零件图上不标，在绘制铸造工艺图时，模型图时才表示出来。出来。出来。出来。 结构斜度：在垂直于分型面的不加工表面，加上不影响结构斜度：在垂直于分型面的不加工表面，加上不影响结构斜度：在垂直于分型面的不加工表面，加上不影响结构斜度：在垂直于分型面的不加工表面，加上不影响设计要求利于加工工艺的较大斜度。斜面在图纸上要表设计要求利于加工工艺的较大斜度。斜面在图纸上要表设计要求利于加工工艺的较大斜度。斜面在图纸上要表设计要求利于加工工艺的较大斜度。斜面在图纸上要表示出来。示出来。示出来。示出来。