机械制造基础考试复习教材.docx

第六章 合金的液态成型 一. 三种凝固方式 逐层凝固：纯金属或共晶成分的合金是恒温凝固，凝固区宽度几乎为零，凝固前沿清楚地将液、固相分开，由表层逐层向中心凝固。 糊状凝固：合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较为平坦，凝固时，铸件表面并不存在固体层，而液、固并存的凝固区贯穿整个断面，先呈糊化而后再固化。 中间凝固：多数合金的凝固介于两者之间，为中间凝固方式。 二. 合金的充型能力 充型能力是使液态金属充满型腔并使铸件形状完整、轮廓清晰的能力。它首先与合金本身的流动性有关，同时浇注条件、铸形填充条件、铸件结构等对充型能力也有影响。 三. 合金的收缩性能 1.合金收缩的概念 液态合金在液态、凝固态和固态过程中所发生的体积和尺寸减小的现象 叫做收缩。 收缩是铸件中许多缺陷（如：缩孔、缩松、热裂、应力、变形和裂纹） 等产生的基本原因。 合金的总收缩为上述三种收缩的总和。其中液态收缩和凝固收缩形成铸件的缩孔和缩松，固态收缩使铸件产生内应力、变形和裂纹 （1）缩孔与缩松 ① 缩孔与缩松的形成 浇入铸型的液态合金在凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，在铸件最后凝固的部位会形成空洞，容积大而集中的是缩孔，容积小而分散的是缩松 控制铸件的凝固过程 采用“顺序凝固”或“同时凝固”原则， 顺序凝固原则适用于收缩大或壁厚差别较大，易产生缩孔的铸件。其缺点是：铸件各部分温差大，会引起较大的热应力，此外，由于要设置冒口，增大了金属的消耗及切除毛口的工作量。 同时凝固原则适用于收缩小或壁厚均匀的薄壁铸件，采用同时凝固原则，铸件热应力小，但在铸件中心往往产生缩松。 对结构复杂的铸件，既要避免产生缩孔和缩松，又要减小热应力，防止变形和裂纹，这两种凝固原则可同时采用。 四,.常用铸铁件及其熔铸工艺 铸铁的特点及分类 铸铁的分类：依碳的存在形态不同分类 2.什么是铸铁的石墨化？ 铸铁中析出石墨的过程，称为铸铁的石墨化。当铸铁中碳、硅含量较低，在冷却速度较快的条件下，合金结晶时，析出渗碳体，此时，获得白口铸铁；当铸铁中碳、硅含量较高，在冷却速度较慢的条件下，合金结晶时，析出石墨，此时，获得灰口铸铁； 灰口铸铁 性能特点： 1)机械性能较差：灰口铸铁组织= 钢的组织+大量石墨 2)耐磨性好（灰口铸铁的耐磨性比碳钢好）：石墨本身的摩擦系数小; 脱落石墨处的凹坑 , 可以储存润滑油。 3)减震性好：石墨在金属基体中能很好的阻止振动的传播。 4)缺口敏感性小； 5)铸造性能和切削加工性能好； 6)其他工艺性差：焊接性差;热处理性能差;不能锻造和冲压 灰口铸铁的牌号 HT(灰口铸铁) 100(Φ30mm试棒的最低抗拉强度值( MPa ) ) （2）球墨铸铁 向灰铸铁的铁水中加入一定量的球化剂（一般为稀土镁合金）进行球化处理，并加入孕育剂以促进石墨化，即可获得球墨铸铁 球化处理: 往铁水中加入球化剂 , 球化剂是稀土镁合金。 球化处理方法： 性能特点: 抗拉强度和屈强度很高 ;疲劳强度较高;硬度和耐磨性比其他铸铁都高。 热处理特点： 退火: 可使铸态组织中的Fe3C分解 , 以获得高塑性的铁素体基体组织。（相当于35＃） 正火: 使具有F + P + Fe3C 的铸态基体组织, 为高强度的珠光体基体组织。（相当于45＃） 。球墨铸铁的牌号 QT(球墨铸铁) 400(抗拉强度σb 3 400Mpa ) – 18(延伸率δ 3 18% ) （3）可锻铸铁（韧性铸铁 白口铸铁通过石墨化退火处理，改变其金相组织而获得的具有较高韧性的铸铁 （3）蠕墨铸铁 向灰铸铁的铁水中加入适量蠕化剂（一般为稀土硅铁或稀土硅钙合金）进行蠕化处理，并加入少量孕育剂以促进石墨化，即可获得蠕墨铸铁 蠕虫状石墨形状介于对片状、球状之间，因此，其力学性能介于相同金属机体组织的灰铸铁和球墨铸铁之间，。 性能特点: 机械性能比灰口铸铁高；壁厚敏感性比灰口铸铁小。减震性球墨铸铁高。铸造性能和切削性能等工艺性能均良好。突出优点是导热性和耐热疲劳性好 砂型铸造的造型方法 1.手工造型 全部用手工或手动工具完成的造型工序。特点是：适应性强，成本低，但铸件质量较差，生产率低。主要用于单件、小批生产。 2.机器造型 机器造型时紧砂和起模的基本操作是用机器来完成的。特点是：生产率高，铸件的质量好，成本高。只适用于中、小铸件的成批或大量生产。 二.造型工艺设计 任务 ：根据零件的结构特点、技术要求以及生产批量等条件，确定铸造工艺，绘制铸造工艺图。 铸造工艺图 ：制造模样、铸型，进行生产准备和验收的最基本的工艺文件。图纸上需要表示出铸型分型面、浇注系统、型芯结构尺寸、铸件加工余量、控制凝固措施等内容。 浇注位置的选