材料成型工艺【铸造部分】（答案）..doc

【材料成型工艺】铸造部分重点 绪论 铸造定义： 一种液态金属成形的方法，即将金属加热到液态，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中，液态金属在重力场或外力场（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。 2.应用范围： 适用于各种合金(如铸铁、铸钢和有色金属等),能制出外形和内腔很复杂的零件,铸件的尺寸、重量和生产批量都不受限制。材料能熔便可铸，尺寸形状复杂件 3铸造工序： 4.铸造优缺点： 优点:适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯; 对材料的适应性广，铸件的大小几乎不受限制; 成本低，原材料来源广泛， 价格低廉,一般不需要昂贵的设备; 是某些塑性很差的材料(如铸铁等)制造其毛坯或零件的唯一成型工艺; 所用原材料来源广，设备投资少，节省工时，材料利用率高。铸件材质内在质量得到提高，一些现代铸造方法生产出来的铸件质量已接近锻件。 缺点：工艺过程比较复杂，一些工艺过程难以控制；液态成形零件内部组织的均匀性、致密性一般较差；液态成形零件易出现缩孔、缩松、气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷，产品 质量不够稳定；由于铸件内部晶粒粗大，组织不均匀，且常伴 有缺陷，其力学性能比同类材料的塑性成形低 。 5.中国古代三大著名铸造技术： 泥范、铁范和熔模铸造 6.未来发展动态？ 向轻量化挑战，超微细化和超薄壁化 复杂形状部件的整体化 铸件焊接 触变铸造（半熔融铸造） RP（快速成型技术） 向复合材料方向发展 向机（功）能材料方向发展 差压铸造理论方法 定向凝固及单晶精铸理论 快速凝固技术 精密铸造 逐渐凝固过程的数值模拟技术的发展 计算机在铸造中的应用  第二章 铸造充型 1.液态金属流动性：液态合金本身的流动能力 2.充型：液态合金填充铸型的过程 3.充型能力：液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力 4.充型能力不足造成什么缺陷:充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。 5.影响流动性的因素 合金的成分 在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分的地方出现最大值，而在有结晶温度范围的地方流动性下降，且在最大结晶温度范围附近出现最小值。 结晶潜热 金属的比热容、密度和热导率 液态金属的粘度 液态金属的表面张力 6.为什么共晶成分的合金流动性好？ 共晶成分的合金，在固定的凝固温度下，已凝固的固相层由表面逐渐向内部推进，固相层内表面比较光滑，对液体的流动阻力小，金属液流动时间长，所以流动性好。 7.影响充型能力的因素有哪些？（合金流动性，外部条件） ⑴合金的流动性 合金的成分 在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分的地方出现最大值，而在有结晶温度范围的地方流动性下降，且在最大结晶温度范围附近出现最小值。 结晶潜热 纯金属和共晶成分的合金在一般浇注条件下，结晶潜热越大，凝固时间越长，流动性越好；对于大部分结晶温度范围较宽的合金，结晶潜热对流动性影响不大 金属的比热容、密度和热导率 比热容和密度较大的合金，流动性好；热导率小的合金，散热慢，液固并存的两相区小，流动阻力小，流动性好。 液态金属的粘度 液态金属的表面张力 ⑵外部条件 ①浇注条件 浇注温度 一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。 充型压力 液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。 浇注系统的的结构 浇注系统的结构越复杂，流动阻力 越大，充型能力越差。 ②铸型充填条件 铸型材料 铸型的导热系数和比热容越大，对液态合金的激冷能力越强，合金的充型能力越差 铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型的温差越小，充型能力越强。 铸型中的气体 铸性型中的气压大，液态金属的充型能力差 ③铸件结构 铸件模数M（铸件的体积与散热表面积之比）越大，充型能力越强。 补充： 第一类因素——金属性质方面的因素：①金属的密度 ②金属的比热容 ③金属的热导率 ④金属的结晶潜热 ⑤金属的粘度 ⑥金属的表面张力 ⑦金属的结晶特点 第二类因素——铸型性质方面的因素：①铸型的蓄热系数 ②铸型的密度 ③铸型的比热容 ④铸型的热导率 ⑤铸型的温度 ⑥铸型的涂料层 ⑦铸型的发气性与透气性 第三类因素——浇注条件的因素：①液态金属的浇注温度 ②液态金属的静压力 ③浇注系统中压头损失总和④外力场 第四类因素——铸件结构方面的因素：①铸件的折算厚度 ②由铸件结构规定所规定的型腔的复杂程度所引起的压头损失总和 8.合金凝固和收缩的三个阶段: (1)液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩。 T浇 — T液 (2)?凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。 T液 — T固 （3）??固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩