金属工艺学-3.ppt

金属工艺学---3 主讲: 朱明 高级技师、经济师、工程师 高级技能专业教师 汽车维修高级考评员 第三章 铸造 铸造工艺旧称“倒模”，由于铁呈液体状，故也有叫“倒铁水模”。以前是一项既化力气又化心机的热加工工艺。 铸造是熔炼金属、制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法，故又叫“液体成形”工艺。 一、合金的铸造性能 合金的铸造性能指：氧化性、吸气性、流动性、收缩、偏析等。 良好的铸造性能应该是：熔化时合金不易氧化，溶液不易吸收气体；浇注时合金溶液容易充满型腔，凝固时铸件不易产生缩孔，而且化学成分均匀；冷却时铸件不发生变形和开裂。 （一）合金的充型能力（课本P27） 液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。影响充型能力的主要因素有： 1.合金的流动性（液态合金本身的流动能力） 实验得知：灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差（见下图）。 2.浇注条件 ①浇注温度（有着决定性的影响。温度↑，充型能力↑）； ②充型压力（压力↑，充型能力↑）。 3.铸型填充条件（铸型材料：导热系数和比热容↑，充型能力↓；铸型温度：温度↑，充型能力↑ ；铸型中气体：产生的气压↑，充型能力↓）。 几种不同合金流动性的比较示意图 （二）合金的凝固与收缩 1.铸件的三种凝固方式 凝固方式示意图 根据固–液两相区的宽度，可将凝固过程分为三种凝固方式： 1.当固–液两相区很窄时称为“逐层凝固方式”； 2.反之为“糊状（体积）凝固方式”； 3.固–液两相区宽度介于两者之间的称为“中间凝固方式”。 铸件的凝固方式对凝固液相的补缩能力影响很大，从而影响最终铸件的致密性和热裂纹产生几率。 2.铸件的缩孔与缩松（课本P27） 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足（所谓的“补缩”），则在铸件最后凝固的部分形成一些孔洞。按照孔洞的大小和分布，可将其分为缩孔和缩松两类。 ①缩孔—集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。 ②缩松—分散在铸件某区域内的细小缩孔。 据此，我们就可以看出缩孔与缩松的区别了： 集中性缩孔→分散性缩孔→缩松（请看下图） 缩松的形成原因: 铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。 缩孔易出现的部位示意图 铸件的变形原因示意图 二、砂型铸造 （一）工艺示意图（A、B、C、D四大步骤） 砂型铸造过程 名词解释： 1.浇口—液体金属进入的通道。 2.冒口—设置在铸件厚壁处和热节处，作用有：一是补缩（防止缩孔、缩松的最有效的措施；二是排气；三是集渣；四是注满的标志（也是它的名称来源）。 3.补贴—对于板件和壁厚均匀的薄壁件，由于冒口的有效补缩距离有限，往往在铸件的内仍然产生缩孔和缩松。若在铸件壁上靠近冒口处增加一个楔形厚度，使铸件壁厚变成朝冒口逐渐增厚的形状，这个楔形部分就叫“补贴”。 4.冷铁—由金属材料制成的激冷物，用于放入铸型某部位，用以加速铸件某局部的冷却，如汽车进排气门就是用这种方法把其球头部激冷生成马氏体，硬度高而耐磨（见下图）。 浇口、冒口、冷铁的位置示意图 三、铸造结构的工艺性 （一）铸造工艺对铸件结构的要求 1.铸件外形应尽量简单 2.铸件的内腔要考虑到方便型芯定的制造以及型芯的定位、安放和排气等，并应尽可能地不用或少用。 （二）金属的铸造性能对铸件结构的要求 1.铸件的壁过厚和过薄 　　　什么叫“热节”？ 　　　热节—在铸造凝固过程中，铸型内部金属的温度较周围的温度高，因而凝固慢的节点或区域。 2.铸件壁的连接 3.铸件结构应有利于减少应力和防止变形 离心铸机示意图 第三章 金属塑性成形 金属塑性成形加工包括锻造、冲压、拉拔、轧制等，是利用金属的塑性，使坯料改变形状、尺寸和改善