金属的液态成形技术详解.ppt

第1章 金属的液态成形技术;铸造：金属液态成形是指将液态（或熔融态、浆状）材料注入一定形状和尺寸的铸型(Mold)（或模具）型腔(Mold Cavity)中，凝固后获得固态毛坯或零件的方法?。历史悠久，应用广泛。（古代的工艺品、农具和兵器等等）。;第1章 金属的液态成形技术;铸造特点： 优点： 1．复杂零件（外形、内腔）； 2. 成本低； 2．尺寸和重量不受限制。;第1章 金属的液态成形技术;第1章 金属的液态成形技术;第1章 金属的液态成形技术;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理; 合金的铸造性能：是指合金在铸造过程中获得外形准确内部健全的铸件的能力。;1.1 金属液态成形的基本原理; 合金的流动性越好，充填铸型能力就越强，越容易获得轮廓清晰的复杂薄壁铸件； 此外还有利于液态合金中气体和熔渣上浮与排除，越有助于对凝固过程中所产生的收???进行补缩。反之产生相应的缺陷。; 合金化学成分对流动性的影响： ;;结晶区间越大，流动性越差，共晶成分合金的流动性最好。 过共晶成分合金在结晶时因有液固两相存在，流动性较差。 P可提高流动性，S可使流动性下降。;1.1 金属液态成形的基本原理; 合金充型能力的影响因素： 1. 流动性 2．浇铸条件 ;?3．铸型条件 ;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;; 合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。 收缩是合金的物理本性，但如果在铸造过程中，不能对收缩进行控制，常常会导致铸件产生缩孔、缩松、应力、变形和裂纹等缺陷。;2、影响收缩的因素： （1）化学成分 含C量对碳钢收缩不大;灰铸铁随C、Si含量的增加，石墨化程度加大，故灰铸铁收缩率减小;而S可阻碍石墨析出，使灰铸铁收缩率增大。 （2）浇注温度：浇注温度越高，收缩率越大。 ? （3）铸型条件和铸件结构 ?;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;缩松：分散、细小的孔，包括宏观缩松和显微缩松。 ;1.1 金属液态成形的基本原理;　① 缩孔的防止。;阀 体 件 的 铸 造 方 案;　　② 缩松的防止;　(2) 铸造应力、变形和裂纹 铸造应力按其形成原因分为热应力、机械应力等。 当铸造应力超过材料的强度极限时，铸件会产生裂纹，裂纹有热裂纹和冷裂纹两种。 ;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理; TT再 塑性状态 塑性变形（即永久变形） 内应力在变形后可自行消除； T＜T再 弹性状态 弹性变形 变形后应力仍然存在。;变形：金属在外力的作用下尺寸和形状的变化。 ;▲ 高温阶段（T0～T１之间）临时应力自行消失? ▲ 中温阶段（T１～T２之间）Ⅱ受拉伸、Ⅰ受压缩? ▲ 低温阶段（T２～T３之间）杆Ⅱ受压、杆Ⅰ受拉 ;　 　　a、热应力的特点是铸件缓冷处（厚壁处或心部）受拉伸，快冷处（薄壁处或表层）受压缩； 　　b、铸件冷却时各处的温差愈大，定向凝固愈明显，合金的固态收缩愈大，弹性模量愈大，则热应力愈大。;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;回顾？;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;A、为了防止铸件的变形，除减小应力外，最好是将铸件设计成对称结构，使其应力互相平衡。 B、铸造生产中最有效的防止变形的方法是采用反变形法。;1.1 金属液态成形的基本原理;冷裂----较低温下形成，铸件形状复杂，易形成冷裂。应力集中处：尖角、缩孔、气孔和渣眼等附近。 防止措施：壁厚均匀，减小铸造应力，提高冶炼质量等。;　　设置防裂肋能有效地防止冷、热裂纹;1.1 金属液态成形的基本原理;1.1 金属液态成形的基本原理;错型;粘砂;1.1 金属液态成形的基本原理; 2.侵入性气孔 造型材料中的气体侵入金属液内所形成的气孔称为侵入性气孔。 水分蒸发、有机物挥发等。;3.反应性气孔 反应性气孔主要是指金属液与铸型之间发生化学反应所产生的气孔。 Fe3O4+C=3Fe+4CO↑;缩孔与气孔的区别： 气孔：产品内部卷气残留，圆形；表面看里面是光滑的；位置不固定。 缩孔：产品收缩时材料得不到补充而形成的孔；形状不规则；位置固定。 ;小结