第十章铸造2-砂型铸造及合金的铸造性能).ppt

* * 第二节 砂型铸造 四、合金熔炼 熔炼是铸造生产的重要环节，其基本任务是提供化学成分和温度都合格的熔融金属。根据种类和生产条件不同，合金熔炼的设备、方法各不相同。 1、铸铁熔炼 其熔炼一般在冲天炉内进行。 2、铸钢熔炼 铸钢的熔点高，熔炼工艺复杂，一般在三相电弧炉或感应电炉中进行。 3、有色金属熔炼 一般用坩埚熔炼，要求熔炼速度快。 炼钢电弧炉结构示意图 1-倾炉液压缸 2-倾炉摇架 3-炉门 4-熔池 5-炉盖 6-电极 7-电极 夹紧器 8-炉体 9-电弧 10-出钢槽 五、浇注及铸件的落砂和清理 1、浇注 浇注是指将金属液从浇包注入铸型的操作。 浇注时注意控制浇注温度和浇注速度。 浇注温度过高，铸件收缩大，粘砂严重，晶粒粗大；温度偏低，使铸件浇不足。 浇注温度根据铸造合金的类型、铸件结构及尺寸等确定。 浇注速度应保持金属液连续不断地注入铸型，不得断流，应使浇口杯一直处于充满状态。 2、铸件的落砂和清理 落砂是指铸件与型砂、砂箱分离的操作。 铸件浇注后要在型砂冷却到一定温度后才能落砂。 落砂过早，铸件易产生白口，难以切削，还会产生铸造应力，引起变形或开裂； 落砂过晚，铸件固态收缩受阻，也产生铸造应力，而且影响生产率。 清理是指落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属等过程的总称。如铸件上的浇冒口用铁锤敲掉，韧性材料的铸件用锯或气割掉，清除粘砂及毛刺等。 六、铸件的常见缺陷 1、形状类缺陷（错型、偏芯、变形、浇不足） 2、孔洞类缺陷( 错孔、气孔) 3、杂质类缺陷（砂眼、夹杂物） 4、裂纹冷隔类缺陷(冷隔、裂纹) 5、表面缺陷（粘砂） 第三节 合金的铸造性能 合金在铸造过程中呈现出的工艺性能，称为铸造性能。 合金的铸造性能指流动性、收缩性、偏析以及吸气等。 一、合金的流动性及充型能力 1、合金的流动性及充型能力 液态合金的流动能力称为流动性。 液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力，称为液态合金的充型能力。 流动性是液态合金本身的属性。 液态合金的充型能力首先取决于液态合金本身的流动性，同时又与外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素密切相关，是各种因素的综合反应。 合金的流动性通常用螺旋形流动性试样衡量，浇注的试样越长，其流动性越好。 2、影响流动性和充型能力的因素 ①合金的种类 ? 不同种类的合金，具有不同的流动性。见表10-2，其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。 ②化学成分和结晶特征 纯金属和共晶成分的合金，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻力较小，所以流动性好，见图a。 而亚共晶合金，凝固温度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属流动的阻力越大，金属的流动性就越差，见图b。 铁碳合金的流动性与相图的关系见下图。 图中表明，纯铁和共晶铸铁的流动性最好，亚共晶铸铁和碳素钢随凝固温度范围的增加，其流动性变差。?? ③铸型的结构和性质 A、铸件结构越复杂，型腔结构就越复杂，液态合金流动时的阻力也越大，其充型能力就越差。 B、铸型材料的导热系数越大，液态合金降温越快，其充型能力就越差。 ④浇注条件 A、浇注温度。 提高浇注温度，可使合金保持液态的时间延长，从而显著提高合金的流动性。 但随着浇注温度提高，铸件的组织变得粗大，易产生气孔、缩孔、粘砂、裂纹等缺陷。 故在保证充型能力的前提下，浇注温度应尽量低。 B、充型压力。 液态金属在流动方向上所受到的压力越大，充型能力就越好。 C、浇注系统。 浇注系统结构越复杂，流动阻力就越大，充型能力就降低。 二、合金的收缩 1、铸造合金的收缩 铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。它主要包括以下三个阶段： ①液态收缩 金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。 ②凝固收缩 熔融金属在凝固阶段的体积收缩。 液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。 ③固态收缩 金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。 固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。 2、影响合金收缩的因素 ①化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合金中铸钢的收缩最大，灰铸铁最小。 ②浇注温度 合金浇注温度越高，