第5章 金属得液态成型.ppt

第6章 金属的液态成型 金属的液态成型是指熔炼金属，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型方法。金属的液体成型也称为铸造。 金属液态成型具有下列优点： (1)能制造各种尺寸和形状复杂的铸件，尤其是内腔复杂的铸件。 (2)铸件的形状和尺寸与零件很接近，因而节省了金属材料和加工工时。 (3)绝大多数金属均能用液态成型方法制成铸件。 (4) 液态成型生产适用于各种生产类型。 (5) 液态成型所用的原材料来源广泛，价格低廉，并可回收使用，还可利用金属废料和废机件。 6.1 合金的液态成型工艺理论基础 6.1.1 合金的充型能力 6.1.2合金的收缩性能 6.1.3 合金的偏析和吸气性 6.1.1 合金的充型能力 1.合金的充型能力概念 液态合金充满铸型型腔，并获得形状完整、轮廓清晰、尺寸准确的铸件的能力，称为合金的充型能力。 2.影响合金充型能力的因素 ①合金的流动性 ②浇注温度 ③铸型特点 6.1.2合金的收缩性能 1.合金收缩的概念 高温合金液从浇入铸型到冷凝至室温的整个过程中，其体积和尺寸减小的现象，称为收缩。 整个收缩过程，可划分为三个互相联系的阶段。 ①液态收缩 是指合金液从浇注温度冷却到凝固开始温度(液相线温度) 之间的体积收缩。这个阶段合金处于液态的收缩，它使型腔内液面降低。 ②凝固收缩 合金从凝固开始温度冷却到凝固终止温度(固相线温度)之间的体积收缩，仍表现为型腔内液面降低。 ③固态收缩 是指合金从凝固终止温度冷却到室温之间的体积收缩。 2. 影响合金收缩的因素 ①化学成分 ②浇注温度 ③铸件结构与铸型条件 3.缩孔、缩松、内应力的形成和控制 (1)缩孔、缩松的形成及控制 合金液在铸型内冷凝过程中，若其体积收缩得不到补充时，将在铸件最后凝固的部位形成孔洞，这种孔洞称为缩孔。缩孔分为集中缩孔和分散缩孔两类。通常所说的缩孔，主要是指集中缩孔，分散缩孔一般称为缩松。 ②缩松形成过程 ③缩孔与缩松的控制 任何形态的缩孔都会使铸件力学性能显著下降，缩松还能影响铸件的致密性和物理、化学性能。因此，缩孔和缩松是铸件的重大缺陷，必须根据铸件技术要求，采取适当工艺措施，予以控制。 缩松分布面广，难以发现，难以消除。集中缩孔易于检查与修补，并可采取工艺措施加以防止。因此，生产中应尽量避免产生缩松或尽量使缩松转化为缩孔。防止缩孔与缩松的主要措施是： 合理选择铸造合金 合理选用凝固原则 (2)铸造内应力、变形和裂纹的形成和控制 铸件在凝固后继续冷却时，若在固态收缩阶段受到阻碍,则将产生应力，此应力称为 铸造内应力。它是铸件产生变形、裂纹等缺陷的主要原因。 ① 铸造内应力形成过程 铸造内应力按其产生原因，可分为热应力和机械应力两种。 热应力 铸件在凝固和冷却过程中，由于不同部位不均衡的收缩而引起的应力称为热应力。 机械应力 铸件在固态收缩时因受到机械阻碍而形成的应力，称为机械应力，也称收缩应力。 ②铸件的变形与裂纹 当铸件中存有内应力时，会使其处于不稳定状态。 ③铸件变形、裂纹的控制 所有减少铸造内应力的措施都有助于控制铸件的变形和裂纹。 6.1.3 合金的偏析和吸气性 1.偏析 在铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析使铸件性能不均匀，严重时会造成废品。偏析分为晶内偏析和区域偏析两类。 晶内偏析(又称枝晶偏析)是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象。采用扩散退火可消除晶内偏析。 区域偏析是指铸件上、下部分化学成分不均匀的现象。为防止区域偏析，在浇注时应充分搅拌或加速合金液冷却。 2.吸气性 合金在熔炼和浇注时吸收气体的性能称为合金的吸气性。 热应力的形成过程 6.2 常用液态成型合金及其熔铸 6.2.1常用铸铁件及其熔铸工艺 6.2.2.铸钢件 6.2.3 有色合金铸件生产 6.2.1常用铸铁件及其熔铸工艺 1.灰口铸铁 ① 灰口铸铁的育孕处理 孕育处理就是在浇注前往铁水中加入孕育剂，以产生大量人工晶核，细化珠光体基体。 ② 灰口铸铁的铸造性能 灰口铸铁有良好的铸造性能，主要表现在流动性好和收缩性小两个方面。 ③ 灰口铸铁的铸造工艺特点 2. 球墨铸铁(简称球铁) ① 球墨铸铁球化、孕育处理 球铁是用灰口铸铁成份的铁水经球化、孕育处理后制成的。为保证球铁质量,生产中应注意下列几点: 球墨铸铁的化学成分选择 原铁水成分与灰口铸铁原则上相同，但要求严格。 球化剂和孕育剂 ②球墨铸铁的铸造性能和工艺特点 3.可锻铸铁 可锻铸铁件的生产过程是，首先获得白口铸铁件，然后经高温石墨化退火。 6.2.2.铸钢件 1.铸钢件的熔炼 2. 铸钢的铸造性能和工艺特点 6.2.3 有色合金铸件生产 1.铸造铝合金 ① 铝合金铸造