1 均衡凝固理论及技术.ppt

2 灰铸铁球铁合金凝固过程的体积变化 项目 阀体 曲柄 共晶前平均降温 第一分钟降温 凝固时间 AC 收缩时间 AP 收缩时间分数 AP/AC 工艺出品率 24.4℃/min 1.8 ℃/min 150 ℃ 5 ℃ 13min 150min 5min 8min 0.4 0.053 70% 96% 4 铸铁件收缩补缩特点: （1）铸铁件收缩量和收缩时间不是铸件材质的常数, 与铸件结构、壁厚及大小有关。小件、薄件的收缩 量（﹪）和收缩时间分数大于大件、厚件。所以， 小件、薄件要强调补缩; （2）铸铁件薄壁石墨化膨胀对厚壁收缩的补缩作用称为 自补缩，是同一时间、不同部位膨胀与收缩的相抵 作用; （3）浇口、冒口对铸件的补缩称为外部补缩，外部补缩 量等于铸件自补缩不足的差额，外部补缩时间只是 铸件凝固时间的一部分，所以，铸铁件冒口不必要 晚于铸件凝固。 5.有限补缩原则 ①铸铁件外部补缩量是总收缩量的一部分。 ②铸铁件外部补缩时间只占总凝固时间 的一部分。 ③铸铁件的冒口不必晚于铸件凝固, 补缩 时间、补缩量都是有限的, 称为有限补缩。 铸铁件均衡凝固水模拟（1）水的密度、比容和温度的关系 （2）整体同时冷却、同时结冰模式 以温度100℃，体积100cm3, 质量95.8g的水为例： （3）部分结冰 部分冷却 部分保温的模式  以温度100℃，体积100cm3, 质量95.8g的一 杯水为例，按体积分成3部分： 第1部分冷却结冰，膨胀; 第2部分从100℃冷却到4℃，收缩; 第3部分保温在100℃，不胀不缩; 控制第1部分结冰膨胀量与第2部分收缩量相 等, 这样胀缩相抵，可以保持液面不下降, 称为 均衡凝固模式。 8. 均衡凝固的通俗理解 铸铁件像一杯100℃的水液面不降低地结成－0℃的冰那样凝固，就叫均衡凝固，实现这一过程的方法，可称均衡凝固技术。 国家科委均衡凝固技术学术研讨会论文集 1996年4月 22日，西安 9. 均衡凝固工艺原则 11 均衡凝固与同时凝固的异同  均衡凝固与同时凝固都强调浇注系统和冒口要从铸件薄壁引入，同时凝固强调的是减少应力、变形，而不考虑补缩。均衡凝固则是从补缩出发，同时减少应力、变形，可以保证薄件、小件、壁厚均匀铸件的补缩。 谢 谢 附件 * * * * 相互交流 相互学习 欢迎铸造会议的代表 铸件均衡凝固理论与技术 西安理工大学 铸造技术杂志社 魏兵 2013.6.6 这些问题，每个工厂、每个工艺设计人员都会遇到，需要给出答案。 1. 铸铁件均衡凝固与有限补缩 问题的提出 (1)铸件冒口根，浇口根缩孔缩松的原因？ (2)冒口根缩孔缩松，是冒口太小，补缩不足吗？ (3)浇口根、冒口根产生缩孔缩松后怎么办？ (4)为什么无冒口铸造常有失败？ (5)如何判断工艺方案、浇冒口系统设计是否合理。 排气管铸件冒口放在热节上 冒口根缩孔照片 3. 铸铁件收缩与补缩的特点 收缩与膨胀动态叠加 ABC 总收缩 ADC 总膨胀 AB’P 表观收缩 AP 收缩时间 P 均衡点 AC 凝固时间 AP/AC 收缩时间分数 PD’C 剩余膨胀 阀体 HT250 80mm×80mm×155mm 7.2Kg 曲柄 HT250 3125mm×600mm×200mm, 2150Kg 铸件重量 7. 2 Kg 2150Kg 6.均衡凝固 Proportional Solidification 铸铁件液态冷却时要产生体积收缩，凝固时析出石墨产生体积膨胀。均衡凝固就是利用膨胀和收缩动态叠加的自补缩和浇冒口系统的外部补缩，采取工艺措施，使单位时间的收缩与膨胀、收缩与补缩按比例进行的一种凝固工艺原则。 温度/℃ 密度/(g·cm-3)