第四液態(tài)金屬的充型能力ppt課件

1、金屬成型理論基礎(chǔ)第四章第四章 液態(tài)金屬的充型才干液態(tài)金屬的充型才干液態(tài)金屬的充型才干的概念液態(tài)金屬的充型才干的概念液態(tài)金屬的停頓流動(dòng)機(jī)理及充型才干的計(jì)算液態(tài)金屬的停頓流動(dòng)機(jī)理及充型才干的計(jì)算影響充型才干的要素及提高充型才干的措施影響充型才干的要素及提高充型才干的措施金屬成型理論基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)金屬的充型才干的概念液態(tài)金屬的充型才干的概念一、充型才干的概念一、充型才干的概念二、流動(dòng)性的概念二、流動(dòng)性的概念三、流動(dòng)性和充型才干的關(guān)系三、流動(dòng)性和充型才干的關(guān)系四、流動(dòng)性式樣四、流動(dòng)性式樣金屬成型理論基礎(chǔ)1.充型才干 液態(tài)合金充溢鑄型，并獲得外形完好輪廓明晰的鑄件的才干，叫做液態(tài)合金的充型才干。

2、它取決于金屬本身的流動(dòng)才干，同時(shí)又受外界條件，如鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄件外形等要素的影響，是各種要素的綜合反映。金屬成型理論基礎(chǔ)2.流動(dòng)性 流動(dòng)性指液態(tài)金屬本身的流動(dòng)性才干，為金屬的鑄造性能之一，與成分、溫度、雜質(zhì)含量及其物理性質(zhì)有關(guān)。3.流動(dòng)性和充型才干的關(guān)系 流動(dòng)性好那么充型才干強(qiáng)；反之，那么充型才干差。流動(dòng)性是確定條件下的充型才干；合金一定，流動(dòng)性一定，但可以經(jīng)過(guò)改動(dòng)外部條件提高充型才干。金屬成型理論基礎(chǔ)衡量金屬或合金的流動(dòng)性，常用螺旋方式樣澆鑄后得到的長(zhǎng)度制來(lái)衡量。1-澆口杯；2-低壩；3-直澆道；4-螺旋試樣；5-高壩；6-溢流道；7-全壓井4.流動(dòng)性式樣金屬成型理論基礎(chǔ)第二節(jié) 液態(tài)

3、金屬的停頓流動(dòng)機(jī)理及充型才干的計(jì)算一 液態(tài)金屬的停頓流動(dòng)機(jī)理二 液態(tài)金屬充型才干的計(jì)算金屬成型理論基礎(chǔ)一、液態(tài)金屬的停頓流動(dòng)機(jī)理一、液態(tài)金屬的停頓流動(dòng)機(jī)理1.純金屬、共晶成分合金和結(jié)晶范圍很窄的合金：純金屬、共晶成分合金和結(jié)晶范圍很窄的合金：金屬成型理論基礎(chǔ) 2.結(jié)晶范圍很寬的合金：結(jié)晶范圍很寬的合金：金屬成型理論基礎(chǔ)二、液態(tài)金屬的充型才干的計(jì)算二、液態(tài)金屬的充型才干的計(jì)算 假設(shè)某成分合金澆注一棒形試樣，充型才干l=v v：靜壓頭H作用下液態(tài)金屬在型腔中的平均流速。 ：液態(tài)金屬進(jìn)入型腔到停頓流動(dòng)的時(shí)間 澆 V=(2gh)1/2 H：液態(tài)金屬靜壓頭 ： 流量耗費(fèi)系數(shù)金屬成型理論基礎(chǔ)1.設(shè)：寬結(jié)晶

4、溫度范圍的合金，當(dāng)液流前端阻塞區(qū)x 的固相量到達(dá)某一臨界值時(shí)，流動(dòng)停頓。作以下假設(shè)： 鑄型與液體金屬接觸外表的溫度； 液態(tài)金屬在型腔中以等速流動(dòng)； 液流橫斷面上各點(diǎn)溫度是均勻的； 熱量按垂直于型壁的方向傳導(dǎo)，液流外表無(wú)熱輻射，沿液流方向無(wú)對(duì)流。 = + ：0 L：金屬?gòu)某跏紲囟萾澆至tL ：L 停 ：液流前端的固相量n達(dá)到臨界值n=k，流動(dòng)停頓。 金屬成型理論基礎(chǔ)第一階段： 取距液流端部x的dx元段 t-t型dsd=-dv1c1dt t：dx元段的金屬溫度t型： 鑄型的初始溫度ds：元段與鑄型相接觸的外表積 ：時(shí)間 dv：元段的體積 1：液態(tài)金屬的密度c1：液態(tài)金屬的比熱容 J/kg：換熱系數(shù)

5、 J/ s m2=W/ m2金屬成型理論基礎(chǔ)PFPdxFdxdsdvF:試樣的斷面積 P:斷面積F的周長(zhǎng)）型ttdtcP(Fd11初始條件： t=t澆時(shí)，在液態(tài)金屬流到x前端時(shí)，仍為澆注溫度=x/v； t=tL時(shí)，= 金屬成型理論基礎(chǔ)vxt -tlnPcFcct -tlnPcFvxct -tlnPcF111111）（）（）（型型澆型vxttlnPcFttlnPcF11L11）（）（型澆型= =vxttttlnPcFL11型型澆金屬成型理論基礎(chǔ) 第二階段： 此時(shí)開(kāi)場(chǎng)析出固相，熱平衡方程式為： 型t*1*1ct-dsd=-dvdt *1：型ttL內(nèi)合金的密度*11*1c： 內(nèi)合金的當(dāng)量比熱容 型t

6、tL*1ckL1ttkLc=k:停頓流動(dòng)時(shí)液流前端的固相數(shù)量L：合金的結(jié)晶潛熱金屬成型理論基礎(chǔ) d=）（型ttdtPcF*11初始條件：= 時(shí)t=Lt析出固相量為k時(shí)的溫度 t=t停時(shí)，t=kt 停- =型型型型ttttlnPcFttttlnPcFkL*11Lk*11型型ttttlnPcFkL*11 =vxttttlncttttlncPFL1kL*11）（型型澆型型=金屬成型理論基礎(chǔ)l=v=xttttlncttttlncPFvL1kL*11）（型型澆型型型型型型型型）（）（tttttttt1lnttttttlnttttlnkkLkkLkkLkkLln1+xx|x|1同理：型澆型型澆tttttt

7、ttlnLLLx型型ttttkL略去， l=型澆）（ttttckLPFvLk11 金屬成型理論基礎(chǔ)的求法：有涂料層時(shí)金屬型 12x111涂涂1：鑄件側(cè)的換熱系數(shù)211x11涂涂 2：鑄型側(cè)的換熱系數(shù)對(duì)于非金屬型時(shí)，型腔外形不同時(shí)，2不同，書(shū)中引見(jiàn). 2. 純金屬和共晶成分合金：= + 為試樣從外表凝固至中心的時(shí)間第三章引見(jiàn) 與上一樣：為 澆t0t結(jié)晶溫度的冷卻時(shí)間a金屬成型理論基礎(chǔ)第三節(jié) 影響充型才干的要素及 提高充型才干的措施 一、金屬性質(zhì)方面的要素二、鑄型性質(zhì)方面的要素三、澆注條件性質(zhì)方面的要素四、鑄件構(gòu)造性質(zhì)方面的要素金屬成型理論基礎(chǔ)一一 、金屬性質(zhì)方面的要素、金屬性質(zhì)方面的要素1. 合

8、金成分 在流動(dòng)性曲線上，對(duì)應(yīng)著純金屬、共晶成分和金屬間化合物的地方出現(xiàn)最大值，而最大結(jié)晶溫度范圍附近出現(xiàn)最小值。金屬成型理論基礎(chǔ)Fe-C合金的流動(dòng)性與形狀圖的關(guān)系金屬成型理論基礎(chǔ)2. 結(jié)晶潛熱 對(duì)于共晶和純金屬，可以發(fā)揚(yáng)作用，結(jié)晶潛熱越大，釋放的熱量越多，凝固越慢，流動(dòng)性越好。 對(duì)于寬結(jié)晶溫度范圍的合金，散失部分潛熱20%后，晶粒連成網(wǎng)絡(luò)，大部分結(jié)晶潛熱不能發(fā)揚(yáng)作用，所以對(duì)流動(dòng)性影響不大。 金屬成型理論基礎(chǔ)特例，初生晶為非金屬石墨，Al-Si合金的初生晶相不構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致在過(guò)共晶區(qū)流動(dòng)性比共晶區(qū)更好。Al-Si合金流動(dòng)性與成分的關(guān)系金屬成型理論基礎(chǔ)3. 金屬的比熱容、密度、導(dǎo)熱系數(shù) 比熱容、密

9、度較大的合金在一樣的情況下堅(jiān)持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)性好。 熱導(dǎo)率小，散失熱量慢，堅(jiān)持流動(dòng)時(shí)間延伸，兩相區(qū)變窄，流動(dòng)性提高。金屬成型理論基礎(chǔ)4. 液態(tài)金屬的粘度和外表張力 1粘度 粘度大，內(nèi)摩擦力大，降低流速，減小流動(dòng)性。正常澆注時(shí)，呈紊流形狀，粘度影響小，在充型后期溫度降低，粘度添加，轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)，才有較大的影響。 2外表張力 潤(rùn)濕型壁，利于充型，但易于粘砂， 不潤(rùn)濕，需求附加壓頭來(lái)抑制附加壓力。金屬成型理論基礎(chǔ)為提高充型才干，在金屬方面可做的：為提高充型才干，在金屬方面可做的：1.正確選擇合金成分正確選擇合金成分 調(diào)整成分到共晶成分附近，或結(jié)晶溫度范調(diào)整成分到共晶成分附近，或結(jié)晶溫度范圍小的合

10、金，或圍小的合金，或 者對(duì)合金進(jìn)展蛻變處置，細(xì)化晶粒，改動(dòng)者對(duì)合金進(jìn)展蛻變處置，細(xì)化晶粒，改動(dòng)枝晶形狀。枝晶形狀。2. 合理的熔煉工藝合理的熔煉工藝 原資料去銹，去污，減少非金屬夾雜物和原資料去銹，去污，減少非金屬夾雜物和氣體。脫氧時(shí)，氣體。脫氧時(shí)， 先加錳鐵，再加硅鐵。先加錳鐵，再加硅鐵。 “高溫出爐，低溫澆注。高溫出爐，低溫澆注。金屬成型理論基礎(chǔ)二、鑄型性質(zhì)方面的要素二、鑄型性質(zhì)方面的要素 1. 鑄型蓄熱系數(shù)大，激冷作用強(qiáng)，流動(dòng)性減小。 2.涂層，金屬型鑄造中澆冒口處涂料中參與蓄熱系數(shù)小的石棉粉，砂型鑄造中參與煙黑資料等。 3. 鑄型溫度高，減小溫差；提高充型才干。 4.發(fā)氣量：鑄型有一定的發(fā)氣才干，在鑄型和金屬液之間構(gòu)成氣層，減小摩擦阻力，利于充型，但應(yīng)適當(dāng)，氣壓力過(guò)大導(dǎo)致澆不進(jìn)，甚至飛濺等，減小發(fā)氣物質(zhì)含量，添加鑄型透氣性。金屬成型理論基礎(chǔ)三、澆注條件性質(zhì)方面的要素三、澆注條件性質(zhì)方面的要素1.適當(dāng)?shù)奶岣邼沧囟龋?澆注溫度決議性影響，提高利于充型，但到一程度后，吸氣量添加，氧化嚴(yán)重，不利充型；還會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶組織粗大，縮孔，縮松等缺陷。2.充型壓頭高，澆注位置適宜，頂注