金屬的凝固資料課件

鑄造的實質(zhì)是液態(tài)金屬逐步冷卻凝固而成形，也稱為金屬液態(tài)成形。

將液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得一定形狀的毛坯或零件的方法。鑄造：第二篇鑄造1、普通砂型鑄造二、鑄造種類粘土砂濕型砂干型砂樹脂自硬砂水玻璃砂型砂2、特種鑄造造型材料金屬金屬型鑄造壓力鑄造連續(xù)鑄造低壓鑄造離心鑄造天然礦產(chǎn)砂石熔模鑄造泥型鑄造陶瓷型鑄造殼型鑄造負(fù)壓鑄造實型鑄造三、鑄造特點1、優(yōu)點★適合形狀復(fù)雜件的鑄造★成本較低，材料利用率高★適應(yīng)性廣，工藝靈活性大直流電機配件（鋁合金壓鑄件）發(fā)動機汽缸鑄件機床床身小型精密鑄件※組織疏松，晶粒粗大2、缺點※內(nèi)部易產(chǎn)生縮松、縮孔、氣孔等缺陷※工序多、精度難控制、質(zhì)量不夠穩(wěn)定※生產(chǎn)條件差、工人勞動強度高第一節(jié)液態(tài)合金的充型第一章鑄造工藝基礎(chǔ)充型能力：液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀準(zhǔn)確、輪廓清晰鑄件的能力。合金的鑄造性：合金在鑄造成形是獲得外形準(zhǔn)確、內(nèi)部健全鑄件的能力。包括：流動性、凝固特性、收縮性、吸氣性等。一、合金的流動性影響充型能力的因素：液態(tài)合金本身的流動能力稱為合金的流動性。熔融合金自身的流動能力液態(tài)金屬固有的屬性★決定合金流動性的因素（2）合金的成分（1）合金的種類（3）雜質(zhì)與含氣量

二、澆注條件1.澆注溫度2.充型壓力1.鑄型蓄熱能力2.鑄型溫度三、鑄型條件3.鑄型中的氣體4.鑄件結(jié)構(gòu)常用合金的澆注溫度：鑄鋼:1520~1620℃；鑄鐵:1230~1450℃；鋁合金:680~780℃。一、鑄件的凝固方式逐層凝固糊狀凝固中間凝固第二節(jié)鑄件的凝固與收縮凝固區(qū)域結(jié)構(gòu)示意圖

液態(tài)合金在凝固和冷卻過程中，體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為合金的收縮。

二、鑄造合金的收縮

單位體積收縮量εv單位長度上的收縮量εl體收縮率線收縮率鑄鋼的收縮率最大，灰鑄鐵最小

影響收縮的因素：合金的種類、化學(xué)成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型條件★合金收縮的三個階段

液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮三、鑄件中的縮孔和縮松縮孔：集中在鑄件上部或最后凝固部位、容積較大的孔洞。外形特征：縮孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙形成原因：液態(tài)收縮和凝固收縮形成條件：合金在恒溫或在很小的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件壁以逐層凝固的方式進行凝固。1.縮孔和縮松的形成縮松：分散在鑄件某些區(qū)域內(nèi)的細小縮孔形成原因：液態(tài)收縮和凝固收縮所致宏觀縮松：多分布在鑄件最后凝固的部位顯微縮松：則是存在于在晶粒之間的微小孔洞形成條件：合金的結(jié)晶溫度范圍寬，以糊狀凝固的方式凝固的合金或厚壁鑄件中。2）、縮孔和縮松的防止（1）實現(xiàn)“順序凝固”；（2）實現(xiàn)“同時凝固”；（3）加壓補縮；◆合理的確定澆注位置

◆合理的確定內(nèi)澆道位置

◆選用不同的澆注系統(tǒng)

◆采用冷鐵或其他激冷材料

加冷鐵

順序凝固

一、內(nèi)應(yīng)力的形成

1.熱應(yīng)力殘余應(yīng)力第三節(jié)鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋機械應(yīng)力的形成2.機械應(yīng)力臨時應(yīng)力3）防止和消除鑄造應(yīng)力的措施★

合理的設(shè)計鑄件的結(jié)構(gòu)★

盡量選用線收縮率小、彈性模量小的合金★

采用同時凝固的工藝★

對鑄件進行時效處理自然時效、熱時效和振動時效二、鑄件的變形與防止

當(dāng)殘余鑄造應(yīng)力值超過鑄件材料的屈服極限時，鑄件將發(fā)生塑性變形。應(yīng)力框鑄件變形示意圖T形梁鑄鋼件變形示意圖1)、鑄件的變形床身導(dǎo)軌面的撓曲變形模樣反撓度導(dǎo)軌面正確位置

當(dāng)鑄造應(yīng)力值超過鑄件材料的強度極限時，鑄件將產(chǎn)生裂紋。三、鑄件的裂紋與防止

按裂紋形成的溫度范圍可分為：1.熱裂紋高溫下形成

A、特征：★尺寸較短★縫隙較寬★形狀曲折★縫內(nèi)呈嚴(yán)重的氧化色B、影響熱裂因素：（1）合金性質(zhì)（2）鑄型阻力合金的結(jié)晶特點和化學(xué)成分鑄型、型芯的退讓性C、防止熱裂的方法：☆合理的鑄件結(jié)構(gòu)；☆型砂和芯砂的退讓性；☆嚴(yán)格限制鋼和鑄鐵中硫的含量等。

特別是后者，因為硫能增加鋼和鑄鐵的熱脆性，使合金的高溫強度降低。低溫形成的裂紋為冷裂。裂紋細小呈連續(xù)直線狀有時縫內(nèi)呈輕微氧化色（2）冷裂紋A、特征：★脆性大、塑性差的合金★大型復(fù)雜鑄鐵件也易產(chǎn)生冷裂紋★鑄件受拉應(yīng)力的部位，特別是應(yīng)力集中的部位B、冷裂紋產(chǎn)生的條件C、冷裂紋的防止方法：減小鑄造內(nèi)應(yīng)力和降低合金的脆性?！镨T件壁厚要均勻；★增加型砂和芯砂的退讓性；★降低鋼和鑄鐵中的磷含量，因為磷能顯著降低合金的沖擊韌度，使鋼產(chǎn)生冷脆。如鑄鋼的磷含量大于0.1%、鑄鐵的磷含量大于0.5%時，因沖擊韌度急劇下降，冷裂傾向明顯增加。第四節(jié)鑄件中的氣孔一、析出性氣孔

因金屬原因二、浸入性氣孔氫氣在鋁合金中易形成針孔，除氣處理

因鑄型原因三、反應(yīng)性氣孔因金屬與鑄型反應(yīng)原因1.皮下氣孔2.冷鐵氣孔人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有