铸造知识 第一章 铸造工艺基础 §1 液态合金的充型 充型: 液态合金填充铸型的过程. 充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力 充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件. 冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降. ? ? ? ? 一 合金的流动性 ? 液态金属本身的流动性----合金流动性 ? 1 流动性对铸件质量影响 1) ? 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件. 2) ? 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除. 3) ? 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩. ? 2 测定流动性的方法: 以螺旋形试件的长度来测定: 如 灰口铁:浇铸温度1300 试件长1800mm. 铸钢: ? ? ? 1600 ? ? 100mm ? 3 影响流动性的因素 主要是化学成分: 1) ? 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小 2) ? 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大. 3) ? 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流 ? ? ? ? ? ? ? 二 浇注条件 ? 1 浇注温度: t 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长, t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高 ? 2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力 充型能力 如 砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高. ? ? ? ? ? ? ? 三 铸型条件 1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等 充 2 铸型导热能力: 导热 金属降温快,充 如金属型 3 铸型温度: t 充 ? 如金属型预热 4 铸型中气体: 排气能力 充 减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型. §2 铸件的凝固和收缩 ? ? 铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松 ? ? ? ? ? 一 铸件的凝固 ? ? 1 凝固方式: 铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区 2—凝固区 3—液相区 对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式. 1) ? 逐层凝固: 纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心. 2) ? 糊状凝固 合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.故--- 3) ? 中间凝固 大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间. ? ? 2 影响铸件凝固方式的因素 1) ? 合金的结晶温度范围 范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固 如: 砂型铸造, 低碳钢 逐层凝固, 高碳钢 糊状凝固 2) ? 铸件的温度梯度 合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度. 温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄) ? ? ? ? ? ? 二 合金的收缩 ? 液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因. ? ? 1 收缩的几个阶段 1) ? 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比. 2) ? 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3% 3) ? 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示. ? ? 2 影响收缩的因素 1) ? 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁 C, Si,收,S↑ 收.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩. 2) ? 浇注温度: 温度 液态收缩 3) ? 铸件结构与铸型条件 铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩. 铸型要有好的退让性. ? ? 3 缩孔形成 在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔 *产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩. ? ? ? 4 影响缩孔容积的因素(补充) 1) ? 液态收缩,凝固收缩 缩孔容积 2) ? 凝固期间,固态收缩,缩孔容积 3) ? 浇注速度 缩孔容积 4) ? 浇注速度 液态收缩 易产生缩孔 ? ? ?
