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
