金屬工藝學(xué)鑄造ppt課件(已修改)
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【正文】 2022/2/12 1 GMKD5025數(shù)控龍門磨床床身（ 41T） 鑄 件 第二篇 鑄造 2022/2/12 2 金屬熔化 液態(tài)金屬澆入鑄型 落砂清理后成為鑄件 第一章 鑄造的工藝基礎(chǔ) 一、鑄造：將液態(tài)合金澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，叫做鑄造。 2022/2/12 3 二、 鑄造的特點(diǎn)： １、能制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯； ２、鑄件重量及所用合金幾乎不受限制； ３、鑄件的切削加工余量較小、成本低。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。 但是： 抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性不如鍛、焊件。 工藝復(fù)雜，故廢品率高。 2022/2/12 4 第一節(jié) 液態(tài)合金的充型 一、充型概念：液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程，簡(jiǎn)稱充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。 二、 充型能力的影響因素 ： １、合金的流動(dòng)性 （ 常用螺旋形試樣長(zhǎng)度來(lái)衡量 ）：流動(dòng)性愈好，充型能力愈好，愈便于澆鑄出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件。 螺旋形試樣 2022/2/12 5 1)、合金流動(dòng)性的測(cè)定：用“螺旋形試樣”的長(zhǎng)度來(lái)衡量。在相同澆注條件下，試樣愈長(zhǎng)，流動(dòng)性愈好。 2)、影響合金流動(dòng)性的因素：主要是合金的化學(xué)成分。 液相線與固相線間的距離（ T液 － T固 ）稱為結(jié)晶間隔 。 結(jié)晶間隔越大流動(dòng)性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動(dòng)性最好 .(圖 23）。 ２、澆注條件 (澆注溫度和充型壓力 ）：澆注溫度越高，充型壓力越大則充型能力越好。 ３、鑄型填充條件 （ 鑄型的蓄熱能力，鑄型溫度和鑄型中的氣體 ）：鑄型的蓄熱能力低，鑄型溫度較高，鑄型排氣能力較好時(shí)則充型能力較好。 由于充型能力低而引起的缺陷有： 冷隔、澆不足 。 FeC合金流動(dòng)性與含碳量關(guān)系 2022/2/12 6 鑄件的凝固方式 第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮 一、 鑄件的凝固 逐層凝固（充型能力好，便于補(bǔ)縮） １、凝固方式 糊狀凝固 (易形成縮孔、難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件） 中間凝固（介于上兩者間） 2022/2/12 7 合金的結(jié)晶溫度范圍 ２、影響凝固方式的主要因素 合金性質(zhì) 鑄件的溫度梯度 鑄型的蓄熱能力 澆注溫度 二、鑄造合金的收縮 鑄造合金在澆注、凝固、直至冷卻到室溫的過(guò)程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。 收縮的實(shí)質(zhì)：按空穴理論，隨著溫度的下降合金中空穴的數(shù)量 少，原子間距縮短，使其體積和尺寸縮小。 液態(tài)收縮 ε液 ： T澆 ~T液 的收縮， T澆 越大， ε液 則越大 ２、收縮的分類 凝固收縮 ε凝 ： T液 ~T固 的收縮，結(jié)晶間隔越大 ,ε凝 則越大 固態(tài)收縮 ε固 :T固 ~室溫的收縮 ,與合金的線膨脹系數(shù)有關(guān)。 2022/2/12 8 三、鑄件中的縮孔與縮松： １、縮孔和縮松的形成： 液態(tài)合金在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)足，則在鑄件最后凝固部位形成一些孔洞，按孔洞的大小和分布，分為縮孔和縮松。 1）、 縮孔 ：集中在鑄件上部或最后凝固的部位容積較大的孔洞。 特征：多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙，通常隱藏在鑄件內(nèi)層，有時(shí)暴露于表面。 縮孔的形成 影響因素 ： Ａ 、 ε液 、 ε凝 的大??； Ｂ 、澆注溫度的高低； Ｃ 、鑄件厚度。 2022/2/12 9 ２）、 縮松 ：分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松。分宏觀縮松和顯微縮松。 形成原因：由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足，或者因合金呈糊狀凝固，被樹(shù)枝狀晶體分隔的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。 逐層凝固合金易產(chǎn)生縮孔（如純金屬、共晶合金），糊狀凝固合金易產(chǎn)生縮松，（如錫青銅）。 明集中縮孔 暗集中縮孔 分散縮孔 縮松 2022/2/12 10 ２、縮孔和縮松的防止： １）、適當(dāng)?shù)亟档蜐沧囟群蜐沧⑺俣取? ２）、采用順序凝固、冒口補(bǔ)縮 (順序凝固原則 )。 ３）、按冷鐵、采用金屬型。 縮孔部位的確定：常用“凝固等溫線法”、“內(nèi)切圓法”。 2022/2/12 11 縮孔 縮松 2022/2/12 12 ? ⑵ 偏析： 合金中各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析 。鑄錠 (件 )在結(jié)晶時(shí) ,由于各部位結(jié)晶先后順序不同，合金中的低熔點(diǎn)元素偏聚于最終結(jié)晶區(qū)，造成 宏觀上的成分不均勻，稱 宏觀偏析 。適當(dāng)控制澆注溫度和結(jié)晶速度可減輕宏觀偏析。 硫在鋼錠中偏析的模擬結(jié)果 2022/2/12 13 ? ⑶ 氣孔 : 是指液態(tài)金屬中溶解的氣體或反應(yīng)生成的氣體在結(jié)晶時(shí)未逸出而存留于鑄錠 (件 )中的氣泡 .鑄錠中的封閉的氣孔可在熱加工時(shí)焊合，張開(kāi)的氣 鑄件中的氣孔 孔需要切除。鑄件中出現(xiàn)氣孔則只能報(bào)廢。 2022/2/12 14 第三節(jié) 鑄造內(nèi)應(yīng)力 變形和裂紋 內(nèi)力 ：構(gòu)件內(nèi)部相互作用并達(dá)平衡的力。 與內(nèi)應(yīng)力、變形、裂紋相關(guān)的是 固態(tài)收縮 。 一、內(nèi)應(yīng)力的形成：因固態(tài)收縮受阻。 按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因分為：機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力。 １、 機(jī)械應(yīng)力 （受機(jī)械阻礙而形成的） 原因：鑄件固態(tài)收縮時(shí)，受到鑄型或型芯等的機(jī)械阻礙 而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力使鑄件產(chǎn)生拉伸或剪切應(yīng)力，并且是暫時(shí)的，在鑄件落砂之后，這種應(yīng)力便可自行消失。 2022/2/12
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