铸造知识点总结

01.铸造概念及特点?答：铸造是液态金属成形的一种方法，其过程是指将金属熔化后，浇注到型腔内，冷却、凝固后形成具有型腔形状的金属制品。02.铸造的工艺过程？答：模样、芯盒制作---造型、制芯----合箱----浇铸----落砂----清理----检验----铸件03.铸造的发展趋势？答：1.铸件的特大型化2.铸件的轻量化3.铸件的精确化4.数字化铸造5.网络化铸造6.清洁化铸造04.充型能力概念及其影响因素?如何提高薄壁铸件充型能力。答：液态金属的充型能力是指液态金属流经浇注系统并充满铸型型腔的全部空间，形成轮廓清晰、形状完整的铸件的能力。影响因素：1.金属性质方面的因素：1）合金的成分2）结晶潜热3）液态金属比热容和导热系数4）液态金属黏度和表面张力2.铸型性质方面的因素1）铸型的蓄热系数2）铸型温度3）铸型中的气体3.浇注条件方面的因素1）浇注温度2）充型压头3）浇注系统结构4.铸件结构方面的因素1）铸件的折算厚度2）铸件的复杂程度。提高：1.铸型性质方面：对金属铸型、熔模型壳等提高铸型温度，利用涂料增加铸型的热阻，提高铸型的排气能力，减小铸型在金属充填期间的发气速度，均有利于提高充型能力。2.浇注条件方面：适当提高浇注温度、提高充型压头、简化浇注系统均有利于提高充型能力。增大浇口面积可在线速度较小的情况下使铸型很快充满。05,温度场影响因素?如何提高温度梯度答：1.金属性质的影响1）金属的热扩散率2）结晶潜热3）金属的凝固温度2.铸型性质的影响1）铸型的蓄热系数2）铸型的预热温度3.浇注条件的影响4.铸件结构的影响1）铸件的壁厚2）铸件的形状提高温度梯度：06.凝固方式及影响因素？答：逐层凝固方式、体积凝固方式、中间凝固方式凝固区域宽度，凝固区域宽度又由合金结晶温度间隔和铸件断面温度梯度两个因素决定07.典型的铸态组织？答：表面细晶区，柱状晶区，中心等轴晶区08.组织与性能的关系？答：柱状晶区形成时的凝固区域较窄，分枝较细，柱状晶组织致密，不容易形成缩松和晶间夹杂等宏观缺陷，但柱状晶的性能存在着明显的各向异性，且易于聚集气体和夹杂物。等轴晶是在凝固区域较大的情况下形成的，晶界夹杂等缺陷比较分散，宏观偏析和热裂倾向小，且各晶粒取向是随机的，具有宏观的各向同性，性能比较均匀和稳定。缺点是枝晶分枝比较发达，显微缩松较多，组织不够致密。表明材料的屈服强度随着晶粒尺寸的减小而增大：细化晶粒是工程上唯一的能够同时提高金属强度和韧性等综合力学性能的措施。09.偏析概念及成因？答：铸件中不同部位乃至晶粒内部，产生化学成分不均匀的现象称为偏析微观偏析：起因于合金结晶过程中的溶质再分配宏观偏析：是大范围内的化学成分不均匀现象10.气孔及夹杂种类.如何去除？答：按气体来源和形成机理：侵入性气孔、析出性气孔、反应性气孔。按气体类别：氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔。按气孔形状和位置：针孔、皮下气孔夹杂：按其来源分为：外生夹杂物、内生夹杂物。按非金属夹杂物形成时间分：浇注完毕前形成的非金属夹杂物、凝固过程中产生的非金属夹杂物。按夹杂物化学成分：氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、硅酸盐夹杂物、复杂化合物。1.吸附净化法：1）浮游法2）溶剂法3）过滤法2.非吸附净化法：1）真空净化法2）超声波处理法3.化学法收缩及收缩阻力答：铸造合金的收缩特性是合金的铸造性能之一，合金收缩是铸件中产生缩孔、缩松、热裂、应力、变形和冷裂等缺陷的基本原因。一般经历三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。阻力：摩擦阻力、热阻力、机械阻力缩孔及缩松概念及成因答：铸件形成后，在最后凝固部位由于收缩而出现的集中孔洞称为缩孔，分散而细小的孔洞称为缩松。缩孔、缩松形成于铸件凝固过程中，液态收缩及凝固收缩如果不能得到及时的补偿，则将在相应部位形成孔洞即缩孔或缩松，缩孔产生的条件一是合金的液态收缩与凝固收缩之和大于其固态收缩，二是铸件采取逐层凝固方式。缩松形成的条件，一是液态收缩与凝固收缩的总和大于固态收缩，二是铸件为体积凝固的方式热裂、应力、变形和冷裂概念及成因。如何去除？答：热裂是铸件处于高温状态时形成的裂缝类缺陷，原因：强度理论认为，合金存在热脆区以及热脆区内合金的断裂应变低是产生热裂得重要原因，液膜理论认为，热裂得形成是由于铸件在凝固末期晶间存在液膜和铸件在凝固过程中受到拉应力共同作用的结果。去除：首先是提高合金本身的抗热裂能力，其次是改善砂型和砂芯的溃散性。铸件或者铸件某部位的尺寸变化如果受到阻碍不能自由进行时，就会相应产生应力、变形或裂纹。变形：如果铸件冷却过程中形成的铸造应力较大，或者冷却至室温时铸件内有残余应力存在，在应力作用下，铸件就有发生塑性变形的趋势。冷裂是铸件处于弹性状态、铸造应力超过材料的强度极限时产生的裂纹。原因：铸件中铸造应力增大，或者材料的强度、塑性和韧性降低，都会使冷裂的倾向增加。去除：应力：1.自然时效2.热处理时效3.振动时效变形和冷裂：1.反变形措施2.设置防变形的拉筋3.对于容易变形的重要铸件，可采用早打箱并立即入炉缓冷的方法4.用浇注系统调整铸件的温度场，有利于应力和变形的防止。铁碳相图及其双重性，共晶、共析各组织及相15.铸铁种类、特征及相关组织与性能特点；牌号及相关符号意义；相关热处理答：牌号：P79生产同一牌号的铸铁，铸件壁厚不同，其化学成分也有所不同石墨形状分类：片状：A菊花状：B块片状：C枝晶点状：D枝晶片状：E星状：F组织特征断口特征成分特征性能特征灰口铸铁基体+片状石墨灰口仅含C、Si、Mn、P、S五元素外加少量合金元素球墨铸铁基体+球状石墨灰口（银白色断口）普通五元素或外加不同量的合金元素蠕墨铸铁基体+蠕虫状石墨灰口（斑点状断口）同球墨铸铁可锻铸铁生坯：珠光体+莱氏体退火后：基体+团絮状石墨生坯：白口退火后：灰口（黑色绒状断口）低碳、低硅抗磨铸铁基体+不同类型的渗碳体白口（中锰铸铁及冷硬铸铁例外）除五元素外，可加入低、中、高量合金元素主要有高的抗磨性能，但韧性较低耐热铸铁基体+片状或球状石墨灰口有Si、Al、Cr系（中硅、高铝、中硅铝、高烙等铸铁）有高的耐热性及抗氧化性能，但强度较低、较脆耐腐蚀铸铁基体+片状或球状石墨灰口主要合金元素Si、Ni含量高主要有高的耐腐蚀性能16.变质、孕育概念答：在碳当量较低且保持不变的条件下，适当提高硅碳比，强度性能会有所提高，切削性能有较大改善，但缩松、渗漏倾向可能会提高。在较高碳当量时，提高硅碳比反而使强度下降，但白口倾向总是减少的。适当采用较高锰量，无论对强度、硬度、致密度以及耐磨性都有好处。孕育：在高强度灰铸铁生产中，采用孕育处理是提高强度、改善石墨状态及其分布的有效手段，孕育处理的目的在于：1.促进石墨化，降低白口倾向2.改善断面均匀性3.控制石墨形态，减少过冷石墨，促进A型石墨的形成4.适当增加共晶团数和促进细片状珠光体的形成5.改善铸铁的力学性能及其他性能加少量合金元素的作用：1.改善并显著提高铸铁的强度性能，提高硬度2.增加铸件组织和性能的均匀性，降低断面敏感性，改善切削性能3.改善铸件的塑性4.改善铸铁的高温和低温性能5.提高铸铁热处理的淬透性和改善耐磨性17.双炉联熔答：冲天炉与感应电炉双联熔炼方式旨在进一步提高冲天炉铁液温度，调整铁液的化学成分。冲天炉与感应电炉通常用流槽直接连接。在大量流水生产中，感应电炉铁液彳主彳主还转入浇注炉进行保温与自动浇注。为使生产能均衡地进行，感应电炉的容量应按冲天炉熔化率和熔炼工作制度决定。钢与铁的比较答：1.力学性能较高2.具有焊接性3.熔炼成本较高4.造型材料成本较高5.铸件成品率较低牌号及相关组织、热处理工艺答：牌号P109铸态组织：1.粒状组织2.魏氏组织3.网状组织碳钢铸件热处理的目的是细化晶粒、消除魏氏组织或网状组织和铸造应力。热处理的方法有退火、正火、正火加回火影响钢的性能因素答：1.化学成分2.气体和非金属夹杂物3.铸件壁厚常见元素及合金元素及其作用答：碳，硅、锰、磷和硫。作用：随着含碳量的提高，基体组织中珠光体的含量增加，铁素体的含量减少，力学性能中强度增加，塑性降低。锰和硅的存在起来提高钢的强度的作用。硫是促使铸钢件产生热裂的一个重要因素，磷是促使铸钢件产生冷裂的一个重要因素。碱性电弧炉氧化法炼钢工艺答：工艺过程包括扒补护、装料、熔化期、氧化期、还原期和出刚浇注湿型砂特点及组成答：砂型（芯）无须烘干，不存在硬化过程。湿型砂是由原砂、黏土、附加物及水按一定配比组成的黏土黏结机理答：可由胶体化学的观点来解释，认为黏土在水中形成的黏土一一水体系是胶体，带负电的黏土颗粒将极性水分子吸引在自己周围，形成胶团的水化膜，依靠黏土颗粒间的水共水化膜，通过其中的水化阳离子所起的“桥”或键的作用，使黏土颗粒互相结合起来。一般说来，黏土颗粒所带电荷越多或黏土颗粒越细小，比表面积越大，则湿黏结力越大。钠水玻璃砂硬化机理答：硅酸钠是弱酸强碱盐，在水中水解产生硅酸和碱，硅酸不稳定缩聚为多硅酸并形成高聚物最终形成凝胶导致钠水玻璃的硬化。吹入CO2可促进水解，最终产生更多的凝胶，因此可以提高硬化的强度。零件图、铸件图、铸造工艺图的区别答：铸造工艺图一一在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形铸件图一一铸造工艺设计过程中，在初步确定铸造方案后，首先要完成的工作蓝图铸件工艺性分析答：1.从避免缺陷方面审查铸件结构1）铸件应有合适的壁厚2）铸件壁的联结应当逐渐过渡3）合适的铸造圆角4）防止铸件出现裂纹和变形2.从简化铸造工艺方面改进零件结构1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构2）取消铸件外表侧凹3）有利于砂芯的固定和排气4）尽量不用或少用砂芯5）分体铸造分型面选择原则答：1.应使铸件全部或大部分置于同一半型内2.应尽量减少分型面的数目3.平直分型面和曲折分型面的选择4.选择的分型面要有利于下芯、验型和合型浇注位选择原则答：1.重要加工面应朝下或呈直立状态2.铸件的大平面应朝下3.应有利于铸件的补缩4.应选取合适的液态金属导入位置5.应尽量少用或不用砂芯浇注系统设计答：浇注系统基本组元有浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道。基本要求：1.在规定时间内充满型腔，保证铸件轮廓、棱角清晰2.使金属液流动平稳，避免严重紊流3.具有良好的撇渣能力4.保证型内金属液面有足够的上升速度5.金属液进入型腔时线速度不可过高6.浇注系统结构力求简单，简化造型，减少清理工作量和液态金属的消耗31.冒口设计答：冒口位置确定原则：1.冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁2.冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位3.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位4.冒口位置不要选在铸造应力集中处5.冒口尽可能设置在方便和容易清除冒口残根的地方或铸件的加工面上6.对于不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩距离隔开。冒口设计的基本步骤：1.计算铸件的模数。把铸件划分为几个补缩区，计算各区的铸件模数Mc2,根据所求得的Mc，按该种合金及拟采用的冒口种类所对应的Mc，Mn，Mr的经验比，求出冒口及冒口颈的模数Mr和Mn3.由标准冒口表确定冒口的形状和尺寸4.根据冒口的有效补缩范围确定冒口的个数5.校核冒口的最大补缩能力铸造合金的充型能力:是液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰健全铸件的能力。影响液态合金充型能力的因素首先取决于铸造合金的流动性，同时又受到外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响铸型蓄热系数:即从金属中吸取热量并储存的能力铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩收缩过程:液态收缩，凝固收缩，固态收缩.液态收缩和凝固收缩是缩孔或缩松形成的基本原因。固态收缩是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。在凝固结束后，铸件最后凝固的部位会出现由于补缩不良而产生的孔洞，这些孔洞称为缩孔（松）。大而集中的孔洞一般称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。冒口一是指铸型内储存供补缩铸件用金属液的空腔及充填的金属。冒口的位置、大小和形状应保证其在铸型中最后凝固，因此，一般设置在铸件的最高或最厚处。冒口通常分为明冒口和暗冒口两类，明冒口是指高度方向贯通上型的顶冒口或侧冒口，它在起补缩作用的同时，还起到排气和集渣的作用，此外还可提供金属液是否充满。铸件的固态收缩受到阻碍而产生的应力称为铸造应力。热应力的消除方法:铸件的结构：铸件各部分能自由收缩因此铸件的结构尽可能对称，铸件的壁厚尽可能均匀；工艺方面：采用同时凝固原则；时效处理：人工时效；自然时效。铸件的裂纹：当铸造应力超过合金的强度极限时，铸件便产生裂纹。裂纹是铸件的严重缺陷。按裂纹发生的温度不同，可分为热裂和冷裂两种。防止应力和变形的方法：同时凝固原则是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固，消除应力的方法。晶内偏析是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象，区域偏析是指铸件内各部分之间大范围内的化学成分不均匀的现象。枝晶偏析：生成固体