4.液态合金的工艺性能.ppt

1、二、液态合金的工艺性能,铸造性能,金属或合金在铸造成形的工艺过程中，容易获得外形正确内部健全的铸件的性质。,如何衡量？, 充型能力, 收缩性,影响因素：, 合金的化学成分, 工艺因素, 影响合金充型能力的因素,液态合金充满型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。,1、合金的充型能力,1）、合金的流动性,熔融合金自身的流动能力,液态金属固有的属性, 决定合金流动性的因素,（2）合金的成分,（1）合金的种类,（3）杂质与含气量,2）、浇注条件,（1） 浇注温度,（2） 充型压力,（1） 铸型蓄热能力,（2 ）铸型温度,3）、 铸型条件,（3） 铸型中的气体,（4） 铸件结构,常用合金的浇注温度：

2、铸 钢:15201620； 铸 铁:12301450； 铝合金:680780。,1） 收缩的概念,液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。,2、合金的收缩,常用单位体积收缩量v来表示,常用单位长度上的收缩量l来表示,体收缩率,线收缩率,铸钢的收缩率最大，灰铸铁最小, 合金收缩的三个阶段,液态收缩,凝固收缩,固态收缩,3） 影响收缩的因素,2、化学成分,3、浇注温度,4、铸件结构,5、铸型条件,1、合金的种类,三、铸造性能对铸件质量的影响,1、缩孔和缩松,缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位、容积较大 的孔洞。,外形特征：缩孔多呈倒圆锥形，内表面粗糙,形成原因：液态收缩和凝

3、固收缩,形成条件：合金在恒温或在很小的温度范围内结 晶，铸件壁以逐层凝固的方式进行凝固。,1）、缩孔和缩松的形成,缩松：分散在铸件某些区域内的细小缩孔,形成原因：液态收缩和凝固收缩所致,宏观缩松：多分布在铸件最后凝固的部位,显微缩松：则是存在于在晶粒之间的微小孔洞,形成条件：合金的结晶温度范围宽，以糊状凝 固的方式凝固的合金或厚壁铸件中。,2）、缩孔和缩松的防止,（1） 实现“顺序凝固” ；,（2） 实现“同时凝固” ；,（3） 加压补缩；, 合理的确定浇注位置, 合理的确定内浇道位置, 选用不同的浇注系统, 采用冷铁或其他激冷材料,加冷铁,顺序凝固,等温线法,内切圆法,寻找热节的方法,2、铸

4、造应力,铸件在凝固、冷却过程中，由于各部分体积变化不一致、彼此制约而是其固态收缩受阻所引起的内应力。,1） 铸造应力的分类,（1）热应力,铸件壁厚不均匀，各部分收缩受热阻碍引起。,（2）机械应力,铸件收缩受到铸型、型芯或浇冒口的阻碍而引起,残余应力,临时应力,热应力的形成,机械应力的形成,3） 防止和消除铸造应力的措施, 合理的设计铸件的结构, 尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金, 采用同时凝固的工艺, 对铸件进行时效处理,自然时效、热时效和振动时效,3、铸件的变形与裂纹,当残余铸造应力值超过铸件材料的屈服极限时，铸件将发生塑性变形。,应力框铸件变形示意图,T形梁铸钢件变形示意图,1)、铸件

5、的变形,床身导轨面的挠曲变形,模样反挠度,导轨面正确位置,当铸造应力值超过铸件材料的抗拉强度时，铸件将产生裂纹。,2)、铸件的裂纹,按裂纹形成的温度范围可分为：,（1)、热裂纹,高温下的金属强度很低，如果金属的线收缩受到铸型或型芯的阻碍，机械应力超过该温度下金属的强度，便产生热裂纹。,A、特征：,B、影响热裂因素：, 尺寸较短, 缝隙较宽, 形状曲折, 缝内呈严重的氧化色,（1）合金性质,（2）铸型阻力,合金的结晶特点和化学成分,铸型、型芯的退让性,C、防止热裂的方法：, 合理的铸件结构；, 型砂和芯砂的退让性；, 严格限制钢和铸铁中硫的含量等。,特别是后者，因为硫能增加钢和铸铁的热脆性，使合金的高温强度降低。,低温形成的裂纹为冷裂。,表面光滑，具有金属光泽或呈微氧化色，贯穿整个晶粒，常呈圆滑曲线或直线状,（2）冷裂纹,A、特征：, 脆性大、塑性差的合金，如白口铸铁、高碳 钢等最易产生冷裂纹。, 大型复杂铸铁件也易产生冷裂纹, 铸件受拉应力的部位，特别是应力集中的部位,B、冷裂纹产生的条件,C、冷裂纹的防止方法：,减小铸造内应力和降低合金的脆性。 铸件壁厚要均匀； 增加型砂和芯砂的退让性； 降低 钢 和铸铁中的磷含量，因为磷能显