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1、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
2、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
3、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
4、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.37 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
5、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
6、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
7、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 5缩松的形成 由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过
