《金属热加工原理》PPT课件

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1、第八章铸件形成技术基础铸造—将液态金属浇注到铸型内，充满型腔，凝固，并获得具有型腔形状的铸件。★液态金属充型过程及与它相关的问题★实际铸件的凝固掌握实际凝固过程中的热交换问题，认识铸件的凝固规律，研究凝固过程的控制途径，对于铸造缺陷的防治，改善铸件质量，提高铸件的性能从而获得优质的铸件，有着十分重要的意义！1§8-1液态金属的充型--铸件形成的第一阶段一、液态金属的充型能力基本概念：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力实验证明，同一

2、种金属用不同的铸造方法，所能铸造的铸件最小壁厚不同。同样的铸造方法，由于金属不同，所能得到的最小壁厚也不同，如表所示。种类铸件最小壁厚（mm）砂型金属型熔模铸造壳型压铸灰铸铁3>40.4-0.80.8-1.5--铸钢48-100.5-1.02.5--铝合金33-4----0.6-0.82结论：液态金属的充型能力首先取决于金属本身的流动能力，同时又受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，是各因素的综合反映。流动性：金属本身的流动能力，称为“流动性”，是金属铸造性能之一。影响因素（1）金属

3、的成分。（2）液体的温度。（3）杂质的含量及物理特性。其它条件相同时，金属的流动性越好，合金的充型能力越强。注意：流动性和充型能力的联系和区别！3如何判定流动性的好坏？利用浇注“螺旋形试样”的方法来衡量。按合金充填型腔的长度或充填缝隙的厚薄程度表示该合金的流动性。在相同的条件下浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度表示该合金的流动性，并以所测得的合金流动性表示合金的充型能力。1.浇口杯,2.低坝,3.直浇道,4.螺旋5.高坝,6.溢流道,7.全压井下页我们提供了对铸钢和铸铁件流动性的模拟结果．40.4

4、5%C铸钢：200mm出气口浇口杯4.3%C铸铁：1800mm合金的螺旋形流动性实验实验与模拟均证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。5一些合金的流动性（螺旋试样）合金造型材料浇注温度/℃螺旋线长度/mm铸铁C+Si=6.2%（wt）=5.9=5.2=4.2砂型1300180013001000600铸钢C=0.4%（wt）砂型16001640100200铝硅合金金属型（300℃）680-720700-800镁合金砂型700400-600锡青铜（Sn=9-11%）硅黄铜（Si=1.5-4.5%）砂型砂型1

5、040110042010006二、液态金属的充型特点和对铸件质量的影响①粘性液体流动粘性与合金的成分和温度有关。温度越低，粘性越大。水：无粘性，匀质的单相体液体金属：粘性，非匀质的多相体（S、L、G）②不稳定流动充型过程是液态金属与铸型之间一种不稳定的热交换过程。液体金属：粘性、流速、流态随温度变化而变化，使金属流动不稳定。高温金属液与气体和型壁作用使金属氧化，增加氧化夹杂，容易形成夹杂、冷隔和浇不足等缺陷。铸型：铸型中水分蒸发，有机物燃烧，铸型材料组成物的分解和气化，使型腔内气压增加。气压过大，会阻

6、碍金属液的流动，或侵入金属液内，产生浇不足、冷隔和气孔。7③在“多孔管”中流动砂型具有透气性，其浇注系统和型腔可看作“多孔”的管道和容器。缺陷：a）铸件表面粘砂：压力过大，金属液被压入型壁砂粒间的间隙内；b）卷入性气孔：液流与浇道壁不贴附，外界气体被带入型腔④紊流流动紊流：指流体从一种稳定状态向另一种稳定状态变化过程中的一种无序状态。流动时惯性力占主要地位。层流：流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。流动时粘性力占主要地位。8三、液态金属停止流动机理—取决于结晶温度范围1）纯金属

7、、共晶成分合金及结晶温度范围很窄的合金停止流动机理a）Ⅰ区：纯液态流动b）Ⅱ区：先形成凝固壳，又被完全熔化c）Ⅲ区：未被完全熔化而保留下来的一部分固相区。（熔液无过热热量）Ⅳ区：两相温度相同—结晶温度。断面附近易堵塞，熔液停流。这类金属的流动性与固体层内表面的粗糙度、毛细管阻力及在结晶温度下的流动能力有关。92）结晶温度范围很宽的合金停止流动机理a）纯液态流动b）T

8、克服此网络的阻力时，即发生堵塞而停止流动前端析出15~20％的固相量时，流动就停止。纯金属等第一种合金充型能力强！！！10四、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施影响充型能力的因素大致可以归纳为四类：第一类因素----金属性质方面的因素（1）金属的密度ρ1；（2）金属的比热容c1；（3）金属的导热系数λ1；（4）金属的结晶潜热L;（5）金属的粘度η;（6）金属的表面张力σ;（7）金属的结晶特点。第二类因素------铸型性质方面的因素（1）铸型的蓄热系