机械制造基础（上册）教学课件陈仪先 梅顺齐第6章金属的液态成型.ppt

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1、第6章金属的液态成型金属的液态成型是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。金属的液体成型也称为铸造。金属液态成型具有下列优点：(1)能制造各种尺寸和形状复杂的铸件，尤其是内腔复杂的铸件。(2)铸件的形状和尺寸与零件很接近，因而节省了金属材料和加工工时。(3)绝大多数金属均能用液态成型方法制成铸件。(4)液态成型生产适用于各种生产类型。(5)液态成型所用的原材料来源广泛，价格低廉，并可回收使用，还可利用金属废料和废机件。6.1合金的液态成型工艺理论基础6.1.1合金的充型能力6.1.2合金的收缩性能6.1.

2、3合金的偏析和吸气性6.1.1合金的充型能力1.合金的充型能力概念液态合金充满铸型型腔，并获得形状完整、轮廓清晰、尺寸准确的铸件的能力，称为合金的充型能力。2.影响合金充型能力的因素①合金的流动性②浇注温度③铸型特点6.1.2合金的收缩性能1.合金收缩的概念高温合金液从浇入铸型到冷凝至室温的整个过程中，其体积和尺寸减小的现象，称为收缩。整个收缩过程，可划分为三个互相联系的阶段。①液态收缩是指合金液从浇注温度冷却到凝固开始温度(液相线温度)之间的体积收缩。这个阶段合金处于液态的收缩，它使型腔内液面降低。②凝固收缩合金从凝固开始温度冷却到凝固终止温度(固

3、相线温度)之间的体积收缩，仍表现为型腔内液面降低。③固态收缩是指合金从凝固终止温度冷却到室温之间的体积收缩。2.影响合金收缩的因素①化学成分②浇注温度③铸件结构与铸型条件3.缩孔、缩松、内应力的形成和控制(1)缩孔、缩松的形成及控制合金液在铸型内冷凝过程中，若其体积收缩得不到补充时，将在铸件最后凝固的部位形成孔洞，这种孔洞称为缩孔。缩孔分为集中缩孔和分散缩孔两类。通常所说的缩孔，主要是指集中缩孔，分散缩孔一般称为缩松。①缩孔形成过程②缩松形成过程③缩孔与缩松的控制任何形态的缩孔都会使铸件力学性能显著下降，缩松还能影响铸件的致密性和物理、化学性能。因此

4、，缩孔和缩松是铸件的重大缺陷，必须根据铸件技术要求，采取适当工艺措施，予以控制。缩松分布面广，难以发现，难以消除。集中缩孔易于检查与修补，并可采取工艺措施加以防止。因此，生产中应尽量避免产生缩松或尽量使缩松转化为缩孔。防止缩孔与缩松的主要措施是：合理选择铸造合金合理选用凝固原则显微缩松顺序凝固原则阀体铸造方案同时凝固原则(2)铸造内应力、变形和裂纹的形成和控制铸件在凝固后继续冷却时，若在固态收缩阶段受到阻碍,则将产生应力，此应力称为铸造内应力。它是铸件产生变形、裂纹等缺陷的主要原因。①铸造内应力形成过程铸造内应力按其产生原因，可分为热应力和机械应力两

5、种。热应力铸件在凝固和冷却过程中，由于不同部位不均衡的收缩而引起的应力称为热应力。机械应力铸件在固态收缩时因受到机械阻碍而形成的应力，称为机械应力，也称收缩应力。②铸件的变形与裂纹当铸件中存有内应力时，会使其处于不稳定状态。③铸件变形、裂纹的控制所有减少铸造内应力的措施都有肋于控制铸件的变形和裂纹。6.1.3合金的偏析和吸气性1.偏析在铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析使铸件性能不均匀，严重时会造成废品。偏析分为晶内偏析和区域偏析两类。晶内偏析(又称枝晶偏析)是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象。采用扩散退火可消除晶内偏析。区域偏析是指铸件

6、上、下部分化学成分不均匀的现象。为防止区域偏析，在浇注时应充分搅拌或加速合金液冷却。2.吸气性合金在熔炼和浇注时吸收气体的性能称为合金的吸气性。平板变形结构对变形的影响热应力的形成过程6.2常用液态成型合金及其熔铸6.2.1常用铸铁件及其熔铸工艺6.2.2.铸钢件6.2.3有色合金铸件生产6.2.1常用铸铁件及其熔铸工艺1.灰口铸铁①灰口铸铁的育孕处理孕育处理就是在浇注前往铁水中加入孕育剂，以产生大量人工晶核，细化珠光体基体。②灰口铸铁的铸造性能灰口铸铁有良好的铸造性能，主要表现在流动性好和收缩性小两个方面。③灰口铸铁的铸造工艺特点2.球墨铸铁(简称

7、球铁)①球墨铸铁球化、孕育处理球铁是用灰口铸铁成份的铁水经球化、孕育处理后制成的。为保证球铁质量,生产中应注意下列几点:球墨铸铁的化学成分选择原铁水成分与灰口铸铁原则上相同，但要求严格。球化剂和孕育剂②球墨铸铁的铸造性能和工艺特点3.可锻铸铁可锻铸铁件的生产过程是，首先获得白口铸铁件，然后经高温石墨化退火。a）堤坝式包底冲入法b)型内球化法6.2.2.铸钢件1.铸钢件的熔炼2.铸钢的铸造性能和工艺特点6.2.3有色合金铸件生产1.铸造铝合金①铝合金铸造性能和工艺特点②铝合金的精炼和变质处理2.铸造铜合金①铜合金铸造性能和工艺特点②铜合金铸造熔炼特点6

8、.3砂型铸造方法6.3.1各种造型方法的特点和应用造型是砂型铸造的最基本工序，通常分为手工造型和机器造型两大