材料成形技术基础 教学课件 作者 施江澜 赵占西主编 12_第一章　金属液态成形.ppt

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1、02657-1a主编第一章　金属液态成形(1)最适合铸造形状复杂、特别是复杂内腔的铸件　如复杂箱体、机架、阀体、泵体、缸体、叶轮、螺旋桨等。(2)适应性广，工艺灵活性大　几乎凡能熔化成液态的金属均可铸造成形，如工业上常用的铸铁、碳素钢、合金钢、非铁合金等金属材料。(3)成本较低　铸造用原料大多来源广泛，价格较低，铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近，节省材料和加工工时。第一节　金属液态成形工艺基础第二节　砂型铸造第三节　特种铸造第四节　常用合金的铸造及铸造方法选择第一章　金属液态成形图1-1　砂型铸造工艺流程图(2)

2、适应性广，工艺灵活性大　几乎凡能熔化成液态的金属均可铸造成形，如工业上常用的铸铁、碳素钢、合金钢、非铁合金等金属材料。(3)成本较低　铸造用原料大多来源广泛，价格较低，铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近，节省材料和加工工时。(1)最适合铸造形状复杂、特别是复杂内腔的铸件　如复杂箱体、机架、阀体、泵体、缸体、叶轮、螺旋桨等。第一节　金属液态成形工艺基础一、熔融合金的流动性及充型能力二、合金的收缩三、铸件的常见缺陷一、熔融合金的流动性及充型能力(一)流动性与充型能力概念(二)影响流动性与充型能力的主要因素(一)流动性与

3、充型能力概念1.流动性概念　熔融合金的流动性指其自身的流动能力。2.充型能力概念　充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。(一)流动性与充型能力概念图1-2　螺旋型试样1.流动性概念　熔融合金的流动性指其自身的流动能力。表1-1　常用合金的流动性(砂型，试样截面8mm×8mm)2.充型能力概念　充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。(二)影响流动性与充型能力的主要因素1.化学成分　成分不同的合金具有不同的结晶特性，对合金流动性的影响最为显著。2.浇注条件

4、　包括浇注温度、浇注速度、充型压力等条件。3.铸型条件　熔融合金充型时，铸型的阻力及铸型对合金的冷却作用，将影响合金的充型能力。1.化学成分　成分不同的合金具有不同的结晶特性，对合金流动性的影响最为显著。图1-3　结晶特性对流动性的影响a)恒温下结晶　b)在一定温度范围下结晶1.化学成分　成分不同的合金具有不同的结晶特性，对合金流动性的影响最为显著。图1-4　Fe-C合金的流动性与碳的质量分数的关系2.浇注条件　包括浇注温度、浇注速度、充型压力等条件。3.铸型条件　熔融合金充型时，铸型的阻力及铸型对合金的冷却作用，

5、将影响合金的充型能力。二、合金的收缩(一)收缩的概念及主要影响因素(二)铸件的缩孔和缩松(三)铸造内应力(四)铸件的变形(五)铸件的裂纹(一)收缩的概念及主要影响因素1.收缩的概念　合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。2.影响收缩的主要因素　合金的实际收缩率与其化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件有关。1.收缩的概念　合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。(1)液态收缩　从浇注温度(T浇)到凝固开始温度(即液相线温度TL)间的收缩。(2)凝固收

6、缩　从凝固开始温度(TL)到凝固终止温度(即固相线温度TS)间的收缩。(3)固态收缩　从凝固终止温度(TS)到室温间的收缩。1.收缩的概念　合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。图1-5　合金收缩的三个阶段2.影响收缩的主要因素　合金的实际收缩率与其化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件有关。(1)化学成分　不同合金的收缩率不同。表1-2　几种铁碳合金的体积收缩率表1-3　常用铸造合金的线收缩率(2)浇注温度　浇注温度愈高，熔融合金过热度愈大，液态收缩增加。(3)铸件结构和铸型条件

7、　铸件在铸型中冷却时，各部分因形状和尺寸的不同，冷却速度不同，收缩不一致，相互约束而对收缩产生阻力。(二)铸件的缩孔和缩松1.缩孔和缩孔的形成2.缩孔和缩松的防止1.缩孔和缩孔的形成(1)缩孔的形成　恒温或很窄温度范围内结晶的合金，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩孔。图1-6　缩孔形成过程示意图(2)缩松的形成　结晶温度范围宽的合金，以糊状凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩松。1.缩孔和缩孔的形成图1-7　缩松形成过程示意图2.缩孔和缩松的防止(1)缩孔和缩松位置的确定　正确判断铸件上缩孔或缩松可

8、能产生的部位，是采取工艺措施予以防止的重要依据。图1-8　缩孔、缩松位置的确定a)等温线法　b)内切圆法(2)“定向凝固”原则　对一定成分的合金，缩孔和缩松的总容积基本一定，但两者的相对容积可以互相转化。2.缩孔和缩松的防止图1-9　定向凝固示意图及冒口、冷铁的应用a)定向凝固示意图　b)冒口、冷铁的应用(3)实现定向凝固的措施　内浇道的引入位置要有利于定向