第一节 金属液态成形工艺基础ppt课件.ppt

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1、第一章金属液态成形本章内容：铸造成形工艺基础；铸造方法；铸件结构的工艺性。本章重点：铸造基础知识，即合金的铸造性能。液态材料铸型模腔凝固固态毛坯浇注金属的铸造工艺陶瓷的注浆成形塑料的注射成形材料的液态成形，与材料的固态塑性变形、连接成形以及粉末冶金成形是制造业获得毛坯件的主要手段。液态成形方法§1-1金属液态成形工艺基础金属铸造（foundry,casting）1.定义：将熔炼好的液态金属浇注到与零件形状尺寸相适应的铸型型腔（moldcavity）内,待其冷却凝固后,获得毛坯或零件的方法。2.优点：适应性强，金属种类、铸件

2、尺寸、形状不受限制；成本低；尤其适于制造内腔复杂的大型箱体件。缺点：铸件内部组织疏松、晶粒粗大，易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷；铸件外部易产生粘砂、夹砂、砂眼等。由此，与同样材料的锻件相比，铸件的力学性能低，特别是冲击韧性。又由于铸造工序多，难以精确控制，使铸件品质不够稳定。3.铸造方法：按生产方法分类，可分为砂型铸造和特种铸造。按合金种类分类可分为铸铁、铸钢、铝合金铸造、铜合金铸造、镁合金铸造、钛合金铸造等。砂型铸造基本工艺过程配制的型砂模样砂型配制的芯砂芯盒砂芯合箱熔化的合金浇注检验冷却落砂清理合格的铸件一、熔融合金的流

3、动性及充型能力“金属液充型能力”定义：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，称为液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力。充型能力差→浇不足（shortrun）、冷隔（coldshuts）、气孔（pore）、夹杂（inclusion）影响因素：包括金属液的流动性、性质、浇注条件及铸型条件等。金属液的流动性指液态合金自身的流动能力。流动性好，则充型能力强。流动性不好：不能充满型腔，不能形成符合要求的优质铸件。流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。说明不同的合金具有不同

4、的流动性特点。在进行铸件设计和铸造工艺制定时，必须考虑合金流动性。那么，我们怎样衡量合金的流动性呢？金属流动性试样流动性的测试通常用螺旋形试样来衡量，l，流动性在相同的浇注工艺条件下，将金属液浇入铸型中，测出其实际螺旋线长度。浇出的试样愈长，合金的流动性愈好！合金种类：灰口铸铁，硅黄铜，流动性最好，l1000mm。铸钢的流动性最差，l200mm；成分：共晶合金的流动性最好；结晶特征：结晶间隔越小，则流动性越好；粘度：粘度越大，流动性越差；结晶潜热：结晶潜热越小，流动性越差。影响流动性因素：合金铸型浇注温度/℃螺旋线

5、长度/mm铸铁：w(C+Si)=6.2%w(C+Si)=5.9%w(C+Si)=5.2%w(C+Si)=4.2%砂型1300130013001300180013001000600铸钢：w(C)=0.4%砂型16001640100200铝硅合金金属型()680～720700～800镁合金（Mg-Al-Zn）砂型700400～600锡青铜：w(Sn)=9%～11%w(Zn)=2%～4%硅黄铜：w(Si)=1.5%～4.5%砂型104011004201000灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。（砂型，试样截面8㎜×8㎜

6、）2.浇注（pouring）条件T浇→粘度→充型能力；但T浇→粘砂（sandadherence）、缩孔（shrinkagecavity）、气孔（blowhole）、粗晶（graincoarsening）等缺陷浇注温度指的是浇注时熔融合金的温度，一般要求比它的液相线温度高，即存在过热度，推迟它的凝固时间，以保持良好的流动性。但是也不能太高，否则造成氧化，吸气，过收缩，粘砂，胀砂等不良后果。所以，每种合金有自己的合理浇注温度范围。浇注温度：铸钢1520~1620℃；铸铁1230~1450℃；铝合金680~780℃充型

7、压力液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。3.铸型特性铸型的导热能力，T液，充型能力；铸型的温度，充型能力，所以金属型要预热；铸型的排气能力，流动阻力，充型能力；最小壁厚（wallthickness）折算厚度折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积与表面积之比。折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。铸件复杂程度铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。二、合金的凝固（solidification）特性合金从液态变为固态，称为凝固或一次结晶（crystal

8、-lization）。金属的凝固，一般均是在常温、常压(重力)情况下进行的。压铸等技术除外。金属凝固时应满足的热力学条件是：只有当体系所处的温度低于熔点温度(液相线温度)Tm时，才能发生凝固现象。液－固两相自由能差是凝固过程能保持继续进行的驱动力。金属的凝固包括晶核的形成及晶体的长大两个过程。在此过程，