第二章-合金的铸造性能.ppt

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1、基本知识铸造特点及合金铸造性能合金的充型能力及影响因素合金的收缩及影响因素铸造特点及合金铸造性能1、基本概念熔炼金属，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形方法称为铸造。铸造是机械制造中生产机器零件或毛坯的主要方法之一。机床、内燃机中铸件70~80%；农业机械40~70%。适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯对材料的适应性广，铸件的大小几乎不受限制成本低，原材料来源广泛，价格低廉,一般不需要昂贵的设备是某些塑性很差的材料(如铸铁等)制造其毛坯或零件的唯一成型工艺铸造成型优点

2、2、铸造特点工艺过程比较复杂，一些工艺过程还难以控制铸造成形零件内部组织的均匀性、致密性一般较差铸造成形零件易出现缩孔、缩松、气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷，产品质量不够稳定由于铸件内部晶粒粗大，组织不均匀，且常伴有缺陷，其力学性能比同类材料的塑性成形低铸造成型缺点3、合金的铸造性能合金的铸造性能主要是指合金的充型能力与合金的收缩等。铸造的缺陷,如浇不足、缩孔、缩松、铸造应力、变形、裂纹等都与合金的铸造性能有关。铸造缺陷照片合金的充型能力及影响因素1、熔融合金的充型能力这里有二个基本概念即充型与充

3、型能力。★熔化合金填充铸型的过程,简称充型。★熔融合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰铸件的能力,称合金的充型能力。2、影响合金充型能力的主要因素(1)流动性流动性指熔融金属的流动能力,它是影响充型能力的主要因素之一。(2)浇注条件指的是浇注温度与充型的压力。(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都将影响合金的充型能力。（1）流动性影响合金流动性的因素主要有：1、合金的种类合金的流动性与合金的熔点、热导率、粘度等物理性能有关。铸钢熔点高，在铸型中散热快、凝固快，则流动性差。

4、2、合金的成分1）纯金属和共晶合金是在恒温下进行结晶，结晶时从表面向中心逐层凝固，流动性好。特别是共晶合金，熔点最低，其流动性最好。2）亚共晶合金在一定温度范围内结晶，其结晶过程是在铸件截面上一定的宽度区域内同时进行的。在结晶区域中，既有形状复杂的枝晶，又有未结晶的液体。复杂的枝晶不仅阻碍熔融金属的流动，而且使熔融金属的冷却速度加快，所以流动差。结晶区间越大，流动性越差。3、杂质熔融金属中出现的固态夹杂物，将使液体的粘度增加，合金的流动性下降。如灰铁中锰和硫，多以MnS（熔点1650）的形式悬浮在铁液

5、中，阻碍铁液的流动，使流动性下降。4、含气量熔融金属中的含气量愈少，合金的流动性愈好。流动性的测定：“螺旋形试样”。流动性愈好，浇出的试样愈长。灰铸铁、硅黄铜最好，铝合金次之，铸钢最差。（2）浇注条件1、浇注温度浇注温度高，液态金属所含的热量多，在同样冷却条件下，保持液态的时间长，所以流动性好。因此，提高浇注温度是改善合金充型能力的重要措施。但浇注温度过高，会使金属的吸气量和总收缩量增大，从而增加铸件其它缺陷的可能性（如缩孔、缩松、粘砂、晶粒粗大等）。因此，在保证流动性足够的条件下，浇注温度应尽可能低

6、些。控制浇注温度：灰铸铁：1200~1380℃铸钢：1520~1620℃铝合金：680~780℃2、充型压力压力愈大，充型能力愈好。砂型铸造时，充型压力是由直浇道的静压力产生的，适当提高直浇道的高度，可提高充型能力。但过高使铸件易产生砂眼、气孔等缺陷。在低压铸造、压力铸造和离心铸造时，因人为加大了充型压力，故充型能力较强。（3）铸型条件铸型条件影响合金充型能力有以下四个方面：1、铸型的蓄热能力表示铸型从熔融合金中吸收并传出热量的能力，铸型材料的比热和热导率愈大，对熔融金属的的冷却作用愈强，合金在型腔中

7、保持流动的时间缩短，合金的充型能力愈差。2、铸型温度铸型预热减小了铸型与熔融金属的温度差，减缓了合金的冷却速度，延长了合金在铸型中的流动时间，则合金充型能力提高。3、铸型中的气体浇注时因熔融金属在型腔中的热作用而产生大量气体。如果铸型的排气能力差，则型腔中气体的压力增大，阻碍熔融金属的充型。铸造时除应尽量减小气体的来源外，应增加铸型的透气性，并开设出气口，使型腔及型砂中的气体顺利排出。4、铸件结构的壁厚当铸件壁厚过小、壁厚急剧变化、结构复杂或有大的水平面时，均会使充型困难。在进行铸件结构设计时，铸件的

8、形状应尽量简单，壁厚应大于规定的最小壁厚。对于形状复杂、薄壁、散热面大的铸件，应尽量选择流动性好的合金或采取其它相应措施。合金的收缩及影响因素合金的收缩：铸件在凝固和冷却过程中，其体积或尺寸减少的现象称为收缩。１）收缩过程及影响因素收缩可分为液态收缩凝固收缩固态收缩体收缩（缩孔、缩松）线收缩（应力、变形、裂纹）收缩过程及影响因素1、收缩过程的三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩合金的总收缩为上述三个阶段收缩之和。它与合金的成分、温度和相变有关。不同合金