1-铸造性能 热加工工艺课件铸造课件.pptVIP

* §1 合金的铸造性能 合金的铸造性能是表示合金在铸造生产中所表现出来的工艺性能。 铸造性能是合金的流动性、收缩性、偏析性和吸气性等性能的综合体现。 一 合金的流动性和充型能力 （一）合金的流动性 1 概念： 液体合金本身的流动能力。 合金的流动性越好，就越能： a 容易浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件； b 有利于夹杂物和气体的上浮和排除，减少夹杂和气孔缺陷； c 有利于凝固过程中的补缩，减少缩孔和缩孔。 2 流动性的度量： （螺旋型流动性试样） 铸铁的流动性最好，试样长度可达1000mm； 铝合金的流动性次之，试样长度可达800mm； 铸钢的流动性最差，其试样长度仅为200mm。 3 流动性的影响因素： a 合金的种类； b 合金的化学成分和结晶特征： c 合金的物理性能： 纯金属和共晶成分的金属流动性最好；结晶温度范围越宽，流动性越差 粘度、结晶潜热、导热系数等。 （二）合金的充型能力 1 充型能力： 合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状正确的优质铸件的能力。 2 充型能力的影响因素： 流动性；浇注条件；铸型条件；铸件结构。 流动性对充型能力的影响最大，流动性越好，充型能力越强； 浇注条件对充型能力有着决定性的影响： 浇注温度： 充型压力（直浇道高度）； 浇注系统结构。 浇注温度： 温度↑充型能力↑ 适宜的浇注温度：铸铁 1230～1380℃ 铸钢 1520～1620 ℃ 铝合金 680～780 ℃ 充型压力（直浇道高度）： 提高充型压力或增加直浇道高度可有效地提高充型能力。 直浇道高度应大于200mm。 浇注系统结构： 浇注系统越复杂，流动阻力越大，充型能力下降。 铸型条件对充型能力有着显著的影响； 铸型的蓄热能力； 铸型的温度； 铸型中的气体。 铸件结构对充型能力有着相当的影响。 3 提高充型能力的措施： 设计铸件时，尽量选用流动性好的合金； 提高浇注温度，加高直浇道，扩大内浇口截面积； 烘干铸型，增大出气口； 改进铸件结构。 二 铸造合金的收缩 （一） 概念： 铸件在凝固和冷却的过程中，其体积和尺寸减小的现象。 （二）收缩的形式和度量： 液态收缩： 凝固收缩： 固态收缩： A B C D 时间 ℃ 图中的AB段，从浇注温度到开始凝固温度。 此阶段的收缩通常用体积收缩率来表示： 图中的BC段，从凝固开始温度到凝固结束温度。 凝固收缩通常也用体积收缩率来表示。 图中的CD段，即从凝固终了冷却到室温的收缩。 固态收缩通常用线收缩率来表示： 灰铸铁的收缩最小，而铸钢和白口铁的收缩最大。 （三）收缩对铸件质量的影响 1 铸件中的缩孔和缩松 b 产生原因： 合金的液态收缩、凝固收缩得不到液态金属的补充。 由于收缩而产生的大而集中的孔洞叫缩孔， 结晶温度间隔小的金属易形成缩孔，结晶间隔较宽的金属易形成缩松。 a 缩孔的形成过程： 热节：铸件中局部厚大的部位。 c 缩孔的防止方法： 在结构设计时，避免铸件壁过厚； 加冒口、 工艺上采用顺序凝固原则。 加冷铁， 细小而分散的孔洞叫缩松。 2 铸造应力： 铸件凝固后仍处于高温，在以后的冷却收缩过程中如受到阻碍，其内部将产生应力，这个内应力叫做铸造内应力。 热应力形成过程分析： 铸件由两个横梁和三个立杆组成。 铸造内应力可分为三类：热应力、机械应力和相变应力。 （1）热应力 1 2 2 ℃ 时间 t0 t1 t2 t3 Tk 第一阶段（t 0～t1）：塑性阶段 第二阶段（t1～t2）: 弹塑性阶段 第三阶段（t2～t3）：弹性阶段 不产生应力 + - - 产生应力 厚杆产生拉应力，薄杆产生压应力。 2 1 不产生应力 σs 温度 TK 热应力产生的原因： 铸件壁厚不均，冷却速度不一致，收缩不同步且互相阻碍。 练习 分析如图所示铸件所产生的热应力 T型梁铸件 园柱铸件 热应力性质： 厚（冷却慢）：拉应力 薄（冷却快） ：压应力 + - + - - （2）相变应力 （3）机械应力 如铸件各部分发生相变的时间不一致，其体积变化不均衡，则可能导致相变应力的产生。 铸件弹性阶段的收缩受到铸型和型芯的机械 阻碍而产生的应力。 机械应力是临时应力，打箱后自行消失。 *