大学材料加工工程液态金属铸造成形《液态成形综述》课件.pptVIP

2.1 液态金属成形综述 2.2 浇注系统设计 2.3 凝固过程的工艺分析 2.4 冒口与冷铁 第2章 液态金属充型过程 第一讲 液态金属成形概述 2.1 液态金属成形概述 2.1.1 液态金属成形原理和特点 2.1.2 液态金属成形过程和控制 2.1.3 液态金属成形之应用范围 2.1.4 液态金属成形之科学内涵 铸造是什么？ 铸造做什么用？ 铸造学科特点？ 2.1.1 液态金属成形原理和特点 液态金属成形原理－－－－铸造 “水随方圆之器”的技术，也就是说可以让金属液 (水)流动凝固在预先制备的铸型(器)中而获得任何形状的毛坯或零件(铸件)的一种技术。 核心问题： 充型 ＋ 凝固→液态成形→铸件质量 金属学原理 水力学原理 流动控制 凝固控制 （1）难成形的材料---高温合金 （2）难以机械加工的复杂结构 （3）异型金属结构件 （4）特大型金属构件 转轮直径：10.56m； 转轮高度：5.060m; 转轮重量：430t； 焊接厚度：280mm （二重为某钢厂制造的5000㎜轧机机架正在浇注） （5）要求大批量制造、成本低的通用设备结构件 进气歧管 奔驰镁合金坐椅 框架 轮毂 （6）艺术类的金属构件 宣德炉 铸造技术和其他金属成型技术相比有许多独特的优势，使其在工程中占据着重要地位，尤其在装备制造业中不可替代。 2.1.1 液态金属成形原理和特点 液态金属成形产品特点 液态金属成形特点 适用于各种尺寸复杂形状的毛坯或零件；-----好的工艺柔性 材料不受限制；--------------------------------------材料的广谱性 生产成本低； ---------------------------------------成形加工容易性 应用广泛；--------------------------------------------产品广泛的适应性 废品率高；--------------------------------------------工艺参数复杂 劳动条件较差。-----------------------------------------高温、多粉尘 2.1.1 液态金属成形原理和特点 2.1 液态金属成形概述 2.1.1 液态金属成形原理和特点 2.1.2 液态金属成形过程和控制 2.1.3 液态金属成形之应用范围 2.1.4 液态金属成形之科学内涵 2.1.2 液态金属成形过程和控制 铸造是将液态金属浇注到与零件形状尺寸相适应的铸型空腔中，待金属冷却凝固后获得毛坯或零件的生产工艺。 浇注 熔化 清理?加工 造型 加砂 它包括熔化﹑凝固和成形三个部分，考察指标和影响因素多达几十个！！ 睁眼造型、闭眼浇注 1、液态金属成形的浇注系统 浇注系统由浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道和内浇道等组成 2.1.2 液态金属成形过程和控制 铸型 浇口杯 直浇道 直浇道窝 横浇道 集渣包 内浇道 2.1.2 液态金属成形过程和控制 2、 液态金属充型过程水力学特性 金属液在浇注系统中的流动具有水力学特性： 粘性流动 ← 粘度 → 合金成分、温度、结晶 流动的不稳定性 散体材料的“多孔管流动” 湍流流动，Re 如何控制流动？ 2.1.2 液态金属成形过程和控制 3、液态金属充型过程控制 阻流单元的设计是关键 内浇口 2.1.2 液态金属成形过程和控制 3、液态金属充型过程控制 阻流单元的设计是关键 过滤器 能有效滤除夹渣及非金属杂质。 能梳整紊乱的金属液流，减少湍流，使金属液流变得平滑整洁。 可以任何角度放置于浇注系统中。安放位置靠近型腔越好。 使用陶瓷过滤器时可不考虑其他挡渣措施，简化浇注系统。 2.1.2 液态金属成形过程和控制 3、液态金属充型过程控制 表面/渣饼和纵深多重过滤 过滤器滤渣的作用 陶瓷网格型 陶瓷泡沫型 主要是表面过滤 2.1.2 液态金属成形过程和控制 3、液态金属充型过程控制 过滤器稳流的作用 Direction of flow 水流模型实验 陶瓷纤维网 泡沫陶瓷网 大量夹杂积累在过滤器前端 数值模拟图 2.1.2 液态金属成形过程和控制 3、液态金属充型过程控制 过滤器提高铸件质量的作用 在铸造生产中，由于非金属夹杂物等铸造缺陷导致的铸件废品率一般占废品总数的50％—60％。采用金属液过滤技术，可以有效地减少或消除其中的非金属夹杂物，净化液态铸造合金。 减少金属中的夹杂物－夹渣缺陷减少 改善了金属的力学性能（疲劳、抗蚀等） 改进了切削性能，延长刀具寿