铸造成形技术基本知识.ppt
《铸造成形技术基本知识.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铸造成形技术基本知识.ppt(65页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、材料成型工艺基础 总学时:32 理论学时:26,第一章 金属的铸造成形,本章学习的根本目的是掌握铸造成形工艺的特点、常用铸造成形方法、铸件的工艺设计及结构设计。 掌握影响铸造成形工艺性的主要因素; 掌握砂型、金属型、熔模、实型、压力 铸造等成形过程;,了解铸造工艺方案的制定及铸造工艺参数确定的原则; 了解铸件外形、内腔、壁厚、壁间连接等设计的基本原则; 了解铸件缺陷产生的原因及防止方法。 重点:铸造成形的理论及主要成形方法。 难点:铸件的工艺设计及结构设计。,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
2、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7080%; 农业机械4070%。,砂型铸造工艺过程,2、主要特点,(l)成形方便,工艺灵活性大 形状、尺寸、质量不受限制。 尤其是复杂内腔的零件,铸造往往是最佳的成形方法。如箱体、缸体、床身、机架等。 材料范围很广,铸铁、铸钢、铜合金、铝合金、镁合金、锌合金等均可用于铸造,其中铸铁材料应用最广。,(2)成本低廉,设备简单、周期短,材料来源广泛,且可以利用金属废料和废机件。 一般不需要大型、精密设备。而且由熔融金属直接就可获得形状和尺寸与零件接近的
3、毛坯或直接获得零件(精密铸造),节省材料、减少加工工时以及生产组织和半成品运输等费用,降低了铸件的生产成本。,(3)砂型铸件的力学性能较差,质量 不够稳定,铸件中常常有许多缺陷(如气孔,缩松等),而且内部组织粗大、不均匀,其力学性能比相同材料的锻件低。 此外,铸造工序繁多,一些工艺过程较难控制,使铸件质量不够稳定,废品率较高。,(4)砂型铸造劳动强度大,生产条件差,生产过程中的废气、粉尘等对周围环境造成污染。 近几十年来,液态成形技术发展很快。许多新型液态成形材料、新工艺、新技术和新设备的出现和现代化液态成形车间或工厂的建立,使液态成形劳动条件大大改善,环境污染得到控制,铸件的质量和性能也大大
4、提高,铸件应用范围也日益扩大。,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
5、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。,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、
6、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
7、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些。,控制浇注温度:,灰铸铁:12001380 铸 钢:15201620 铝合金:680780,2、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,适当提高直绕道的高度,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,合金在型腔中保持流动的时间缩短,合
8、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
9、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。 )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。不同合金收缩率是不同的。,2、影响收缩的因素,1)化学成分 碳素钢随含碳量增加,凝固收缩增加,而固态收缩略减。灰铸铁中碳是形成石墨化元素, 硅是促进石墨化元素,碳硅含量增加,收缩率减小。 硫阻碍石墨的析出,使铸铁的收缩率增大。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 铸造 成形 技术 基本知识
链接地址:https://www.31doc.com/p-2772179.html