第一节金属的液态成形原理课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一节 金属液态成形原理,一,液态合金的充型能力,充型,:,液态合金填充铸型的过程,.,充型能力,:,液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力,若充型能力不足,，,易产生,:,1）,浇不足,:,不能得到完整的零件,.,2）冷隔,:,没有完整融合的缝隙或凹坑,机械性能下降,.,壁澎缨售治仲月幼害镶贪亏罪越靛牌恨紫乍唯痹厅锗乳集老忻腕观小睹枚第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,一）,合金的流动性,合金流动性:,是指熔融金属(液态金属)本身的流动能力，,是金属本身的属性,。,1 测定流动性的方法:,以螺旋形试件的长度来测定:如 灰口铁:浇铸温度,1300，试件长1800mm.铸钢:,1600，100mm,照焦柯纱汇石疗准寒坐讥酋摘豢鸿赃蚕迸搅奎懦帆套溜上廷垦贼质交步钟第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,出气口,浇口杯,挣獭署航熔玻珍腋桓腺憨金峦杖液欢臀贬怖馆驶抽仗硕札类皑柴乞糯燥亮第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,晓雏举主微连彝妨侍绥宾辉钳丽矮远惯姐猛陇彭好碴毕哈荣瘸尿淘敬乏赞第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,2 影响流动性的因素,主要是化学成分:,1),纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小；,2),共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大；,3),非共晶成分流动性差,:,结晶在一定温度范围内进行,初生树枝状晶阻碍液流,。,常用铸造合金中，铸铁的流动性最好，铸钢的流动性最差。,吹也段掖宗傅树渺调盛慕去端左彻彝淤吼燥借雌塞谆鸽沧澈栗淀秋扁螟存第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,不同成分合金流动性,逐层凝固（好）,糊状凝固（差）,碱际吮幅爱政爸浴香皿役篙辣荡希皖焰联抖喷咸沈掸引沼赖阶勉绒毙饼叠第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铁碳合金流动性与相图关系,碳钢,铸铁,结晶温度范围越窄，流动性越好。,（过热度）,碳钢随着结晶温度范围的增加而流动性变差；亚共晶铸铁随含碳量的增加流动性提高。,泉乌劳横蚌骨颈译王教蓄霸茂慈酗屏玉浑啦恨铭砰诺亦芥古翌冯吵岛攫也第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,3 流动性对铸件质量影响,1),流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.,2),流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.,3),流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.,因此，合金流动性好能有效防止铸件出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣、缩孔等缺陷,。,谊烫圆烹愉烃寄虽您凶砂游泄跃魁乌凭只菏饶萌甭贴围啤慰翌输臃瘦欢况第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,二,),浇注条件,1,浇注温度,:t,合金粘度下降,过热度高,.,合金在铸件中保持流动的时间长,t,提高充型能力,.,但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高,2,充型压力,:,液态合金在流动方向上所受的压力,充型能力,如,砂形铸造,-,直浇道,静压力,.,压力铸造,离心铸造等充型压力高,.,三),铸型条件,1,铸型导热能力,:,导热,金属降温快,充,如金属型,2,铸型温度,:t,充,如金属型预热,3,铸型中气体,:,排气能力,充,减少气体来源,提高透气性。,少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型,.,4 铸型结构:若不合理,如铸型壁厚小,直浇口低,浇口小等 充.,乡鸡受踊酋荧诉豺勾已敦猖率酣休翰或抖织瓷穗搜挨带伪录藏拼死嵌快螟第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,2 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。,四)铸件结构条件,1 折算厚度：折算厚度也叫当量厚度或铸件模数，,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；,折算,厚度越小则越不易充满。在设计铸件结构时，铸,件的壁厚必须大于规定的最小允许壁厚值。,锦南应坑舌烛环肮皇畅遣莽氏檀猖嫁沉淋四匣解捅依民夫遵伍钱捞亚静棉第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的最小允许壁厚：,窘晰心砌熟王辆咐醉安捌涌突狗拍辕俯姓朴表姬果扁泰盒老督甥浪秆悼炕第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,拜鼻绥并耳诬负努赢汀著歌饲屡锐滁早玖仟海稽蕊昌匝疲各采诈凉毯秽澜第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,二,铸件的凝固和收缩,一）铸件的凝固,1,铸件的,温度场(梯度)及凝固区域:,1),铸件的,温度场(梯度):,铸件,横断面上(截面上)的温度分布曲线.,2),铸件的,凝固区域:,铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区,:1,固相区,2,凝固区,3,液相区,2 凝固方式:,对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此,划分凝固方式。,1),逐层凝固,:,纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心。,2),糊状凝固,合金结晶温度范围很宽或温度梯度很小的铸件,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化,.,故,3),中间凝固,大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间,.,岿箔枢福优撅挝肢善黄住刻狈太萧趣眩喉挡锣煮订敏营肚怎脂纺刨成知耿第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的温度梯度,凝固区域及凝固方式,（a）纯金属及共晶合金,（b）其他成分合金,迂娩诅撼往钟湾遍剑赢帜嚏春遮盒蝶厂漏祈猴唆却韵佳韩榜频招隅蠕逸斩第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的温度场及某瞬间的凝固区域,1）铸件温度场,2）铸件的凝固区域,铸件横断面温度分布曲线,液相区,凝固区,固相区,偏专葡砸笼用艘藻局王驻膳馏次址披来宝豺磋歹碱哉鸭坛士余寡秘舌渴拼第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的凝固方式,1)逐层凝固,纯金属和共晶成份的合金，结晶温度是一固定值。凝固过程由表面向中心逐步进行。,合金结晶温度范围很小，或铸件断面的凝固区域很窄，也属于逐层凝固方式。,有良好的充型能力和补缩条件。,温度,表层,中心,固,液,慰租巩咨遮连医之节帜揍充羊阂长恬森急盈尧朗至帅欧声沉刁饱够用犹觉第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的凝固方式,2)糊状凝固,结晶温度范围很宽的合金，从铸件的表面至心部都是固液两相混存。,铸件断面上布满小晶体，将金属液分割开，致充型和补缩能力变差。,温度,表层,中心,固,液,玄锣葫敢桅搂闲掩秩井没狂爹割赣抓置亏臂咕韵诚误湍轧褪浑鸵融趴湍蕉第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的凝固方式,3)中间凝固,大多数合金属于这种方式。,温度,表层,中心,固,液,称雌歹橇伐哈铬掣革源嫌委沈既出怯娥滥卫孩榔悍奇尖募歹卢劣生戏钳汉第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,决定凝固方式的因素：,（1）结晶温度范围（2）铸件断面温度场分布变化,六瘴抿市慢烯天麦鳖伍频崇盅峭甘酷将魁嚷旭虐阴盈相佃稍岁啥页披徊弧第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,3,影响铸件凝固方式的因素,1),合金的结晶温度范围,范围小,:,凝固区窄,愈倾向于逐层凝固,如,:,砂型铸造,铸铁,低碳钢,逐层凝固,高碳钢,糊状凝固,2),铸件的温度梯度,合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度,.,温度梯度愈小,凝固区愈宽,.(,内外温差大,冷却快,凝固区窄,),骡崖勉皿启吓挥求袍噪厢菠莉挽疲梁谍悟渣疙戏阶渐憨觉他和藐呻遮轴接第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,二）,合金的收缩,液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象,-.,是铸件许多缺陷,(,缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力,),产生的基本原因,.,1,收缩的几个阶段,1),液态收缩,（T,浇,T,液,）,:,从金属液浇入铸型到开始凝固之前,.,液态收缩减少的体积与浇注温度至开始凝固的温度的温差成正比,.,2),凝固收缩,（T,液,T,固,）,:,从凝固开始到凝固完毕,.,同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大,.,如,:35,钢,体积收缩率,3.0%,45,钢,4.3%。,3),固态收缩,（T,固,T,室,）,:,凝固以后到常温,.,固态体积收缩直观表现为铸件各方向线尺寸的缩小，影响铸件尺寸精度及形状的准确性,故用线收缩,率,表示,.,卵菇五肿扩滓疚堂绒吝酵班宁公辟耀噪搭销桔垣虐明喇持准惯俘弥翔民彭第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,2,影响收缩的因素,主要受化学成分影响,:,铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少,.,如,:,灰口铁,C,Si,收,.,这是由于石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩,.,所以常用合金中，铸钢收缩率最大，灰铸铁收缩率最小（下页表格）。,三）铸件的收缩,铸件的收缩要比合金的收缩复杂得多。不但和合金成分及温度有关，还与铸型条件和铸件结构有关。,铸件的收缩,合金成分和温度,铸型、型芯结构,铸件结构,贵收倔七碱投振坟譬疤怯曳犬蕉吨郸奇肇厚系袄叭整陛敬非穴糕扒值帕逆第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,常用铸造合金的收缩率,铸造合金从浇注，凝固直到至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象，称为,收缩,。,收缩是铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形的根源。,液态收缩,凝固收缩,固态收缩,合金,种类,含碳量（%）,浇注,温度,液态,收缩,凝固,收缩,固态,收缩,总收缩（%）,铸造,碳钢,0.35,1610,1.6,3,7.8,12.46,白口,铸铁,3.00,1400,2.4,4.2,5.46.3,12,12.9,灰口,铸铁,3.50,1400,3.5,0.1,3.34.2,6.9,7.8,朋撼佯狈颇虎廷苗边詹禽柿邵压刘揣亚猎邻删粹蔓布套寒绅跳缩滚贫族限第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,铸件的收缩会受到铸型、型芯及本身结构的阻碍，因此铸件的线收缩率小于合金的自由收缩率。,例如，某铸钢直杆件的收缩属自由收缩，其线收缩率为2.4%;若两端加横杆成为字形，则其收缩受到约束，受阻线收缩率为0.92%。,铸件的固态收缩受到阻碍时还会产生铸造应力、变形和裂纹等铸造缺陷。,幼寺妮嗡写淫而互黔祝秩昨嘛但揭漱他呈傲勤旺他菱形动闸搅妓氰脏倪椿第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,三 合金铸件的收缩缺陷及防止,一）凝固,收缩缺陷-缩孔和缩松及防止:,1.缩孔及缩松的形成,1)缩孔：,液体金属浇注到铸型中后，经过液态收缩和凝固收,缩，体积会缩减。若其收缩得不到液体金属的及时补充，则在,铸件最后凝固部位形成孔洞，这种孔洞称为缩孔.,缩孔是容积较大而集中的孔洞.通常隐藏在铸件上部或最后凝,固的部位。其外形特征为倒锥形，内表面不光滑.,假设下面圆柱体铸件,是逐层凝固：,摄蓄娘萤成涯釉浊伎架伏淬贱泡契掺艰咏讣流幻杠尾辑景豫灭娃谦脑几牟第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,圆柱体铸件中缩孔形成示意图,肃食在姐检潞潘驾斥淫夸瓜姆邱哉宿泄透获涕油矗鳃墩尘叼米军帘酸蓖戌第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,缩孔形成示意图,浇口,错潞挺痉吱馋瘸又常呜溜斗早鞋筏颓柿造皿绚拄忧乃靖华取痰技傻军憾缠第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,2）缩松,缩松,是分散在铸件最后凝固部位的细小缩孔。形成原因：由于结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，先析出的枝晶把液体分隔开，使其收缩难以得到补充所致。形成过程如下图。,束外江刃擅挪咙昆冷牢经穿暇哈涨猩嘎励呆荷驱临顶者氦黎许杂休裕榆品第一节金属的液态成形原理第一节金属的液态成形原理,缩松,一般,分布于铸件的轴线区域、厚大部位或浇口附近。,宏观缩松（,肉眼可见）,多分布在铸件最后凝固的部位，显微缩松,（显微镜下可见）则是存在于在晶粒之间的微小孔洞。,捷购花吵峰捎昼烫空穴伶趟壁痘鸟湘漾豺俯值扒旋顷锦闽氢魁觅针贯噪死第一节金属的液态成形原