材料成型工艺基础重点总结模板.doc
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1、第一章:金属液态成型一、充型:1.充型概念:液态合金填充铸型过程,简称充型。2.充型能力:液态合金充满铸型型腔,取得形状完整、轮廓清楚铸件能力。n 充型能力不足时,会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺点n 影响充型能力关键原因n 合金流动性液态合金本身流动能力a 化学成份对流动性影响纯金属和共晶合金成份流动性好b工艺条件对流动性影响浇注温度、充型能力、铸型阻力c流动性试验n 工艺条件:a 、浇注温度 通常T浇越高,液态金属充型能力越强。 b、铸型填充条件铸型许热应力c、充型压力:态金属在流动方向上所受压力越大, 充型能力越强。d、铸件复杂程度:构复杂,流动阻力大,铸型 充填就困难e、浇注系统结构
2、 浇注系统结构越复杂,流动阻力 越大,充型能力越差。f、折算 折算厚度也叫当量厚度或模数,为铸件体积和表面积之比。折算厚度大,热量散失慢,充型能力就好。铸件壁厚相同时,垂直壁比水平壁更轻易充填。影响铸型热交换影响动力学条件(充型时阻力大小),必需在确保工艺条件下金属流动性好充型能力才好。二、冷却影响凝固方法原因:a. 合金结晶温度范围合金结晶温度范围愈小,凝固区域愈窄,愈倾向于逐层凝固 。金属和共晶成份合金是在恒温下结晶。由表层向中心逐层推进(称为逐层凝固)方法,固体层内表面比较光滑,流动阻力小,流动性好。 b.铸件温度梯度 在合金结晶温度范围已定前提下,凝固区域宽窄取决和铸件内外层之间温度差
3、。若铸件内外层之间温度差由小变大,则其对应凝固区由宽变窄 。凝固:a.逐层凝固充型能力强,便于预防缩孔、缩松。灰铸铁和铝硅合金等倾向于逐层凝固。b. 糊状凝固充型能力差,难以取得结晶紧实铸件球铁倾向于糊状凝固。c.中间凝固收缩:a. 液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度之间收缩。由温度下降引发。 T浇 T液 用体收缩率表示b. 凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间收缩。由状态改变、温度下降和相变三部分组成。 T液 T固 用体收缩率表示液态收缩和凝固收缩产生缺点:1)缩孔产生部位:通常在铸件上部,或最终凝固部分,呈倒锥形,内表面粗糙。产生条件:铸件由表及里地逐层凝固,即纯金属或共晶成份合金易产生缩
4、孔。影响原因:合金液态收缩,凝固收缩 缩孔容积浇注温度缩孔容积; 铸件较厚缩孔容积2)缩松缩松:分散在铸件一些区域内细小孔洞,分为宏观缩松和显微缩松两种,显微缩松分布更为广泛。形成条件:关键出现在结晶温度区间大呈糊状凝固合金中。3)和缩松危害:铸件致密性降低,降低有效受力面积,降低有效受力面积。4)孔和缩松预防 :a.工艺方法:设冒口,加冷铁,使铸件实现“次序凝固”,以利“补缩”或转移缩孔和缩松至浇冒口。b.次序凝固-次序凝固是指铸件按要求方向从一部分到另一部分逐步凝固过程。c. 固态收缩 从凝固终止温度到室温间收缩。由温度下降和相变两部分组成。 T固 T室 用线收缩率表示 固态收缩产生缺点:
5、产生铸造应力、变形和开裂1. 铸造应力: 件在凝固以后继续冷却过程中,其固态收缩受到阻碍,铸件内部立即产生内应力。按成因可分为3种;收缩应力:是有铸型机械阻碍引发,也叫机械阻碍应力,属于零食应力。 相变应力:铸件固态时相变产生体积改变而引发应力。热应力:因为铸件壁厚不均匀,个部分冷却速度不一样,同一时刻住家个部分收缩量不一样,在相互制约下产生应力。其形成3个阶段:(10图1-8)热应力及机械应力危害:有残余应力铸件,经机械加工,一段时间后,将产生变形,影响零件精度热应力预防:尽可能减小铸件个部分温差,改善砂型和砂芯退让性,尽可能避免出现牵制收缩结构,去应力退火。2. 铸件变形: (1)当铸造应
6、力形成时,若超出合金屈服极限低于强度极限,则产生塑性变形。(2)铸件内残留应力引发铸件变形,即自发地经过变形来减缓其内应力。铸件变形预防:a.工艺上采取同时凝固标准,减小温差,均匀冷却;适适用于收缩小或倾向于糊状凝固合金,如灰铸铁、锡青铜等。b.铸件壁厚尽可能均匀、对称 c.反变形法 模样制成和变形方向恰好相反形状以抵消其变形方法叫反变形法。适适用于细长易变形铸件。d.时效处理 时效处理是去除残余应力预防变形有效方法。 i)自然时效,将铸件置于露天六个月以上; ii)人工时效,550-650去应力退火。 时效处理宜放在粗加工以后,方便将铸造应力、粗加工产生应力一并消除。3. 铸件裂纹:当铸造应
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