铸造合金材料及其铸造性能.ppt

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1、金属工艺学——铸造基础史晓帆第一节概述第二节铸造的工艺基础第三节砂型铸造第四节砂型铸造的缺陷第二章铸造司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77％、锡11.64％、铅27.9％。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。青铜器时代秦陵铜车马严格按真车马的１／２制作。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。马踏飞燕1969年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。1984年，定为中国旅游标志图形。2002年，“马踏飞燕”的仿制品作为国

2、礼赠布什。铸造的生产特点：形状相似、尺寸相近复杂外形、复杂内腔尺寸、重量几乎不受限制手工造型适应单件或小批量生产机器造型适应批量生产铸造的生产特点铸造生产的缺点：生产过程复杂、废品率高铸件晶粒粗大硬度低，塑性、韧性差缩孔、缩松、变形、裂纹多铸件的生产过程钢铁生产过程铸造金属熔炼液态合金的工艺特性缩孔与缩松铸造应力、变形、裂纹钢铁生产过程钢铁的生产过程是一个由铁矿石炼成生铁、再由生铁炼成钢液并浇注成钢锭的过程。1炼铁炼铁在高炉中进行，其过程为：加料、加热、化学反应炼铁的产品有：炼钢生铁—用来炼钢铸造生铁—用来

3、铸造2炼钢将生铁中多余的碳和其它杂质氧化成氧化物，并使其随炉气或炉渣一起去除。炼好的钢液，部分浇入连续铸锭机，铸成“钢坯”直接用来轧制钢材部分浇注到钢锭模内铸成一定形状和尺寸的钢锭炉渣的密度小，浮在铁液之上炉渣和铁液分别从高炉下部的出口排出比例配成炉料，由加料车送入炉内，形成料柱900～1200℃的热风，使焦碳燃烧铸造金属熔炼熔炼是液态金属铸造成形技术过程中的一个重要环节，与铸件的品质、生产成本、产量、能源消耗以及环境保护等密切相关。在熔炼中，多种固态金属的炉料（废钢、生铁、回炉料、铁合金、有色金属等）按比

4、例搭配装入相应的熔炉中加热熔化，通过冶金反应，转变成具有一定化学成分和温度的符合铸造成形要求的液态金属。金属熔炼的几种生产方式冲天炉！利用电极与金属炉料之间电弧产生的热能，通过辐射、传导和对流传递给炉料，加热、熔化固体炉料，并使金属液过热，从而实现熔炼目标的一种设备，主要用于钢、铸铁的熔炼。（高熔点）电弧炉熔炼感应电炉熔炼感应线圈通以交变电流，则因交变磁场的作用，使短路连接的金属炉料产生强大的感应电流，电流流动时，为克服金属炉料表层的电阻面产生热量，致使金属炉料加热熔化。坩埚炉主要用于有色金属的熔炼，如铜合

5、金、铝合金、镁合金、低熔点轴承合金等。浇注金属熔化后，液态金属通过浇注系统充填铸型型腔的过程称为浇注过程。1.浇注压力（1）高压——2～15MPa，适用于薄的截面且对品质要求高的铸件（2）低压——0.12～0.3MPa，金属型铸件。（3）重力（常压）——普通铸件2.浇注系统浇注系统是铸型中液态金属注入铸型型腔的通道。浇注系统的主要功能：（1）将金属液由浇包导入型腔。（2）挡渣及排除铸型型腔中的空气及其它气体。（3）调节温度分布，控制凝固顺序。（4）保证充型时间、压力、速度。浇注系统的组成直浇道：锥度以保证流

6、速，排出空气横浇道：将直浇道的金属液分配至内浇道内浇道：将金属液引入型腔浇口杯：缓解金属液冲蚀，阻挡熔渣金属液导入型腔的位置，浇注系统可分为底注式、顶注式、中注式、阶梯式等，见下图。浇注的不同形式浇注后的冷凝浇注入铸型型腔的液态金属，随温度的降低，将经历由液态向固态的转变过程，即冷凝过程。金属的凝固过程：晶核的形成和晶粒的长大。金属的冷凝的缺陷：溶液体积收缩是导致铸件在最后凝固部分产生缩孔、缩松的基本原因；而固态收缩是铸件变形、产生内应力和裂纹的主要原因。避免缩孔、缩松措施：合理放置冒口和冷铁以保证铸件质量

7、。液态合金的工艺性能工艺性能：指符合某种生产工艺要求所需要的性能。铸造性能：液态合金在铸造生产过程中所表现出来的工艺性能。铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力。铸造性能常用流动性、收缩性等来衡量。液态合金的流动性：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力，又称做“充型能力”。液态合金的流动性愈好：易于铸造出轮廓清晰，薄而形状复杂的铸件有助于液态合金在铸型中收缩时得到补充，有利于液态合金中的气体及非金属夹杂物上浮与排除，否则易产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣和缩松等缺陷。螺旋形试样常用铸造

8、合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢最差在相同的浇注工艺条件下，将金属液浇入铸型中，测出其实际螺旋线长度。浇出的试样愈长，合金的流动性愈好！常用合金的流动性（砂型，试样截面8×8mm）合金种类铸型种类浇注温度（℃）螺旋线长度（mm）铸铁C+Si=6.2%C+Si=5.9%C+Si=5.2%C+Si=4.2%砂型砂型砂型砂型1300130013001300180013001000600铸钢C=0.4%砂型砂型1