金屬鑄造性能

1、第一節(jié)金屬鑄造性能一、合金的流動(dòng)性 合金的鑄造性能是表示合金鑄造成型獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力。通常用流動(dòng)性和收縮性來衡量。1 1、流動(dòng)性概念、流動(dòng)性概念 流動(dòng)性液態(tài)合金的充型能力。流動(dòng)性好的合金： 易于澆注出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件； 有利于非金屬夾雜物和氣體的上浮和排除； 易于補(bǔ)縮及熱裂紋的彌合。螺旋形流動(dòng)性試樣 合金的流動(dòng)性是以螺旋形流動(dòng)試樣的長度來衡量。試樣越長，流動(dòng)性越好。常用合金的流動(dòng)性（砂型，試樣截面88mm）合金種類鑄型種類澆注溫度（）螺旋線長度（mm）鑄鐵C+Si=6.2% C+Si=5.9% C+Si=5.2% C+Si=4.2%砂型砂型砂型砂型130013001300130018

2、0013001000600鑄鋼C=0.4%砂型砂型16001640100200鋁硅合金（鋁硅明）鎂合金（含Al及Zn）錫青銅（Sn=10%,Zn=2%）硅黃銅（Si=1.54.5%）金屬型（300）砂型砂型砂型680720700104011007008004006004201000 合金性質(zhì)方面 鑄型和澆注條件 鑄件結(jié)構(gòu)、影響合金流動(dòng)性的因素純金屬、共晶合金流動(dòng)性好。（恒溫純金屬、共晶合金流動(dòng)性好。（恒溫下結(jié)晶，凝固層內(nèi)表面光滑）下結(jié)晶，凝固層內(nèi)表面光滑）亞、過共晶合金流動(dòng)性差。（在一定亞、過共晶合金流動(dòng)性差。（在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，凝固層內(nèi)表面粗糙不平）溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，凝固層內(nèi)表面粗糙不平）

3、提高流動(dòng)性的措施：提高流動(dòng)性的措施：提高鑄型的透氣性，降低導(dǎo)熱系數(shù)；提高鑄型的透氣性，降低導(dǎo)熱系數(shù)；確定合理的澆注溫度；確定合理的澆注溫度；提高金屬液的壓頭；提高金屬液的壓頭；澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。鑄件壁厚鑄件壁厚最小允許壁厚最小允許壁厚二、合金的收縮1、收縮的概念收縮是鑄件中的縮孔、縮松、變形和開裂等缺陷產(chǎn)生的原因。收縮的三個(gè)階段液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮形成縮孔、縮松（體收縮率）產(chǎn)生變形和裂紋（線收縮率）幾種鐵碳合金的體積收縮率合金種類含碳量（%）澆注溫度（）液態(tài)收縮（%）凝固收縮（%）固態(tài)收縮（%）總體積收縮（%）線收縮率（%）碳素鑄鋼白口鑄鐵灰鑄鐵0.353.03.5161

4、0140014001.62.43.53.04.00.17.865.46.33.34.212.461212.96.97.81.382.01.352.00.81.02、鑄件的縮孔和縮松縮孔的形成：縮松的形成： 純金屬或共晶成分的合金易形成縮孔。 結(jié)晶溫度范圍大的合金易形成縮松?？s孔和縮松的防止 定向凝固 在鑄件可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位，通過增設(shè)冒口或冷鐵等工藝措施，使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，爾后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。 結(jié)果：使鑄件各個(gè)部分的凝固收縮均能得到液態(tài)金屬的補(bǔ)充，而將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口之中。縮孔位置的確定等溫線法內(nèi)切圓法定向凝固的缺點(diǎn)和應(yīng)用：缺點(diǎn)鑄件成本高，加大鑄造內(nèi)應(yīng)力（

5、易變形、開裂）。應(yīng)用體收縮大的合金，如鑄鋼、鋁青銅和鋁硅合金等。3、鑄造應(yīng)力 鑄造內(nèi)應(yīng)力有熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，是鑄件產(chǎn)生變形和開裂的基本原因。熱應(yīng)力的形成機(jī)械應(yīng)力的形成減少和消除應(yīng)力的措施：結(jié)構(gòu)上壁厚均勻，圓角連接，結(jié)構(gòu)對稱。工藝上同時(shí)凝固，去應(yīng)力退火。同時(shí)凝固和定向凝固比較 用于凝固收縮小的灰鑄鐵。鑄件用于凝固收縮小的灰鑄鐵。鑄件內(nèi)應(yīng)力小，工藝簡單，節(jié)省金屬但內(nèi)應(yīng)力小，工藝簡單，節(jié)省金屬但同時(shí)凝固往往使鑄件中心區(qū)域出現(xiàn)同時(shí)凝固往往使鑄件中心區(qū)域出現(xiàn)縮松，組織不致密?？s松，組織不致密。 用于用于收縮大或壁厚差距收縮大或壁厚差距較大，易產(chǎn)生縮孔的合金較大，易產(chǎn)生縮孔的合金鑄件，如鑄鋼、鋁硅合金鑄件

6、，如鑄鋼、鋁硅合金等。等。定向凝固定向凝固補(bǔ)縮作用好，補(bǔ)縮作用好，鑄件致密，但鑄件成本高，鑄件致密，但鑄件成本高，內(nèi)應(yīng)力大。內(nèi)應(yīng)力大。4、鑄件的變形 對于厚薄不均勻、截面不對稱及具有細(xì)長特點(diǎn)的桿件類、板類及輪類等鑄件，當(dāng)殘余鑄造應(yīng)力超過鑄件材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生翹曲變形?？蛐舞T件變形T形梁鑄鋼件變形用反變形法防止箱體、床身導(dǎo)軌的變形。 箱體件反變箱體件反變形量和方向形量和方向 床身導(dǎo)軌的翹床身導(dǎo)軌的翹曲變形及反變形曲變形及反變形 有的鑄件雖無明顯的變形，但經(jīng)切削加工后，破壞了鑄造應(yīng)力的平衡，產(chǎn)生變形甚至裂紋。圓柱體鑄件加工后的變形表面被加工表面被加工掉一層后掉一層后 心部心部鉆孔后鉆孔后 從側(cè)面從側(cè)面切去一層切去一層5、鑄件的裂紋鑄鋼件結(jié)構(gòu)對熱裂紋的影響