鑄造知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

01.鑄造概念及特點(diǎn)?答：鑄造是液態(tài)金屬成形的一種方法，其過程是指將金屬熔化后，澆注到型腔內(nèi)，冷卻、凝固后形成具有型腔形狀的金屬制品。02.鑄造的工藝過程？答：模樣、芯盒制作---造型、制芯----合箱----澆鑄----落砂----清理----檢驗(yàn)----鑄件03.鑄造的發(fā)展趨勢？答：1.鑄件的特大型化2.鑄件的輕量化3.鑄件的精確化4.數(shù)字化鑄造5.網(wǎng)絡(luò)化鑄造6.清潔化鑄造04.充型能力概念及其影響因素?如何提高薄壁鑄件充型能力。答：液態(tài)金屬的充型能力是指液態(tài)金屬流經(jīng)澆注系統(tǒng)并充滿鑄型型腔的全部空間，形成輪廓清晰、形狀完整的鑄件的能力。影響因素：1.金屬性質(zhì)方面的因素：1）合金的成分2）結(jié)晶潛熱3）液態(tài)金屬比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)4）液態(tài)金屬黏度和表面張力2.鑄型性質(zhì)方面的因素1）鑄型的蓄熱系數(shù)2）鑄型溫度3）鑄型中的氣體3.澆注條件方面的因素1）澆注溫度2）充型壓頭3）澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.鑄件結(jié)構(gòu)方面的因素1）鑄件的折算厚度2）鑄件的復(fù)雜程度。提高：1.鑄型性質(zhì)方面：對金屬鑄型、熔模型殼等提高鑄型溫度，利用涂料增加鑄型的熱阻，提高鑄型的排氣能力，減小鑄型在金屬充填期間的發(fā)氣速度，均有利于提高充型能力。2.澆注條件方面：適當(dāng)提高澆注溫度、提高充型壓頭、簡化澆注系統(tǒng)均有利于提高充型能力。增大澆口面積可在線速度較小的情況下使鑄型很快充滿。05,溫度場影響因素?如何提高溫度梯度答：1.金屬性質(zhì)的影響1）金屬的熱擴(kuò)散率2）結(jié)晶潛熱3）金屬的凝固溫度2.鑄型性質(zhì)的影響1）鑄型的蓄熱系數(shù)2）鑄型的預(yù)熱溫度3.澆注條件的影響4.鑄件結(jié)構(gòu)的影響1）鑄件的壁厚2）鑄件的形狀提高溫度梯度：06.凝固方式及影響因素？答：逐層凝固方式、體積凝固方式、中間凝固方式凝固區(qū)域?qū)挾?，凝固區(qū)域?qū)挾扔钟珊辖鸾Y(jié)晶溫度間隔和鑄件斷面溫度梯度兩個(gè)因素決定07.典型的鑄態(tài)組織？答：表面細(xì)晶區(qū)，柱狀晶區(qū)，中心等軸晶區(qū)08.組織與性能的關(guān)系？答：柱狀晶區(qū)形成時(shí)的凝固區(qū)域較窄，分枝較細(xì)，柱狀晶組織致密，不容易形成縮松和晶間夾雜等宏觀缺陷，但柱狀晶的性能存在著明顯的各向異性，且易于聚集氣體和夾雜物。等軸晶是在凝固區(qū)域較大的情況下形成的，晶界夾雜等缺陷比較分散，宏觀偏析和熱裂傾向小，且各晶粒取向是隨機(jī)的，具有宏觀的各向同性，性能比較均勻和穩(wěn)定。缺點(diǎn)是枝晶分枝比較發(fā)達(dá)，顯微縮松較多，組織不夠致密。表明材料的屈服強(qiáng)度隨著晶粒尺寸的減小而增大：細(xì)化晶粒是工程上唯一的能夠同時(shí)提高金屬強(qiáng)度和韌性等綜合力學(xué)性能的措施。09.偏析概念及成因？答：鑄件中不同部位乃至晶粒內(nèi)部，產(chǎn)生化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析微觀偏析：起因于合金結(jié)晶過程中的溶質(zhì)再分配宏觀偏析：是大范圍內(nèi)的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象10.氣孔及夾雜種類.如何去除？答：按氣體來源和形成機(jī)理：侵入性氣孔、析出性氣孔、反應(yīng)性氣孔。按氣體類別：氫氣孔、氮?dú)饪?、一氧化碳?xì)饪?。按氣孔形狀和位置：針孔、皮下氣孔夾雜：按其來源分為：外生夾雜物、內(nèi)生夾雜物。按非金屬夾雜物形成時(shí)間分：澆注完畢前形成的非金屬夾雜物、凝固過程中產(chǎn)生的非金屬夾雜物。按夾雜物化學(xué)成分：氧化物夾雜物、硫化物夾雜物、硅酸鹽夾雜物、復(fù)雜化合物。1.吸附凈化法：1）浮游法2）溶劑法3）過濾法2.非吸附凈化法：1）真空凈化法2）超聲波處理法3.化學(xué)法收縮及收縮阻力答：鑄造合金的收縮特性是合金的鑄造性能之一，合金收縮是鑄件中產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂、應(yīng)力、變形和冷裂等缺陷的基本原因。一般經(jīng)歷三個(gè)階段：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮。阻力：摩擦阻力、熱阻力、機(jī)械阻力縮孔及縮松概念及成因答：鑄件形成后，在最后凝固部位由于收縮而出現(xiàn)的集中孔洞稱為縮孔，分散而細(xì)小的孔洞稱為縮松?？s孔、縮松形成于鑄件凝固過程中，液態(tài)收縮及凝固收縮如果不能得到及時(shí)的補(bǔ)償，則將在相應(yīng)部位形成孔洞即縮孔或縮松，縮孔產(chǎn)生的條件一是合金的液態(tài)收縮與凝固收縮之和大于其固態(tài)收縮，二是鑄件采取逐層凝固方式?？s松形成的條件，一是液態(tài)收縮與凝固收縮的總和大于固態(tài)收縮，二是鑄件為體積凝固的方式熱裂、應(yīng)力、變形和冷裂概念及成因。如何去除？答：熱裂是鑄件處于高溫狀態(tài)時(shí)形成的裂縫類缺陷，原因：強(qiáng)度理論認(rèn)為，合金存在熱脆區(qū)以及熱脆區(qū)內(nèi)合金的斷裂應(yīng)變低是產(chǎn)生熱裂得重要原因，液膜理論認(rèn)為，熱裂得形成是由于鑄件在凝固末期晶間存在液膜和鑄件在凝固過程中受到拉應(yīng)力共同作用的結(jié)果。去除：首先是提高合金本身的抗熱裂能力，其次是改善砂型和砂芯的潰散性。鑄件或者鑄件某部位的尺寸變化如果受到阻礙不能自由進(jìn)行時(shí)，就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)力、變形或裂紋。變形：如果鑄件冷卻過程中形成的鑄造應(yīng)力較大，或者冷卻至室溫時(shí)鑄件內(nèi)有殘余應(yīng)力存在，在應(yīng)力作用下，鑄件就有發(fā)生塑性變形的趨勢。冷裂是鑄件處于彈性狀態(tài)、鑄造應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)產(chǎn)生的裂紋。原因：鑄件中鑄造應(yīng)力增大，或者材料的強(qiáng)度、塑性和韌性降低，都會(huì)使冷裂的傾向增加。去除：應(yīng)力：1.自然時(shí)效2.熱處理時(shí)效3.振動(dòng)時(shí)效變形和冷裂：1.反變形措施2.設(shè)置防變形的拉筋3.對于容易變形的重要鑄件，可采用早打箱并立即入爐緩冷的方法4.用澆注系統(tǒng)調(diào)整鑄件的溫度場，有利于應(yīng)力和變形的防止。鐵碳相圖及其雙重性，共晶、共析各組織及相15.鑄鐵種類、特征及相關(guān)組織與性能特點(diǎn)；牌號及相關(guān)符號意義；相關(guān)熱處理答：牌號：P79生產(chǎn)同一牌號的鑄鐵，鑄件壁厚不同，其化學(xué)成分也有所不同石墨形狀分類：片狀：A菊花狀：B塊片狀：C枝晶點(diǎn)狀：D枝晶片狀：E星狀：F組織特征斷口特征成分特征性能特征灰口鑄鐵基體+片狀石墨灰口僅含C、Si、Mn、P、S五元素外加少量合金元素球墨鑄鐵基體+球狀石墨灰口（銀白色斷口）普通五元素或外加不同量的合金元素蠕墨鑄鐵基體+蠕蟲狀石墨灰口（斑點(diǎn)狀斷口）同球墨鑄鐵可鍛鑄鐵生坯：珠光體+萊氏體退火后：基體+團(tuán)絮狀石墨生坯：白口退火后：灰口（黑色絨狀斷口）低碳、低硅抗磨鑄鐵基體+不同類型的滲碳體白口（中錳鑄鐵及冷硬鑄鐵例外）除五元素外，可加入低、中、高量合金元素主要有高的抗磨性能，但韌性較低耐熱鑄鐵基體+片狀或球狀石墨灰口有Si、Al、Cr系（中硅、高鋁、中硅鋁、高烙等鑄鐵）有高的耐熱性及抗氧化性能，但強(qiáng)度較低、較脆耐腐蝕鑄鐵基體+片狀或球狀石墨灰口主要合金元素Si、Ni含量高主要有高的耐腐蝕性能16.變質(zhì)、孕育概念答：在碳當(dāng)量較低且保持不變的條件下，適當(dāng)提高硅碳比，強(qiáng)度性能會(huì)有所提高，切削性能有較大改善，但縮松、滲漏傾向可能會(huì)提高。在較高碳當(dāng)量時(shí)，提高硅碳比反而使強(qiáng)度下降，但白口傾向總是減少的。適當(dāng)采用較高錳量，無論對強(qiáng)度、硬度、致密度以及耐磨性都有好處。孕育：在高強(qiáng)度灰鑄鐵生產(chǎn)中，采用孕育處理是提高強(qiáng)度、改善石墨狀態(tài)及其分布的有效手段，孕育處理的目的在于：1.促進(jìn)石墨化，降低白口傾向2.改善斷面均勻性3.控制石墨形態(tài)，減少過冷石墨，促進(jìn)A型石墨的形成4.適當(dāng)增加共晶團(tuán)數(shù)和促進(jìn)細(xì)片狀珠光體的形成5.改善鑄鐵的力學(xué)性能及其他性能加少量合金元素的作用：1.改善并顯著提高鑄鐵的強(qiáng)度性能，提高硬度2.增加鑄件組織和性能的均勻性，降低斷面敏感性，改善切削性能3.改善鑄件的塑性4.改善鑄鐵的高溫和低溫性能5.提高鑄鐵熱處理的淬透性和改善耐磨性17.雙爐聯(lián)熔答：沖天爐與感應(yīng)電爐雙聯(lián)熔煉方式旨在進(jìn)一步提高沖天爐鐵液溫度，調(diào)整鐵液的化學(xué)成分。沖天爐與感應(yīng)電爐通常用流槽直接連接。在大量流水生產(chǎn)中，感應(yīng)電爐鐵液彳主彳主還轉(zhuǎn)入澆注爐進(jìn)行保溫與自動(dòng)澆注。為使生產(chǎn)能均衡地進(jìn)行，感應(yīng)電爐的容量應(yīng)按沖天爐熔化率和熔煉工作制度決定。鋼與鐵的比較答：1.力學(xué)性能較高2.具有焊接性3.熔煉成本較高4.造型材料成本較高5.鑄件成品率較低牌號及相關(guān)組織、熱處理工藝答：牌號P109鑄態(tài)組織：1.粒狀組織2.魏氏組織3.網(wǎng)狀組織碳鋼鑄件熱處理的目的是細(xì)化晶粒、消除魏氏組織或網(wǎng)狀組織和鑄造應(yīng)力。熱處理的方法有退火、正火、正火加回火影響鋼的性能因素答：1.化學(xué)成分2.氣體和非金屬夾雜物3.鑄件壁厚常見元素及合金元素及其作用答：碳，硅、錳、磷和硫。作用：隨著含碳量的提高，基體組織中珠光體的含量增加，鐵素體的含量減少，力學(xué)性能中強(qiáng)度增加，塑性降低。錳和硅的存在起來提高鋼的強(qiáng)度的作用。硫是促使鑄鋼件產(chǎn)生熱裂的一個(gè)重要因素，磷是促使鑄鋼件產(chǎn)生冷裂的一個(gè)重要因素。堿性電弧爐氧化法煉鋼工藝答：工藝過程包括扒補(bǔ)護(hù)、裝料、熔化期、氧化期、還原期和出剛澆注濕型砂特點(diǎn)及組成答：砂型（芯）無須烘干，不存在硬化過程。濕型砂是由原砂、黏土、附加物及水按一定配比組成的黏土黏結(jié)機(jī)理答：可由膠體化學(xué)的觀點(diǎn)來解釋，認(rèn)為黏土在水中形成的黏土一一水體系是膠體，帶負(fù)電的黏土顆粒將極性水分子吸引在自己周圍，形成膠團(tuán)的水化膜，依靠黏土顆粒間的水共水化膜，通過其中的水化陽離子所起的“橋”或鍵的作用，使黏土顆?；ハ嘟Y(jié)合起來。一般說來，黏土顆粒所帶電荷越多或黏土顆粒越細(xì)小，比表面積越大，則濕黏結(jié)力越大。鈉水玻璃砂硬化機(jī)理答：硅酸鈉是弱酸強(qiáng)堿鹽，在水中水解產(chǎn)生硅酸和堿，硅酸不穩(wěn)定縮聚為多硅酸并形成高聚物最終形成凝膠導(dǎo)致鈉水玻璃的硬化。吹入CO2可促進(jìn)水解，最終產(chǎn)生更多的凝膠，因此可以提高硬化的強(qiáng)度。零件圖、鑄件圖、鑄造工藝圖的區(qū)別答：鑄造工藝圖一一在零件圖上用各種工藝符號及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形鑄件圖一一鑄造工藝設(shè)計(jì)過程中，在初步確定鑄造方案后，首先要完成的工作藍(lán)圖鑄件工藝性分析答：1.從避免缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)1）鑄件應(yīng)有合適的壁厚2）鑄件壁的聯(lián)結(jié)應(yīng)當(dāng)逐漸過渡3）合適的鑄造圓角4）防止鑄件出現(xiàn)裂紋和變形2.從簡化鑄造工藝方面改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)1）改進(jìn)妨礙起模的凸臺(tái)、凸緣和筋板的結(jié)構(gòu)2）取消鑄件外表側(cè)凹3）有利于砂芯的固定和排氣4）盡量不用或少用砂芯5）分體鑄造分型面選擇原則答：1.應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)2.應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目3.平直分型面和曲折分型面的選擇4.選擇的分型面要有利于下芯、驗(yàn)型和合型澆注位選擇原則答：1.重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài)2.鑄件的大平面應(yīng)朝下3.應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮4.應(yīng)選取合適的液態(tài)金屬導(dǎo)入位置5.應(yīng)盡量少用或不用砂芯澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)答：澆注系統(tǒng)基本組元有澆口杯、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內(nèi)澆道?；疽螅?.在規(guī)定時(shí)間內(nèi)充滿型腔，保證鑄件輪廓、棱角清晰2.使金屬液流動(dòng)平穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流3.具有良好的撇渣能力4.保證型內(nèi)金屬液面有足夠的上升速度5.金屬液進(jìn)入型腔時(shí)線速度不可過高6.澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力求簡單，簡化造型，減少清理工作量和液態(tài)金屬的消耗31.冒口設(shè)計(jì)答：冒口位置確定原則：1.冒口應(yīng)就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁2.冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件最高、最厚的部位3.冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位4.冒口位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處5.冒口盡可能設(shè)置在方便和容易清除冒口殘根的地方或鑄件的加工面上6.對于不同高度上的冒口，應(yīng)用冷鐵使各個(gè)冒口的補(bǔ)縮距離隔開。冒口設(shè)計(jì)的基本步驟：1.計(jì)算鑄件的模數(shù)。把鑄件劃分為幾個(gè)補(bǔ)縮區(qū)，計(jì)算各區(qū)的鑄件模數(shù)Mc2,根據(jù)所求得的Mc，按該種合金及擬采用的冒口種類所對應(yīng)的Mc，Mn，Mr的經(jīng)驗(yàn)比，求出冒口及冒口頸的模數(shù)Mr和Mn3.由標(biāo)準(zhǔn)冒口表確定冒口的形狀和尺寸4.根據(jù)冒口的有效補(bǔ)縮范圍確定冒口的個(gè)數(shù)5.校核冒口的最大補(bǔ)縮能力鑄造合金的充型能力:是液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰健全鑄件的能力。影響液態(tài)合金充型能力的因素首先取決于鑄造合金的流動(dòng)性，同時(shí)又受到外界條件，如鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄件結(jié)構(gòu)等因素的影響鑄型蓄熱系數(shù):即從金屬中吸取熱量并儲(chǔ)存的能力鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮收縮過程:液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮.液態(tài)收縮和凝固收縮是縮孔或縮松形成的基本原因。固態(tài)收縮是鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。在凝固結(jié)束后，鑄件最后凝固的部位會(huì)出現(xiàn)由于補(bǔ)縮不良而產(chǎn)生的孔洞，這些孔洞稱為縮孔（松）。大而集中的孔洞一般稱為縮孔，細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。冒口一是指鑄型內(nèi)儲(chǔ)存供補(bǔ)縮鑄件用金屬液的空腔及充填的金屬。冒口的位置、大小和形狀應(yīng)保證其在鑄型中最后凝固，因此，一般設(shè)置在鑄件的最高或最厚處。冒口通常分為明冒口和暗冒口兩類，明冒口是指高度方向貫通上型的頂冒口或側(cè)冒口，它在起補(bǔ)縮作用的同時(shí)，還起到排氣和集渣的作用，此外還可提供金屬液是否充滿。鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為鑄造應(yīng)力。熱應(yīng)力的消除方法:鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件各部分能自由收縮因此鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對稱，鑄件的壁厚盡可能均勻；工藝方面：采用同時(shí)凝固原則；時(shí)效處理：人工時(shí)效；自然時(shí)效。鑄件的裂紋：當(dāng)鑄造應(yīng)力超過合金的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件便產(chǎn)生裂紋。裂紋是鑄件的嚴(yán)重缺陷。按裂紋發(fā)生的溫度不同，可分為熱裂和冷裂兩種。防止應(yīng)力和變形的方法：同時(shí)凝固原則是采取工藝措施保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分之間沒有溫差或溫差盡量小，使各部分同時(shí)凝固，消除應(yīng)力的方法。晶內(nèi)偏析是指晶粒內(nèi)各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，區(qū)域偏析是指鑄件內(nèi)各部分之間大范圍內(nèi)的化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象。枝晶偏析：生成固體