《熔煉與鑄錠》課件

熔煉與鑄錠熔煉是指將金屬或合金加熱至熔化狀態(tài)的過程，是金屬加工的重要步驟之一。鑄錠是將熔化的金屬或合金澆注到模具中，冷卻凝固形成的金屬塊。鑄錠是金屬加工的后續(xù)環(huán)節(jié)，為后續(xù)加工提供原材料。主要內容熔煉熔煉是將固態(tài)金屬加熱至熔融狀態(tài)的過程，以便進行后續(xù)鑄造、加工或其他處理。鑄錠鑄錠是將熔化的金屬澆注到模具中，使其冷卻凝固成特定形狀的金屬塊。熔煉與鑄錠的工藝熔煉和鑄錠是金屬材料加工的重要環(huán)節(jié)，直接影響最終產品的質量和性能。熔煉概述金屬熔化熔煉是將金屬加熱到熔點，使其從固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的過程。冶煉過程熔煉是金屬冶煉的重要環(huán)節(jié)，為后續(xù)鑄造、鍛造等工藝提供熔融金屬。熔煉設備熔煉過程通常在專門的熔煉爐中進行，例如感應電爐、電阻熔爐等。熔煉目的凈化金屬去除雜質，提高純度，改善金屬性能。改變成分添加合金元素，改變金屬的物理和化學性質。便于鑄造將固態(tài)金屬熔化成液態(tài)，易于成型。熔煉溫度熔煉溫度是金屬材料熔化所需的溫度，由金屬的化學成分、雜質含量和外界壓力等因素決定。1500°C鐵1083°C金327°C鉛-39°C汞熔煉時間熔煉時間影響因素熔煉溫度溫度越高，熔煉時間越短金屬類型熔點不同的金屬，熔煉時間不同熔煉爐型不同爐型，加熱效率不同，熔煉時間不同金屬數(shù)量金屬數(shù)量越多，熔煉時間越長熔煉爐型熔煉爐型熔煉爐的類型多種多樣，選擇合適的熔煉爐型是確保熔煉效率和質量的關鍵因素。熔煉爐的選擇主要取決于金屬的類型、熔煉溫度、熔煉量、成本以及環(huán)保要求等因素。常見熔煉爐常見的熔煉爐類型包括坩堝熔爐、感應電爐、電阻熔爐、真空熔爐等。每種爐型都有其獨特的特點和適用范圍，需要根據(jù)實際情況選擇合適的爐型。常見熔煉爐熔煉爐根據(jù)加熱方式分為三大類：電阻爐、感應爐和電弧爐。電阻爐利用電阻絲發(fā)熱，適用于金屬材料的熔煉和熱處理。感應爐利用電磁感應原理，適用于金屬材料的熔煉和熱處理。電弧爐利用電弧產生的高溫，適用于金屬材料的熔煉和冶煉。坩堝熔爐坩堝熔爐是一種常用的熔煉設備。它通常由耐高溫的材料制成，例如石墨、陶瓷或金屬。坩堝被放置在加熱裝置中，通常是電爐或燃氣爐。加熱裝置會將熱量傳遞給坩堝，從而使金屬材料熔化。坩堝熔爐通常用于熔煉貴金屬、合金和半導體材料。感應電爐工作原理感應電爐利用電磁感應原理，通過高頻電流產生磁場，使金屬材料發(fā)熱熔化。結構組成感應電爐主要由感應線圈、坩堝、爐體、冷卻系統(tǒng)等部分組成。應用范圍感應電爐廣泛應用于鋼鐵、有色金屬、冶金等行業(yè)，可用于熔煉、加熱、保溫等。電阻熔爐電阻熔爐利用電阻加熱元件產生的熱量來熔化金屬。電阻加熱元件通常由高電阻率的金屬制成，例如鎢、鉬或鎳鉻合金。電阻熔爐的優(yōu)點是結構簡單，操作方便，成本相對較低。但其功率密度較低，加熱效率也相對較低。金屬的熔化特性1熔點金屬從固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的溫度，稱為熔點。2熔化過程金屬在熔點以上開始熔化，吸收熱量，溫度保持不變。3熔化熱金屬從固態(tài)完全轉變?yōu)橐簯B(tài)所需的熱量，稱為熔化熱。4影響因素金屬的純度、壓力和雜質等因素會影響熔點和熔化熱。純金屬熔化特性純金屬具有明確的熔點，在特定溫度下，固態(tài)金屬會完全轉變?yōu)橐簯B(tài)。熔化過程中，溫度保持不變，直到所有固態(tài)金屬完全熔化。熔化過程伴隨著晶格結構的破壞，金屬從有序的固態(tài)轉變?yōu)闊o序的液態(tài)。熔化需要吸收熱量，稱為熔化熱，以克服金屬原子之間的吸引力。合金熔化特性熔點范圍合金熔點通常比其組成金屬的熔點低。合金的熔點取決于其成分和比例。熔化過程合金的熔化過程是一個復雜的現(xiàn)象。不同的合金元素以不同的速度熔化。液體相在合金完全熔化后，形成一個液體金屬相。液體相的性質取決于合金成分。凝固特性合金的凝固過程也很復雜。合金元素在不同的溫度下凝固，形成不同的微觀結構。鑄錠概述鑄錠是金屬材料生產過程中重要的環(huán)節(jié)，它決定了最終產品的質量和性能。鑄錠過程將熔融金屬澆注到模具中，冷卻凝固成所需的形狀和尺寸。鑄錠的質量直接影響著后續(xù)加工和產品質量，如軋制、鍛造、擠壓等。鑄錠目的11.成形將熔融金屬塑造成所需的形狀，例如圓形、方形或其他定制形狀。22.純度控制減少雜質和氣體，提高金屬的純度，控制材料的微觀結構，獲得所需的力學性能。33.尺寸控制準確控制鑄錠的尺寸，以滿足后續(xù)加工和使用的要求。44.降低成本鑄錠是金屬加工的重要環(huán)節(jié)，通過優(yōu)化工藝可以降低成本。鑄錠方法重力鑄錠利用重力將熔融金屬從熔爐中倒入鑄模。成本低，操作簡單，應用廣泛。壓鑄通過高壓將熔融金屬壓入模具中，生產精度高，表面光潔度好。擠壓鑄錠將熔融金屬壓入模具中，形成連續(xù)的金屬棒或型材，廣泛用于制造各種金屬制品。離心澆注將熔融金屬注入旋轉的模具中，利用離心力形成空心鑄件，常用于制造管道、輪轂等。重力鑄錠將熔融金屬直接倒入模具中。利用重力使金屬充滿模具。優(yōu)點操作簡單，成本低廉。適用于各種金屬材料。壓鑄高壓注入通過高壓將金屬液注入模具，快速形成鑄件。模具填充模具設計復雜，可實現(xiàn)精密鑄造。高壓注塑高壓注塑，金屬液完全充滿模具。擠壓鑄錠擠壓鑄錠概述擠壓鑄錠是利用壓機將金屬熔體以一定速度和壓力通過模具孔擠出，形成鑄錠。擠壓鑄錠可獲得高密度、高強度、高精度和良好表面質量的鑄錠。擠壓鑄錠優(yōu)點擠壓鑄錠具有以下優(yōu)點：材料利用率高、尺寸精度高、表面質量好、鑄件內部組織結構均勻、強度和塑性高。適用于形狀復雜、精度要求高的鑄件。離心澆注原理利用離心力，使液態(tài)金屬在旋轉的模具中均勻分布，形成鑄錠。特點鑄錠內部結構致密、性能均勻，適用于生產高性能材料。設備離心澆注設備由旋轉模具、液態(tài)金屬供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。模具材料耐高溫鑄錠過程需要高溫，因此模具材料需要耐高溫，不易變形。導熱性好金屬液在模具中冷卻凝固過程中，模具需要快速散熱，才能獲得均勻的組織結構。耐腐蝕性熔融金屬會與模具材料發(fā)生反應，所以模具材料要耐腐蝕，防止模具被腐蝕。機械強度高模具在使用過程中會受到高溫金屬液的沖擊，需要具備一定的機械強度，以保證模具的完整性和使用壽命。模具設計原則11.尺寸精度模具尺寸應精確，以保證鑄件尺寸符合要求。22.耐熱性能模具材料應具有良好的耐熱性，以承受熔融金屬的高溫。33.表面光潔度模具表面應光滑，以保證鑄件表面光滑。44.強度與硬度模具應具有足夠的強度和硬度，以承受鑄造過程中的壓力。鑄造缺陷氣孔氣孔是鑄件中常見的缺陷之一，它會導致鑄件強度降低、耐腐蝕性降低等問題。氣孔的形成原因包括熔煉過程中氣體的溶解、鑄造過程中氣體的吸入等。接縫接縫是鑄件中的一種表面缺陷，它會導致鑄件強度降低、外觀不佳等問題。接縫的形成原因包括鑄造過程中模具的閉合不嚴密、熔融金屬的流動性差等。收縮孔收縮孔是鑄件中的一種內部缺陷，它會導致鑄件強度降低、耐腐蝕性降低等問題。收縮孔的形成原因包括熔融金屬的冷卻速度過快、鑄造過程中的溫度控制不當?shù)取饪讱饪仔纬稍蜩T造過程中，空氣或其他氣體被困在熔化的金屬中，導致氣孔。氣孔影響氣孔降低鑄件強度，影響其機械性能和外觀。氣孔修復氣孔可以通過預處理或熱處理修復。接縫接縫是鑄錠表面出現(xiàn)的裂縫。鑄造過程中，金屬冷卻收縮時，內部產生的應力無法釋放，導致表面裂開。接縫的出現(xiàn)會影響鑄錠的強度和韌性。嚴重的接縫甚至會造成鑄錠報廢。收縮孔11.形成原因鑄造過程中，金屬液冷卻凝固，體積收縮，形成孔洞。22.類型包括中心縮孔