1铸造高锰铝钢研发工作的概况PPT--李老解析
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特种铸造技术介绍PPT
▆ 应用范围
（1）适用于生产形状复杂、精度要求高或难以切削加工成形的各种金属材料（尤其是碳钢及合金 钢）小型零件。如汽轮机、涡轮机的叶片或叶轮，汽车、拖拉机或机床用的各种小件。
2.压力铸造
█ 定义：是指将液态或半液态合金浇入压铸机的压室中，使之在高压和高速 下充填型腔，并在高压下成形结晶而获得铸件的一种铸造方法。常用压射压力 为5－70MPa，压射速度0.5－5m/s，充填时间很短，约0.01－02s。
6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
3.低压铸造
█ 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔 并凝固而获得铸件的一种铸造方法。常用压力为0.02~0.06MPa，介于重力和 压力铸造之间。
➢ 工艺过程：
3.低压铸造
3.低压铸造
特点和应用：
1、液态金属自下而上平稳的充填型腔， 型腔中的液流的方向与气体排出的方向一 致，避免了液态金属对型壁、型芯的冲刷 以及气体和氧化物，从而防止了铸件产生 气孔和非金属夹杂物；
3.应用范围
离心铸造是生产管套类铸件的主要方法，广泛应用于生产铸铁水管、缸套、轴套等。
各种铸造方法与砂型铸造加工精度对比：
结束
1.熔模铸造
◆◆ 熔模精密铸造：是指利用易熔材料制成模样，并在模样表面粘结一定厚度的耐火材料，然
后将模样熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。（也称失蜡铸造）
熔 模 铸 造 工 艺 过 程
1.熔模铸造（1）熔模铸源自的工艺过程① 制作压型 压型根据铸件图制作，压型是压制蜡模的中间铸型。对高精度或大批量生产的铸件，常用机 械加工制成的钢或铝合金压型；对精度要求不高或生产批量不大的铸件常用低熔点合金（锡、铅、 铋）直接浇注的压型；对单件小批量的铸件可用石膏或塑料制作的压型。 ② 制作蜡模 将低熔点熔融态蜡料（常用50%的石蜡+50%的硬脂酸）压入压型中，冷凝后取出，得到单个蜡 模。将若干拉模粘到预制的蜡质浇口棒上，成为蜡模组。 ③ 制作壳型 将蜡模组浸入石英粉与水玻璃配成的浆料中，取出后在其表面撒上一层细石英砂，再浸入氯 化铵的溶液中硬化。如此由细到粗反复涂挂4-5次，指导表面结成5-10mm厚的硬壳后，放入8590℃的热水中，熔去蜡模而得到型腔与蜡模组一致的壳型。
（1）适用于生产形状复杂、精度要求高或难以切削加工成形的各种金属材料（尤其是碳钢及合金 钢）小型零件。如汽轮机、涡轮机的叶片或叶轮，汽车、拖拉机或机床用的各种小件。
2.压力铸造
█ 定义：是指将液态或半液态合金浇入压铸机的压室中，使之在高压和高速 下充填型腔，并在高压下成形结晶而获得铸件的一种铸造方法。常用压射压力 为5－70MPa，压射速度0.5－5m/s，充填时间很短，约0.01－02s。
6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
3.低压铸造
█ 定义：是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔 并凝固而获得铸件的一种铸造方法。常用压力为0.02~0.06MPa，介于重力和 压力铸造之间。
➢ 工艺过程：
3.低压铸造
3.低压铸造
特点和应用：
1、液态金属自下而上平稳的充填型腔， 型腔中的液流的方向与气体排出的方向一 致，避免了液态金属对型壁、型芯的冲刷 以及气体和氧化物，从而防止了铸件产生 气孔和非金属夹杂物；
3.应用范围
离心铸造是生产管套类铸件的主要方法，广泛应用于生产铸铁水管、缸套、轴套等。
各种铸造方法与砂型铸造加工精度对比：
结束
1.熔模铸造
◆◆ 熔模精密铸造：是指利用易熔材料制成模样，并在模样表面粘结一定厚度的耐火材料，然
后将模样熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。（也称失蜡铸造）
熔 模 铸 造 工 艺 过 程
1.熔模铸造（1）熔模铸源自的工艺过程① 制作压型 压型根据铸件图制作，压型是压制蜡模的中间铸型。对高精度或大批量生产的铸件，常用机 械加工制成的钢或铝合金压型；对精度要求不高或生产批量不大的铸件常用低熔点合金（锡、铅、 铋）直接浇注的压型；对单件小批量的铸件可用石膏或塑料制作的压型。 ② 制作蜡模 将低熔点熔融态蜡料（常用50%的石蜡+50%的硬脂酸）压入压型中，冷凝后取出，得到单个蜡 模。将若干拉模粘到预制的蜡质浇口棒上，成为蜡模组。 ③ 制作壳型 将蜡模组浸入石英粉与水玻璃配成的浆料中，取出后在其表面撒上一层细石英砂，再浸入氯 化铵的溶液中硬化。如此由细到粗反复涂挂4-5次，指导表面结成5-10mm厚的硬壳后，放入8590℃的热水中，熔去蜡模而得到型腔与蜡模组一致的壳型。
铸造工艺介绍ppt课件.ppt
胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直 重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔 解模型中的蜡，并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧，增强硬 度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。
2014-8-28
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
10
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
《铸造基础知识培训》课件
特种铸造
特种铸造是一种特殊的铸造方法，它 使用非传统的方法和材料来生产铸件 。
特种铸造的缺点是成本较高，技术要 求较高，需要专业的技术和设备支持 。
特种铸造的优点是可以生产出传统铸 造方法难以制造的复杂、高性能的铸 件，同时还可以提高铸件的质量和性 能。
铸造工艺流程
铸造工艺流程包括熔炼、 浇注、冷却、落砂、清理
等步骤。
浇注是将熔化的金属液注 入模具中，形成铸件。
落砂是将凝固后的铸件从 模具中取出，并进行清理
和加工。
熔炼是将金属加热至熔化 成液态，然后进行精炼和
除渣。
冷却是指铸件在模具中冷 却凝固的过程。
清理是去除铸件表面上的 残渣和毛刺，保证铸件的
质量和外观。
PART 04
铸造缺陷与质量控制
REPORTING
脱模剂
用于使铸件易于从铸型中 脱出，如石墨粉、滑石粉 等。
PART 03
铸造工艺
REPORTING
砂型铸造
砂型铸造是最常见的铸造方法 之一，它使用砂型作为模具来 生产铸件。
砂型铸造的优点是成本低、工 艺成熟、适用范围广，可以生 产各种形状和尺寸的铸件。
砂型铸造的缺点是生产周期较 长，需要经过多个步骤才能完 成一个铸件，且生产效率相对 较低。
THANKS
感谢观看
REPORTING
铸造技术的未来展望与挑战
智能化铸造
将人工智能、大数据等技术与铸 造工艺相结合，实现铸造过程的 智能决策和自动化控制，提高生
产效率和产品质量。
绿色铸造
发展环保、节能、低碳的铸造技 术，降低铸造过程的环境污染和
资源消耗，实现可持续发展。
高性能材料铸造
研究和发展高性能、高强度的新 型铸造材料，满足高端装备和新
金属型铸造引用PPT(完整版)精选全文
目录
一、概述 二、铸件工艺设计 三、金属型设计 四、铸造工艺 五、金属型铸造机 六、铸件常见缺陷及防止方法
二、铸件工艺设计
1 基准面的选择 2 铸件在金属型中的位置 3 分型面的选择 4 铸件工艺性设计 5 浇注系统 6 冒口设计
1 基准面的选择
基准面决定铸件各部分相对的尺寸位置。 所以选择铸造基准面时，必须和铸件机械 加工的基准面统一，其选择原则为： （1）非全部加工的铸件，应尽量选取非加工 面作为基准面。 （2）采用非加工面作基准面时，应该选尺寸 变动小、最可靠的面作基准面。最好不选 用活块形成的铸件表面作为基准面。
• 金属液充填型腔时易产生飞溅，不利于排气，铸件 易产生氧化夹渣等缺陷。
• 适用于矮而简单的铸件。高度超过100mm的铝、 镁合金铸件宜采用倾斜浇注，倾斜角度为30°～ 50°。
5 浇注系统
（2） 浇注系统的形式及特点 中注式
• 金属液流动比顶注式平稳，能获得比底注式较合理的 热分布，但不能完全避免产生飞溅和涡流。
6 冒口设计
还可将冒口设在内浇道和直浇道之间， 冒口既能补缩又可起集渣的作用。
目录
一、概述 二、铸件工艺设计 三、金属型设计 四、铸造工艺 五、金属型铸造机 六、铸件常见缺陷及防止方法
三、金属型设计
1 金属型结构形式 2 金属型结构设计 3 金属型操纵机构设计 4 金属型加热和冷却 5 金属型用材料及其选用 6 金属型寿命
v也可以根据经验选取。对于铝合金，一般 v<150cm/s；对于镁合金，一般v<130cm/s.
5 浇注系统
（4） 浇注系统的计算 对于铝、镁合金，为防止金属液产生飞
溅，通常采用开放式浇注系统。
大型铸件：A直:A横:A内＝1:（2～3）:（3～6） 中型铸件：A直:A横:A内＝1:（2～3）:（2～4） 小型铸件：A直:A横:A内＝1:（1.5～3）:（1.5～3）
铝合金压铸工艺基础知识培训PPT课件
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二、压铸过程主要工艺参数
3. 3 快压射速度的作用和影响
快压射速度对合金机械性能的作用和影响，提高压射 速度，动能转化为热能，提高了合金熔液的流动性，有利 于消除流痕，冷隔等缺陷，提高了机械性能和表面质量， 但速度过快时，合金熔液呈雾状和气体混合，产生严重裹 包气，机械性能下降。
第33页/共49页
C
椭圆中心详见局部视图
椭圆 2 (长轴 22mm,短轴 21.4mm) 椭圆 1 (长轴 15.6 mm,短轴 14.6mm)
第34页/共49页
三、压铸件设计
7.压铸件设计中的嵌入嵌件设计 压铸件中能铸入金属或非金属嵌件，主要为了提高局部的强度耐磨性或
形成难以成型的内腔，嵌件埋入金属的部分要设计防转和防止轴向移动的形 状同时要考虑嵌件放入模具的方便性和承受金属液冲击的稳定性
第22页/共49页
二、压铸过程主要工艺参数
4. 1 浇注温度的作用和影响
➢ 合金温度对铸件机械性能的影响。随着合金温度的提高 。机械性能有所改善，但超过一定限度后，性能恶化， 主要原因是：
➢ 气体在合金中的溶解度，随温度的升高而增大，虽然溶 解在合金中的气体，但在压铸过程中难以析出，影响机 械性能
3. 1 冲头速度与内交口速度的关系
➢ 根据连续性原理，在同一时间内金属流以速度V1流过 压室截面积为F1的合金液体积，应等于以速度V2流过 内浇口截面积为F2的合金液体积 F1室V1射=F2内V2内
➢ 因此，压射锤头的压射速度越高，则金属流经内浇口的 速度越高。
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二、压铸过程主要工艺参数
三、压铸件设计
3.压铸件的圆角设计 铸件除有特殊配合要求的地方，尽量所有的部位都设计圆角，
二、压铸过程主要工艺参数
3. 3 快压射速度的作用和影响
快压射速度对合金机械性能的作用和影响，提高压射 速度，动能转化为热能，提高了合金熔液的流动性，有利 于消除流痕，冷隔等缺陷，提高了机械性能和表面质量， 但速度过快时，合金熔液呈雾状和气体混合，产生严重裹 包气，机械性能下降。
第33页/共49页
C
椭圆中心详见局部视图
椭圆 2 (长轴 22mm,短轴 21.4mm) 椭圆 1 (长轴 15.6 mm,短轴 14.6mm)
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三、压铸件设计
7.压铸件设计中的嵌入嵌件设计 压铸件中能铸入金属或非金属嵌件，主要为了提高局部的强度耐磨性或
形成难以成型的内腔，嵌件埋入金属的部分要设计防转和防止轴向移动的形 状同时要考虑嵌件放入模具的方便性和承受金属液冲击的稳定性
第22页/共49页
二、压铸过程主要工艺参数
4. 1 浇注温度的作用和影响
➢ 合金温度对铸件机械性能的影响。随着合金温度的提高 。机械性能有所改善，但超过一定限度后，性能恶化， 主要原因是：
➢ 气体在合金中的溶解度，随温度的升高而增大，虽然溶 解在合金中的气体，但在压铸过程中难以析出，影响机 械性能
3. 1 冲头速度与内交口速度的关系
➢ 根据连续性原理，在同一时间内金属流以速度V1流过 压室截面积为F1的合金液体积，应等于以速度V2流过 内浇口截面积为F2的合金液体积 F1室V1射=F2内V2内
➢ 因此，压射锤头的压射速度越高，则金属流经内浇口的 速度越高。
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二、压铸过程主要工艺参数
三、压铸件设计
3.压铸件的圆角设计 铸件除有特殊配合要求的地方，尽量所有的部位都设计圆角，
铝合金熔炼与铸造简介(PPT课件)
4
熔化
炉料装完后即可升温熔化，熔化是从固态转变液态的过程。 1、覆盖：熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外 层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易 侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液滴或液流要向炉底流动，当 液滴或液流进入底部汇集起来的液体中时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所 以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体中的氧化膜，在炉料软化下塌时，应 适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 2、熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛 温度高达1200°C，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化后， 应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化。
3、中间合金的使用目的：防止熔体过热，缩短熔炼时间，降低金属烧损，便于加 入高熔点、难熔和易氧化挥发的合金元素，从而获得成分均匀，准确的熔体。
7
精炼
在线净化：炉内处理对铝合金熔体的净化效果是有限的，要进一步提高熔体纯洁度，尤其是进一步 降低氢含量和去除非金属夹杂物，必须采用高效的在线净化技术。除气装置都采用N2和Ar作为精炼 气体，能有效去除铝熔体中的氢。如在精炼气体中加入少量的Cl2、CCl4或SF6等物质，还能很好的地 除去熔体中的碱金属和碱土金属.
铝合金熔炼与铸造简介 制作：李冬冬
铝合金熔铸工艺流程
配料
精炼 静置 铸造
装炉
扒渣 锯切
熔炼 熔化 炒灰
精炼 均质
扒渣/ 搅拌
合金化 交付
圆形顶开盖熔炼炉
倾动式方形保温炉
流槽式除气设备
过滤箱
铝液流槽
熔铸机及水盘
铝合金熔铸主要设备
熔化
炉料装完后即可升温熔化，熔化是从固态转变液态的过程。 1、覆盖：熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外 层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易 侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液滴或液流要向炉底流动，当 液滴或液流进入底部汇集起来的液体中时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所 以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体中的氧化膜，在炉料软化下塌时，应 适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 2、熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛 温度高达1200°C，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化后， 应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化。
3、中间合金的使用目的：防止熔体过热，缩短熔炼时间，降低金属烧损，便于加 入高熔点、难熔和易氧化挥发的合金元素，从而获得成分均匀，准确的熔体。
7
精炼
在线净化：炉内处理对铝合金熔体的净化效果是有限的，要进一步提高熔体纯洁度，尤其是进一步 降低氢含量和去除非金属夹杂物，必须采用高效的在线净化技术。除气装置都采用N2和Ar作为精炼 气体，能有效去除铝熔体中的氢。如在精炼气体中加入少量的Cl2、CCl4或SF6等物质，还能很好的地 除去熔体中的碱金属和碱土金属.
铝合金熔炼与铸造简介 制作：李冬冬
铝合金熔铸工艺流程
配料
精炼 静置 铸造
装炉
扒渣 锯切
熔炼 熔化 炒灰
精炼 均质
扒渣/ 搅拌
合金化 交付
圆形顶开盖熔炼炉
倾动式方形保温炉
流槽式除气设备
过滤箱
铝液流槽
熔铸机及水盘
铝合金熔铸主要设备
《铸件生产》课件
通过分析质量问题的根本原因，采取有效 的预防措施，避免类似问题的再次发生。
对不合格品进行标识、隔离，并采取返工 、降级、报废等处置措施。
质量信息反馈
质量事故处理
及时收集和分析质量信息，向相关部门和 人员反馈，促进质量持续改进。
对于重大质量事故，应按照相关规定进行 调查和处理，追究责任并采取纠正措施。
详细描述
熔炼设备主要包括电弧炉、感应炉、冲天炉等，它们能够将各种金属材料如铁、 铜、铝等熔化为液态，以便进行铸造。熔炼设备在铸造生产中起着至关重要的作 用，其性能和操作方式直接影响着熔融金属的质量和铸造产品的质量。
造型设备
总结词
造型设备是铸造生产中的重要环节，用于制作铸型和芯型，以形成铸件的外形 和内部结构。
优化铸造工艺
通过改进铸造工艺参数和流程，减少生产时间和 成本，提高生产效率。
信息化管理
利用信息化技术实现生产过程的实时监控和数据 化管理，提高生产协同和管理效率。
ABCD
引入自动化设备
采用自动化设备替代传统手工操作，实现快速、 高效的生产。
人才培养与引进
加强铸造技术人才的培养和引进，提高企业整体 技术水平和创新能力。
和可靠性。
材料选择与成本控制
根据产品要求选择合适的材料，既要满足使用性 能要求，又要考虑成本因素。
材料成本占铸件生产总成本的比重较大，因此合 理选择材料能够有效降低生产成本。
考虑材料的加工性能和回收再利用性，以提高生 产效率和降低能耗。
03
铸件生产设备
熔炼设备
总结词
熔炼设备是铸造生产中的重要组成部分，用于将金属材料熔化为液态，为后续的 铸造过程提供所需的熔融金属。
案例二
案例三
铝合金压铸技术ppt课件
7.0 7.5
8.1
8.5 9.0
% 80 4.6 5.2
5.7 6.1
6.6
7.0 7.3
85 3.6 4.0
4.4 4.7
5.0
5.4 5.6
90 2.5 2.8
3.0 3.3
3.5
3.7 3.9
95 1.3 1.5
1.6 1.8
1.9
2.0 2.1
15Biblioteka 压铸制程条件>合金熔解
>射出速度 >高速切换位置 >铸造压力 >温度控制
铝合金压铸技术
整理: 陈达福
1
课程内容
>压铸概论与压铸铝合金 >压铸制程条件与设定 >模具方案设计 >实例研讨
2
压铸铝合金
压铸用铝合金全世界超过3000种型号
3
压铸铝合金的基本要求
1.流动性好 2.收缩率.龟裂倾向小 3.等温凝固比率大,如此方可产生致密之表面化铸
肌,避免缩孔之危害 4.有一定之高温强度,顶出时才不致变形 5.常温下有足够强度,以利生产薄壁件 6.不易与模具起化学或物理反应,否则粘模,影响量
27
THE END
28
GD-AlSi12(Cu) GD-AlSi10Mg GD-AlMg9 ----GD-AlSi9Cu3 GD-AlSi9Cu3 -------------
6
压铸铝合金材料成份规范
编号
ADC-1
Cu
1.0
ADC-3 0.6max
ADC-5 0.2max
ADC-6 0.1max
ADC-10 2.0~4.0
份 Zn
0.5max 0.5max 0.1max 0.4max 1.0max 3.0max
铸钢基本知识PPT课件
36
37
②过热温度越高，冒口补缩越好，缩孔率越大。见下表。
ZG25的缩孔率
过热温度 1500 1550
1650
缩孔率%
6.3
7.4
9.5
1750 11.6
38
③增大结晶冷却速度，有利于减少缩松。其原因是由 于加大液相中的温度梯度，限制了树枝晶的发展，改善了 补缩条件，从而缩松↓，但缩孔↑。例如金属型的缩松比例 较小。
（2）二次结晶：铸钢在固态下发生相变。GS-GP-PS范围 内。
（3）奥氏体：在一次、二次结晶区间中间。
17
2）一次结晶的特点
一次结晶（δ 的析出和包晶反应）对铸件晶粒的大小以及 夹杂分布、气孔、缩孔、缩松的形成有重大影响。
（1） δ晶粒愈细，包晶反应过冷度愈大→形成的A体晶粒 愈细；
（2）不平衡结晶→成分偏析（宏观成分偏析）; （3）A体枝晶茂密，结晶偏析↓→晶间缩松↓,性能↑; （4）A晶粒度和晶粒形状。铸件从外向里：细等轴晶区→ 柱状晶区→粗等轴晶区。
54
3）氧：
固态钢中溶解度很小。 在500℃以下，氧在γ-Fe（A体）中只能溶0.0020.003%，在α -Fe（F体）中溶解<0.001%。
55
氧的危害：
① 产生气孔[C]+[FeO]→[Fe]+CO↑ ② 形成SiO2、FeO、MnO、Al2O3等非金属夹杂物； ③ FeO和FeS作用，生成低熔点共晶。
26
影响因素：
（3）浇注温度和浇注速度 ①浇注温度越高，流动性越好。但太高的浇注温度，
易导致热裂、粘砂、晶粒粗大等缺陷，所以也要适当控 制。
27
铸造碳钢的浇注温度及过热度
牌号
ZG15 ZG25 ZG35 ZG45 ZG55
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②过热温度越高，冒口补缩越好，缩孔率越大。见下表。
ZG25的缩孔率
过热温度 1500 1550
1650
缩孔率%
6.3
7.4
9.5
1750 11.6
38
③增大结晶冷却速度，有利于减少缩松。其原因是由 于加大液相中的温度梯度，限制了树枝晶的发展，改善了 补缩条件，从而缩松↓，但缩孔↑。例如金属型的缩松比例 较小。
（2）二次结晶：铸钢在固态下发生相变。GS-GP-PS范围 内。
（3）奥氏体：在一次、二次结晶区间中间。
17
2）一次结晶的特点
一次结晶（δ 的析出和包晶反应）对铸件晶粒的大小以及 夹杂分布、气孔、缩孔、缩松的形成有重大影响。
（1） δ晶粒愈细，包晶反应过冷度愈大→形成的A体晶粒 愈细；
（2）不平衡结晶→成分偏析（宏观成分偏析）; （3）A体枝晶茂密，结晶偏析↓→晶间缩松↓,性能↑; （4）A晶粒度和晶粒形状。铸件从外向里：细等轴晶区→ 柱状晶区→粗等轴晶区。
54
3）氧：
固态钢中溶解度很小。 在500℃以下，氧在γ-Fe（A体）中只能溶0.0020.003%，在α -Fe（F体）中溶解<0.001%。
55
氧的危害：
① 产生气孔[C]+[FeO]→[Fe]+CO↑ ② 形成SiO2、FeO、MnO、Al2O3等非金属夹杂物； ③ FeO和FeS作用，生成低熔点共晶。
26
影响因素：
（3）浇注温度和浇注速度 ①浇注温度越高，流动性越好。但太高的浇注温度，
易导致热裂、粘砂、晶粒粗大等缺陷，所以也要适当控 制。
27
铸造碳钢的浇注温度及过热度
牌号
ZG15 ZG25 ZG35 ZG45 ZG55
铝合金铸造基础知识课堂PPT
41
冷芯制芯
冷芯制芯：
将树脂砂填入冷芯模，而后吹气硬化制成坭芯。 根据使用的粘结剂和所吹气体及其作用的不同，而 有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和无毒气体 促硬制芯法。
三乙胺法：一般用干燥的压缩空气或氮气作液态硬 化剂（三乙胺）的载体气体，稀释到约5％浓度，形 成三乙胺气雾，向冷芯模中填入树脂砂后再吹入三 乙胺气雾，树脂砂便能在数秒至数十秒内硬化制成 所需要强度的坭芯。
36
壳芯制芯
壳芯：进排气道
37
壳芯制芯
壳芯制芯的优点： ➢混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个月以上）； ➢能获得尺寸精确的坭芯； ➢坭芯的强度高、质量轻、易搬运； ➢可用细的原砂得到光洁的铸件表面； ➢覆膜砂消耗量小。
38
壳芯制芯
壳芯制芯的缺点： （一）壳芯表面易疏松 覆膜砂流动性差； 排气不当，在深凹处疏松和缺肉的，多是排气不好； 射砂压力太低； 射砂时间太短； 覆膜砂所使用的原砂太粗。
42
冷芯制芯
冷芯：冒口芯
43
冷芯制芯
冷芯制芯的冷芯树脂（粘结剂）由两部分组成，组 分Ⅰ是酚醛树脂，组分Ⅱ是聚异氰酸酯。
硬化反应：
酚醛树脂＋聚异氰酸酯 三乙胺 尿烷
采用三乙胺法制芯时，原砂采用干净的AFS的细度 50-60的硅砂。
原砂必须干燥，水分超过0.1％（质量分数）就会减 少树脂砂的可使用时间，降低坭芯的抗拉强度，也 会增加铸件针孔缺陷。
第三章 铝液的熔化 及精炼处理
47
熔炼炉的操作
➢第一节 熔炼炉的简介 ➢第二节 铝合金熔炼理论知识
48
熔炼炉的简介 熔炼炉的分类:
熔炼炉
火焰炉
感应炉
电阻炉
49
熔炼炉的简介
冷芯制芯
冷芯制芯：
将树脂砂填入冷芯模，而后吹气硬化制成坭芯。 根据使用的粘结剂和所吹气体及其作用的不同，而 有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和无毒气体 促硬制芯法。
三乙胺法：一般用干燥的压缩空气或氮气作液态硬 化剂（三乙胺）的载体气体，稀释到约5％浓度，形 成三乙胺气雾，向冷芯模中填入树脂砂后再吹入三 乙胺气雾，树脂砂便能在数秒至数十秒内硬化制成 所需要强度的坭芯。
36
壳芯制芯
壳芯：进排气道
37
壳芯制芯
壳芯制芯的优点： ➢混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个月以上）； ➢能获得尺寸精确的坭芯； ➢坭芯的强度高、质量轻、易搬运； ➢可用细的原砂得到光洁的铸件表面； ➢覆膜砂消耗量小。
38
壳芯制芯
壳芯制芯的缺点： （一）壳芯表面易疏松 覆膜砂流动性差； 排气不当，在深凹处疏松和缺肉的，多是排气不好； 射砂压力太低； 射砂时间太短； 覆膜砂所使用的原砂太粗。
42
冷芯制芯
冷芯：冒口芯
43
冷芯制芯
冷芯制芯的冷芯树脂（粘结剂）由两部分组成，组 分Ⅰ是酚醛树脂，组分Ⅱ是聚异氰酸酯。
硬化反应：
酚醛树脂＋聚异氰酸酯 三乙胺 尿烷
采用三乙胺法制芯时，原砂采用干净的AFS的细度 50-60的硅砂。
原砂必须干燥，水分超过0.1％（质量分数）就会减 少树脂砂的可使用时间，降低坭芯的抗拉强度，也 会增加铸件针孔缺陷。
第三章 铝液的熔化 及精炼处理
47
熔炼炉的操作
➢第一节 熔炼炉的简介 ➢第二节 铝合金熔炼理论知识
48
熔炼炉的简介 熔炼炉的分类:
熔炼炉
火焰炉
感应炉
电阻炉
49
熔炼炉的简介
金属型铸造工艺概述PPT(共 91张)
x1 x2 x3
整理得：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
x1 x2 x3 1 2 3
分别为三者的热阻
分析：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
（1）比热流 q 与铸件断面中心温度和金属型表面温度之
差（t0-t3）成正比，而与热阻之和（ x1 x2 x3 ）成反比.
第二节 金属型铸件成形特点
导热性特点引起的铸件成形特点 没有透气性引起的铸件成形特点 无退让性引起的铸件成形特点
1. 由金属型材料的导热性能所引起的铸件成型特点 金属液浇入型腔，就把热量传递给金属型壁。
型壁有两方面变化 (1)蓄热：把热量积蓄起来，温度升高，发生膨胀 (2)传热：把热量散发到周围介质中去
金属型铸造工艺
Die Casting,Permanent Mold Casting
又称硬模铸造或永久型铸造，古代俗成铁范，是在重 力作用下将高温熔化的液态材料浇注到用金属制作的铸 型型腔中的工艺方法。
概述 金属型铸件成形特点 金属型铸造铸件工艺析 金属型铸造工艺卡片 金属型设计
1 2 3
（2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大.
x1
（3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻 1 、t0 即为定值。此
时比热流q的大小就取决于x 2 、x 3 和t3的大小，下面分析它
们对q的影响。
2 3
1.2金属型对传热的影响
x3
1.2.1关于型壁热阻 3 的影响
金属型壁导热系数λ 3愈大，则其热阻愈小，铸件的 冷却速度愈强
假定金属型壁与铸件接触面为F（m2），密度
比热容c3（单位J/kg.℃）型壁温度场平均温度t均℃， 则金属型蓄热量Q可表示为
整理得：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
x1 x2 x3 1 2 3
分别为三者的热阻
分析：
q t0 t3 x1 x2 x3
1 2 3
（1）比热流 q 与铸件断面中心温度和金属型表面温度之
差（t0-t3）成正比，而与热阻之和（ x1 x2 x3 ）成反比.
第二节 金属型铸件成形特点
导热性特点引起的铸件成形特点 没有透气性引起的铸件成形特点 无退让性引起的铸件成形特点
1. 由金属型材料的导热性能所引起的铸件成型特点 金属液浇入型腔，就把热量传递给金属型壁。
型壁有两方面变化 (1)蓄热：把热量积蓄起来，温度升高，发生膨胀 (2)传热：把热量散发到周围介质中去
金属型铸造工艺
Die Casting,Permanent Mold Casting
又称硬模铸造或永久型铸造，古代俗成铁范，是在重 力作用下将高温熔化的液态材料浇注到用金属制作的铸 型型腔中的工艺方法。
概述 金属型铸件成形特点 金属型铸造铸件工艺析 金属型铸造工艺卡片 金属型设计
1 2 3
（2）比热流愈大，铸件冷却强度愈大.
x1
（3）铸件材质、尺寸一经确定，其热阻 1 、t0 即为定值。此
时比热流q的大小就取决于x 2 、x 3 和t3的大小，下面分析它
们对q的影响。
2 3
1.2金属型对传热的影响
x3
1.2.1关于型壁热阻 3 的影响
金属型壁导热系数λ 3愈大，则其热阻愈小，铸件的 冷却速度愈强
假定金属型壁与铸件接触面为F（m2），密度
比热容c3（单位J/kg.℃）型壁温度场平均温度t均℃， 则金属型蓄热量Q可表示为
铝合金熔炼与铸造简介课件
铝合金熔炼与铸造 简介课件
目录
• 铝合金熔炼基础 • 铝合金熔炼工艺 • 铝合金铸造技术 • 铝合金的应用 • 铝合金熔炼与铸造的挑战与未来发展
01
铝合金熔炼基础
铝合金的特性
01
02
03
物理特性
铝合金具有优良的导电性 、导热性和耐腐蚀性。
化学特性
铝合金易于氧化形成致密 的氧化膜，具有良好的耐 腐蚀性。
熔炼设备
常用的熔炼设备有坩埚炉 、电炉、感应炉等。
熔炼工艺参数
包括熔炼温度、熔炼时间 、熔炼气氛等，这些参数 对铝合金的性能和成分有 重要影响。
02
铝合金熔炼工艺
熔炼前的准备
原材料选择
配料计算
选择高质量的原材料，如铝锭、合金 元素和添加剂，以确保熔炼出的铝合 金具有所需的性能。
根据产品要求，计算所需的原材料配 比，以获得所需的化学成分和性能。
理。
热处理
根据需要，对铸件进行 热处理以提高其机械性
能。
铸造后处理
清理
去除铸件表面的毛刺、飞边等杂质，确保表 面质量。
质量检测
对铸件进行质量检测，确保其符合相关标准 和客户要求。
机械加工
对铸件进行机械加工，以满足其使用要求。
包装运输
对铸件进行包装，并选择合适的运输方式将 其送达目的地。
04
铝合金的应用
THANK YOU
感谢观看
模具准备
设计和制作铸造模具，确保其 结构合理、尺寸精确。
设备检查
对熔炼炉、浇注机等设备进行 检查和调试，确保其正常运转
。
工艺准备
制定合理的铸造工艺流程，明 确各环节的技术要求和操作规
范。
铸造过程
目录
• 铝合金熔炼基础 • 铝合金熔炼工艺 • 铝合金铸造技术 • 铝合金的应用 • 铝合金熔炼与铸造的挑战与未来发展
01
铝合金熔炼基础
铝合金的特性
01
02
03
物理特性
铝合金具有优良的导电性 、导热性和耐腐蚀性。
化学特性
铝合金易于氧化形成致密 的氧化膜，具有良好的耐 腐蚀性。
熔炼设备
常用的熔炼设备有坩埚炉 、电炉、感应炉等。
熔炼工艺参数
包括熔炼温度、熔炼时间 、熔炼气氛等，这些参数 对铝合金的性能和成分有 重要影响。
02
铝合金熔炼工艺
熔炼前的准备
原材料选择
配料计算
选择高质量的原材料，如铝锭、合金 元素和添加剂，以确保熔炼出的铝合 金具有所需的性能。
根据产品要求，计算所需的原材料配 比，以获得所需的化学成分和性能。
理。
热处理
根据需要，对铸件进行 热处理以提高其机械性
能。
铸造后处理
清理
去除铸件表面的毛刺、飞边等杂质，确保表 面质量。
质量检测
对铸件进行质量检测，确保其符合相关标准 和客户要求。
机械加工
对铸件进行机械加工，以满足其使用要求。
包装运输
对铸件进行包装，并选择合适的运输方式将 其送达目的地。
04
铝合金的应用
THANK YOU
感谢观看
模具准备
设计和制作铸造模具，确保其 结构合理、尺寸精确。
设备检查
对熔炼炉、浇注机等设备进行 检查和调试，确保其正常运转
。
工艺准备
制定合理的铸造工艺流程，明 确各环节的技术要求和操作规
范。
铸造过程
铸钢及其熔炼PPT[1]
![铸钢及其熔炼PPT[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/399c87d6ce2f0066f53322a9.png)
2.铸造碳钢
2.2 一般工程结构用铸造碳钢 2.2.1 一般工程结构用铸造碳钢的国标规定
(牌号举例) ZG230—450
3 铸造低合金钢
3.1 合金化和铸造低合金钢的系列 3.1.1 加入的合金元素是通过三个途径发生
作用，使铸钢的力学性能得到提高的——固 溶强化、细化晶粒、提高淬透性 3.1.2 常用合金元素主要是：Mn、Si、Cr、 Ni、Mo、Cu ; 微量合金化元素主要是： B、V、Ti、Nb和 稀土元素。
凝固区间、固相相变温度、铁素体含量、珠光体含量、渗碳体含量都 有影响，组织改变当然会影响其力学性能。 Si: 硅主要是为了利用其较强的脱氧能力，使钢脱氧，防止产生气孔。 Mn：主要是为了改善脱氧条件和抑制硫的有害作用，其次是提高强 度。 S : 硫是有害元素，使钢具有热脆性，应控制在0.04%以下。 P: 磷是有害元素，是钢的塑性和冲击韧性显著降低。应控制在 0.04%以下。
夹杂；氮化物夹杂 三类。 c. 按夹杂物的形态可分为：球状夹杂、形状不规
则的夹杂、薄膜状夹杂 三类。
1．4 钢中的非金属夹杂物
1.4.3 钢中常见各类夹杂物的特点： 1.4.4 夹杂物对铸钢性能的影响及其控制方
法： 控制方法: a.减少夹杂物的数量； b.控制夹杂物的形态； c.夹杂物控制技术的发展；
1.1.2根据铁—碳二元相图，钢水在 凝固冷却后，按含碳量的不同，可 分为共 析 钢、亚共析钢、过共析
钢三类。
1．1铸钢的结晶过程
1.1.3 铸造碳钢的结晶过程分为三个阶段： 第一阶段：一次结晶：当钢液温度降到液相线以下时，就开始生核并析
出枝状晶并不断长大。枝状晶之间的液相在温度降到固相线以下后全 部凝固，一次结晶即告完成。 第二阶段：枝状晶粒化：在钢液完全凝固后，组织为相互交错的奥氏体 枝状晶。铸件由固相线冷却到二次结晶温度的过程中，奥氏体枝状晶 边界形成的较大晶粒都有一粒化过程。在此期间，奥氏体的晶粒结构 不发生变化，但一个奥氏体枝状晶可分裂为若干个奥氏体晶粒。奥氏 体晶粒的形成导致枝状晶消失。 第三阶段：二次结晶：铸钢件冷却到GS线和SE线以下，即发生二次结晶 其中：共析钢：在冷却到S点以下后，奥氏体晶粒全部转变为珠光体。 亚共析钢：在冷却到GS线以下后，析出先共析铁素体，奥氏体的碳含 量随之逐步增高，到达共析成分后转变为珠光体。 过共析钢：在冷却到SE线以下后，先析出渗碳体，剩余奥氏体最终达 到共析成分后，在sk线以下转变.1.4 钢液在铸型中的凝固方式———逐层 凝 固。
铸造铝合金熔炼原理PPT课件
提高精炼效果。
应减少精炼气泡直径，增加气泡与铝液接触时间，在不致使溶液表面
强烈翻腾而造成吸气氧化条件下，加强搅拌，以增大k值。
采用高纯度惰性气体或不溶于铝液的活性气体及真空除气，使Cms趋于0， 改善除气条件等。
第22页/共53页
精炼温度
从热力学角度，精炼温度应低些为好；
从动力学角度，精炼温度希望高些，以降低熔 体粘度。 铝液的粘度一般较小，故以降低精炼温度为宜。
用下式表示FF11 S M I S M G
σ
M
-
I
－
铝
液
与
A
l
2
O
3夹
杂
物
之间的表面自
第27页/共53页
由
能
；
通氮精炼（续）
➢根据热力学第二定律，系统表面能降低的方向，即为过程自动进
行的方向。故Al2O3夹杂物自动吸附在氮气泡上应满足
F F2 F1 0
SGI (S M I S M G ) 0
第20页/共53页
除气动力学
除气的动力学过程大致经过下列几个阶段：
气体原子从铝液内部向表面或精炼气泡界面迁移； 气体原子从溶解状态转变为吸附状态； 在吸附层中的气体原子生成气体分子； 气体分子从界面上脱附； 气体分子扩散进入大气或精炼气泡内，精炼气泡上 浮到铝液表面进入大气。
第21页/共53页
铝与氧的亲和力很大，极易氧化，4Al+3O2=2Al2O3。表面生成致密 的氧化铝膜，可阻止继续氧化。
在 通 常 大 气 （ 湿 度 较 大 ） 中 铝 的 熔 炼 温 度 下 γ-Al2O3 膜 常 会 含 12﹪H2O和H2，熔炼时若氧化皮被搅入铝液，即起Al- H2O反应。
应减少精炼气泡直径，增加气泡与铝液接触时间，在不致使溶液表面
强烈翻腾而造成吸气氧化条件下，加强搅拌，以增大k值。
采用高纯度惰性气体或不溶于铝液的活性气体及真空除气，使Cms趋于0， 改善除气条件等。
第22页/共53页
精炼温度
从热力学角度，精炼温度应低些为好；
从动力学角度，精炼温度希望高些，以降低熔 体粘度。 铝液的粘度一般较小，故以降低精炼温度为宜。
用下式表示FF11 S M I S M G
σ
M
-
I
－
铝
液
与
A
l
2
O
3夹
杂
物
之间的表面自
第27页/共53页
由
能
；
通氮精炼（续）
➢根据热力学第二定律，系统表面能降低的方向，即为过程自动进
行的方向。故Al2O3夹杂物自动吸附在氮气泡上应满足
F F2 F1 0
SGI (S M I S M G ) 0
第20页/共53页
除气动力学
除气的动力学过程大致经过下列几个阶段：
气体原子从铝液内部向表面或精炼气泡界面迁移； 气体原子从溶解状态转变为吸附状态； 在吸附层中的气体原子生成气体分子； 气体分子从界面上脱附； 气体分子扩散进入大气或精炼气泡内，精炼气泡上 浮到铝液表面进入大气。
第21页/共53页
铝与氧的亲和力很大，极易氧化，4Al+3O2=2Al2O3。表面生成致密 的氧化铝膜，可阻止继续氧化。
在 通 常 大 气 （ 湿 度 较 大 ） 中 铝 的 熔 炼 温 度 下 γ-Al2O3 膜 常 会 含 12﹪H2O和H2，熔炼时若氧化皮被搅入铝液，即起Al- H2O反应。
铸铝课件ppt
耐氧化性
稳定性
铸铝表面容易生成一层致密的氧化膜 ，能够阻止内部的铝继续氧化，具有 良好的耐氧化性。
铸铝在高温和低温环境下都能保持较 好的稳定性，不易发生化学反应。
耐腐蚀性
铸铝在某些酸、盐等腐蚀性介质中具 有良好的耐腐蚀性，能够抵抗一定程 度的腐蚀。
机械性能
强度和硬度
铸铝的强度和硬度相对较低，但 可以通过合金化、热处理等方式
汽车发动机的缸体、缸盖、气缸套等部件。
悬挂系统
02
铸铝材料在汽车悬挂系统中也得到了广泛应用，如铸铝减震器
、铸铝悬挂臂等，能够提高悬挂系统的刚性和稳定性。
车身结构
03
部分汽车的车身结构也采用了铸铝材料，如车门、发动机罩、
尾箱盖等，能够减轻车身重量，提高燃油经济性。
航空航天领域的应用
飞机发动机
铸铝材料在航空发动机中应用广泛，如涡轮叶片、压气机壳体等， 具有高强度、耐高温和轻量化的特点。
，以确保炉内温度稳定。
根据铸铝的生产规模和工艺要 求，熔炼炉的容量和尺寸也会
有所不同。
熔炼炉需要定期维护和保养， 以确保其正常运转和延长使用
寿命。
模具
模具是铸铝生产中用于形成铸件的模 型，其质量和精度直接影响铸件的质 量和性能。
根据铸件的设计和工艺要求，模具的 结构和尺寸也会有所不同。
模具通常由耐热、耐压、耐腐蚀的材 料制成，如钢材、铜材等。
裂纹
由于冷却速度过快或模具设计不合理等原因，导致产品表 面或内部出现裂纹。可通过控制冷却速度、优化模具设计 等方式减少裂纹的产生。
缩孔
由于铝液在冷却过程中收缩不均匀，导致在产品内部形成 缩孔。可通过优化模具设计、控制浇注温度等方式减少缩 孔的产生。
铸造铝合金基础知识培训PPT课件
326
LM4 LM21
L79
A— S5UZ A—S903
—
G—AlSi6Cu4 (3.2151.01)
AC4B
—
合
金 ZL108 ZL8 — —
— SC122A(旧) LM2 —
—
—
—
—
—
ZL109 ZL9 —
AЛ30
A03360 336．0 A03361 336．1
—
LM13
—
A—S12UN
—
—
AC8A AlSi12Cu
料费用比砂型铸造高，生产成本较高，工艺出品率 低。
精选
27
2011-12-10
SAE
英国 BS BS/L
法国
原联邦德国
日本
NF
AIRLA
DIN
JIS
ISO
ZL106 —
—
AЛ14B
A03280 A03281
328.0 328.1
331 LM-24
—
—
—
G—AlSi8Cu3 (3.2151.01)
AC4D
—
铝 硅 ZL107 —
—
AЛ-6 AЛ-7B
A03190 A03191
319.0
精选
25
2011-12-10
6.2 熔模铸造
模铸造又称"失蜡铸造 "，通常是指在易熔材 料制成模样，在模样 表面包覆若干层耐火 材料制成型壳，再将 模样熔化排出型壳， 从而获得无分型面的 铸型，经高温焙烧后 即可填砂浇注的铸造 方案。
精选
26
熔模铸造示意图
2011-12-10
优点：
（1）可制作大型、薄壁、复杂铸件。 （2）铸件表面质量优异。 （3）可为结构复杂、薄壁的部件提供整体成形技术。 （4）可显著提高材料利用率。 （5）可大大缩短产品研制生产周期。 缺点： 熔模铸造的缺点是工序繁杂，生产周期长，原辅材
高铝高锰钢
Keywords: High- aluminum high- manganese steel, stacking fault energy, TWIP, srain hardening
VI
东北大学硕士论文
目 录
目 录
独创性声明 ............................................................................................................................ I 摘 要 ..................................................................................................................................... III Abstract .................................................................................................................................. V 目 录 ....................................................................................................................................VII 第一章 绪 论 ...................................................................................................................... 1
精密铸造详解ppt课件
g
shell
Pouri ng
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Heattreat ment
Passiva Final
Packi
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Stori
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熔模精密铸造的特点
➢ 铸件尺寸精度高，表面粗糙度细（可以生产按GB6414-86为CT4~CT7的 铸件；表面粗糙度可以达到Ra1.6~6.3)
;.
7
3 3 三种蜡料系统和三种粘结剂系统介绍
➢ 三种蜡料系统 1、低温蜡料
以蜡基模料为主。熔点小于70度，主要用于小件和尺寸及表面要求不高 的零件，膏状压制，能回用。与水玻璃粘结剂多一起使用。用热水直接 脱蜡。
;.
8
3 3 三种蜡料系统和三种粘结剂系统介绍
➢ 三种蜡料系统 2、中温蜡料
以松香—蜡基模料和填充模料为主。熔点70~100度，主要用于尺寸及表 面要求较高的零件，膏状或液态状使用。能回用。用蒸汽或微波脱蜡。
;.
18
4
铸件尺寸影响因素分析
➢ 熔化收缩（焙烧和凝固） 1、模壳的焙烧温度和时间 2、浇注温度 3、浇注速度 4、补浇冒口操作 5、合金成分 6、浇后冷却方式 7、出壳到浇注结束的时间 8、合金的净化处理质量 9、环境温度
;.
19
5 铸件冶金质量影响因素分析
➢ 蜡模 1、组树方案（排气、排渣、补缩） 2、虚焊 3、模头的形状、尺寸和压制表面质量 4、模料灰份
;.
9
3 3
三种蜡料系统和三种粘结剂系统介绍
➢ 三种蜡料系统
3、高温蜡料
以松香—塑料基、塑料或盐基模料。熔点大于100度，主要用于中、大 件生产，热稳定性好、收缩小。模料不能回用。用闪烧法、水、酸化水 或有机溶剂脱蜡，成本高。
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铸造高锰、铝钢研发工作的概况
• • • • 一、高锰-铝钢开发的大致过程 二、高锰、铝钢的热处理方式和性能要点 三、高锰、铝钢的中合金元素和有害元素 四、高锰、铝钢铸件生产工艺中的难点
一、高锰-铝钢开发的大致过程
• • 早期的高锰、铝钢及基本上是轧制钢或锻造钢，主要用于军工和汽车行业。 上世纪50年代，美国海军部的J. L. Ham和R. E. Cairns就着手高锰、铝钢的研究 工作，目标是：在Hadfield高锰钢的基础上，加入9％左右的铝，改善钢的耐蚀 性，同时，进一步提高钢中的锰含量以稳定奥氏体，用以代替价格昂贵的NiCr奥氏体不锈钢。70年代以前，研究工作的重点都在替代Ni-Cr奥氏体不锈钢 方面。 • 随后，基于这种钢可以时效硬化的特性，又扩展到用以替代高强度低合金钢 。 • I. S. Kalashnikov等人对锻造高锰、铝钢的试验研究表明：锻压高锰、铝钢，固 溶处理后再经550℃时效硬化，抗拉强度可在1275 MPa以上、同时伸长率约为 40％。日本的报道称：高锰、铝钢，固溶处理后再经冷轧，抗拉强度高于2100 MPa。
• 高锰-铝钢的铝含量在6％以上、碳含量在0.5％以上，就可以在固溶状态下再 经时效处理而硬化。时效硬化的工艺是，在500～600℃的温度下保持一定的时 间，使奥氏体基体中均匀地析出尺寸约为20～30nm的κ-碳化物［(Fe,Mn） 3AlC］，从而提高钢的硬度和强度。 • 对于高锰、铝钢，常用的时效温度是530℃，或550℃。温度太低，κ-碳化物 析出缓慢；温度太高，则κ-碳化物析出量多，而且还会沿晶界析出，使钢的 脆性增强。 • 经固溶处理的高锰、铝钢，时效硬化后的硬度峰值大致在320～370HBN之间。 达到峰值硬度的时间，因钢的化学成分和时效温度而有所不同，大致为15～ 30h，应该根据具体条件通过试验予以确定。在时效温度下保持时间不可太长 ，否则除κ-碳化物析出量增多、并沿晶界析出外，因为钢中锰、铝、硅的含 量高，还可能沿晶界析出β- Mn、金属间化合物Mn12Si7Al5等脆性相，进一步 导致钢的脆化。
铸造高锰、铝钢研发工作的概况
中国铸造协会 李传栻
奥氏体高锰钢是英国Robert Hadfield于1882年开发的， 130多年来，虽 然不断有所改进，但是，现今世界各国标准中所列的高锰钢，基本成分仍 与Hadfield当年开发的钢种基本相同，热处理方法也没有大的改变。 铸造高锰、铝钢，是为了适应新的要求，以轻量化、低成本、高强度、 高韧性和耐蚀性为目标，在Hadfield高锰钢的基础上研发的第二代高锰钢。 高锰、铝钢中基本合金元素的含量是：Mn 30％左右，Al 9％左右，Si 1 ％左右，C 1％左右，Mo 0.5％左右。为了更好地适应不同的工况条件，铝 含量可作较大的调整。 由于铝含量的差异，高锰、铝钢的密度大约在6.5～7.2 g/cm3之间，制成 的工件，重量比高强度低合金钢件轻12～16％，而结构强度相当。此外， 还具有韧性好、耐腐蚀、可加工硬化等特性。因而，这种钢近年来日益受 到广泛的关注。美国、俄罗斯和日本都开展了这方面的研究、开发工作。 在铸造高锰、铝钢方面，美国铸造师学会（AFS）的年会上，从2008年起， 每年都有一篇或两篇相关的论文发表。
• 上世纪80年代，就有人开始从事铸造高锰、铝钢的研究。1990年，A. Prodhan和A. K. Charkrabarti就在美国铸造师学会的年会上发表了相关的论文。 • 从本世纪开始，美国在铸造高锰、铝钢方面，进行了大量的的研发工作，参与此项 研究工作的单位很多，如： • 位于Missouri州Rolla的密苏里科技大学； • 位于Michigan州Saginaw Valley的州立大学； • 位于Texas州San Marcos的得克萨斯州立大学； • 位于Maryland州Aberdeen的试验场的军事研究实验室。 • 参与此项研究工作的人员很多，有：S. N. Lekakh，D. C. Van Aken，M. MacGrath，S. A. Buckholz，V. C. Grath，V. L. Richards，L. N. Bartlett，R. A. Howell，R. B. Tuttle， T.Weerasooriya，K. D .Peaslee以及A. M. Schulte等。 • 美国军工部门曾用用高锰、铝钢制造Bradley战车的履带板铸件，替代原先使用的 SAE8620高强度低合金钢锻件，每辆战车可减重363kg。此外，也曾用于制造装甲件 。
• 但是，迄今为止，各工业国家都还未就铸造高锰、铝钢制订相关的标准，可 见，其化学成分、力学性能指标及各种工艺参数仍有待进一步优化。
二、高锰、铝钢的热处理方式和性能要点
• 高锰、铝钢的的铸态组织以奥氏体为主，还有10～20％左右的δ-铁素体。由 于锰含量高，铸态组织中，不会像常规Hadfield高锰钢那样，出现大量的碳化 物，但是，这种钢铸态下的力学性能仍然不好，铸件都应按性能要求予以热 处理。适用的热处理工艺有‘固溶处理’和‘固溶＋时效处理’。 • 1、固溶处理和性能要点 • 高锰、铝钢的‘固溶处理’也有人称之为‘均匀化处理’，固溶温度与常规 Hadfield高锰钢相同，约在1000～1050℃之间。 • 在固溶温度下保持的时间，按铸件的壁厚确定：最大厚度30㎜以下者2h；厚 于30㎜者，壁厚每增加25㎜，增加1h。保温终了后水淬。 • 经固溶处理后，基本上为奥氏体组织，也可能残留有10～20％的δ-铁素体。 残留铁素体的量取决于钢的化学成分和固溶处理的温度。在900～1050℃之间 ，残留铁素体含量随固溶温度的提度不高，约为220 BHN，但是，固溶碳量较 高的奥氏体，在应力作用下发生应变时，有加工硬化作用，因而抗拉强度 很高，可达800MPa，同时，伸长率可达75％。钢的冲击韧性也很好：磷含 量在常规范围内（0.05％左右），V-形切口试样的冲击吸收功可达40J；如 做到磷含量＜0.01％，则可高达220J。 • 固溶状态的高锰、铝钢，仍然具有传统高锰钢的特性，在高应变率条件下 ，有加工硬化作用，铸件也具有耐冲击、耐凿削性磨损的性能。但是，随 着钢中铝含量的增加，钢在常温下的加工硬化的能力减弱，在铝含量高的 条件下，耐凿削性磨损的性能不及常规的高锰钢。 • 实际上，高锰、铝钢铸件基本上不在固溶处理状态下应用。 • 2、时效硬化和性能要点