铸造成型原理名词解释
材料成型原理
材料成型原理
材料成型原理是指通过加工工艺将原始材料经过一定的变形、组合或者结合等方式,使其达到预期的形状、结构和性能的过程。
该原理涉及多种加工方式,如挤压、铸造、锻造、注塑等,每种方式都有自己独特的原理和应用领域。
挤压是一种常用的材料成型方式,通过将加热至熔融状态的材料通过模具的压力,使其在一定形状的模具孔中流动,并成型为所需的形状。
这种方式适用于制造管材、线材等长条状零件。
挤压的成型原理是利用材料在受到压力作用时的流动性,使其顺应模具的形状,并形成所需的截面形状。
铸造是一种将液态材料倒入铸型中形成所需形状的成型方式。
该方式适用于制造各种形状的零件。
铸造的成型原理是利用熔融态的材料具有流动性,通过将熔融金属或合金倒入模具中并冷却凝固,得到所需的形状。
锻造是一种通过加热金属材料至一定温度后施加压力使其塑性变形、改变原始形状、提高性能的成型方式。
该方式适用于制造各种形状的零件。
锻造的成型原理是通过应用压力改变材料的组织结构,使其粒子得到重新排列并获得更好的力学性能。
注塑是一种将熔融材料注入模具中形成所需形状的成型方式。
该方式适用于制造复杂形状的零件。
注塑的成型原理是将熔融态的材料注射进模具中,并通过冷却凝固,得到所需的形状。
以上是几种常见的材料成型方式及其成型原理,每种方式都有
其独特的应用领域和适用对象。
工程师们可以根据具体需求选择不同的成型方式,以实现材料的预期形状、结构和性能。
铸造加工的原理与机制
铸造加工的原理与机制铸造加工是一种将液态或半固态金属通过浇注到模具中,冷却并成型的工艺。
它通常用于生产复杂的金属零部件,包括机械零部件、汽车配件、管道和铸造件等。
本文将介绍铸造加工的原理与机制,包括凝固过程、热力学和金相学原理。
一、凝固过程铸造加工的凝固过程非常重要,因为它决定了成品的品质和机械性能。
一般来说,凝固分为两个阶段:初凝和终凝。
初凝是液态合金在模具中形成实体结构的过程。
在这个阶段,液态合金内部的相变开始发生,化学成分和结晶组织发生变化。
终凝是铸件成品的形成期,包括金属液态状态的消失和完全凝固的过程。
凝固过程基于热力学和流体力学原理,它们主要包括传热、传质、流动和化学反应等方面。
其中,热量的吸收和释放是非常重要的。
当金属液体开始冷却并且凝固时,放热会使金属液体内部有一定的温度梯度。
这会导致固化结构从外到内逐渐形成。
二、热力学原理热力学原理是铸造加工的另一个重要方面。
热力学原理可以帮助铸造工程师理解和控制金属合金的化学成分和结晶组织。
这对于生产高品质和高性能金属零部件至关重要。
在铸造加工中,液态金属的化学成分是非常重要的。
因为金属的化学成分对于成品质量和机械性能都有很大的影响。
化学成分的变化可能会产生异常晶粒组织、内部断裂、缩孔和粘砂等问题,影响成品的使用寿命和可靠性。
除了化学成分,热力学原理还涉及成分分布和组织控制。
这包括提高晶化速度、改善晶核密度和提高成品的完整性。
其中一种常见的热处理方法是固溶和时效热处理,这可以减少金属的亚晶区和裂纹,并增强成品的机械性能。
三、金相学原理金相学原理是铸造加工中的另一个关键方面。
金相学原理可以帮助铸造工程师理解和控制铸造件的组织和性能。
这对于调整成品的性能、提高使用寿命和可靠性非常重要。
金属的组织结构直接影响它的物理和机械性能。
在铸造加工中,铸造件的晶粒结构和相态分布是关键问题。
金相学原理可以帮助人们理解这些问题,并提供优化方案。
例如,半固态铸造可以优化金属的晶化过程,使成品的晶粒组织更加均匀,从而提高其性能。
铸造成型
热节 冷铁
冒口和冷铁
4. 缩孔和缩松 ➢ 缩孔和缩松的防止
(2)合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺。
浇注位置的选择应服从定向凝固原则; 内浇道应开设在铸件的厚壁处或靠近冒口; 合理选择浇注温度和浇注速度,在不增加其
它缺陷的前提下,尽量降低浇注温度和浇注 速度。
定向凝固的缺点:
一是冒口浪费金属; 二是铸件内应力大,易于变形和开裂。
四、浇注系统
直接和型腔 相连的部分, 截面扁梯形
金属液体流入铸型型腔的通道。
漏斗 形 锥形
分配流向, 梯形截面
五、铸造工艺图的绘制
绘图要领
分型面的选择 浇注位置画法(上和下) 工艺参数定性给出即可
铸造工艺图中应标明的内容:
(1)铸件的浇注位置、分型面; (2)型芯的数量、形状、尺寸及固定方法 (3)机械加工余量、起模斜度和收缩率 (4)浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置等。
程
二、金属型铸造
金属型铸造特点(与砂型铸造相比)
铸型冷却速度快,铸件组织细密,力学性能好; 铸件质量稳定,加工余量小; 金属型可多次使用,提高生产率。 金属型不透气、无退让性、铸件冷却速度快,易
产生气孔、应力、裂纹、浇不到、冷隔等铸造缺陷。
应用
主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产。
应用:适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。
7.2 砂型铸造工艺设计
设计要点
铸造工艺图的绘制
分型面的选择 工艺参数的确定
浇注位置的确定
概述:
质量要求很高的铸件,应 首先满足浇注位置的要求,
与浇口位置 的区别?
浇注时,铸 件在铸型中 所处的空间
位置。
一般铸件,以简化工艺、 降低成本为主,优先 考虑分型面 。
铸造成形
• “砂型铸造” 时先将下半型放在平板上, 放砂箱、填型砂、紧实刮平,下型造完, 将造好的砂型翻转180度,放上半型,撒 分型剂,放上砂箱,填型砂并紧实、刮 平,将上砂箱翻转180度,分别取出上、 下半型,再将上型翻转180度和下型合好, 砂型造完,等待浇注。这套工艺俗称-“翻砂”。
清 铜螃蟹形
“铸造”俗称“翻砂”的 由来
四、熔模铸造(investment casting)
中国古代三大铸造技术
• 泥范铸造
• 失蜡铸造 • 金属型铸造
古青铜器主要制作法
青铜器的铸造,主要采用泥范铸造和失蜡铸造。 中国的青铜器铸造以泥范为主,并在近代兴起砂型 铸造之前的三千多年时间内,泥范分范合铸一直是 最主要的铸造成形方法,春秋中期以前几乎是唯一 的方法。这和美索不达米亚、埃及等地以失蜡铸造 为主的情况截然不问,是中国独有的技术道路。
接造出曲面分型面,代替挖砂造型,操作较简单。
应用:用于小批或成批生产,分型面不平的铸件。
刮板造型 特点:刮板形状和铸件截面相适应,代替实体模样,
可省去制摸的工序。
应用:单件小批生产,大、中型轮类、管类造型
特点:采用上、下、中三个砂箱,有两个分型面,铸件
的中间截面小,用两个砂箱时取不出模样,必须分模,操 作复杂。 应用:单件小批生产,适合于中间截面小,两端截面大 的铸件。 分型面 上砂箱 中砂箱 下砂箱 分型面
铸件名义尺寸的百分比。
5)铸造圆角 (curving of casting ) 定义:指设计铸件时,在璧间的连接和拐角处,应设
计处圆弧过渡,此圆弧称为铸造圆角。
作用:可避免热节形成;改善应力分布;避免砂型损
坏和产生砂眼。
凝固特性 热节、充型
确定浇铸位置和分型面
铸造成型原理及应用
(5)离心铸造
• 离心铸造是指将熔融金属浇入旋转的铸型中,使液体金属 在离心力作用下充填铸型并凝固成型的一种铸造方法。
离心铸造的类型 • 离心铸造的铸型可以是金属型,也可以是砂型。为使铸型 旋转,离心铸造必须在离心铸造机上进行。根据铸型旋转 轴空间位置的不同,离心铸造机通常可分为立式和卧式两 大类。
压铸机和压铸工艺过程 • 压铸机是完成压铸过程的主要设备,根据压室工作条件的 不同可分为热压室压铸机和冷压室压铸机两类。目前在生 产中广泛应用的是冷压室压铸机。 • 压铸所用的铸型称为压型。压型与垂直分型的金属型相似, 由定型和动型两部分组成,定型固定在压铸机的定模板上, 动型固定在压铸机的动模板上,并可作水平移动。推杆和 芯棒有压铸机上的相应机构控制,制造成本高,周期长,不适合单件、小批生产。 • 不适宜铸造形状复杂(尤其是内腔复杂〉、薄壁(防止浇不 到)和大型铸件。 • 用于铸钢等高熔点合金时,金属型寿命低,同时,还易使 铸铁件产生硬、脆的白口组织。 应用:目前金属型铸造主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件 的大批生产。如内燃机活塞、缸盖、油泵壳体、轴瓦、衬 套、盘盖等中小型铸件。
(3)压力铸造
• 压力铸造(简称压铸)是将液态或半液态金属在高压作用下 快速压入金属铸型中,并在压力下结晶,以获得铸件的成 形方法。压铸所用的压力一般为30~70MPa(300~700大气 压),充填速度可达5~100m/s,充填时间约为O.05~0.2s。 所以,高压、高速充填铸型,是压力铸造区别于其它铸造 方法的重要特征。
铸件的内腔设计 • 铸件的内腔由型芯形成,设计时要考虑方便型芯的制造以 及型芯的定位、安放和排气等。尽可能不用或少用型芯。 • 方便型芯的安放、排气和清理。
金属型铸造的特点及应用范围
成型原理铸造部分
1.铸造概念铸造是一种液态金属成形的方法,即将金属加热到液态,使其具有流动性,然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中,液态金属在重力场或外力场(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。
2.液态金属的流动性及其影响因素?流动性:液态金属本身的流动能力。
影响因素:成分、温度、杂质含量及物理性质。
与外界因素无关。
3.液态金属的充型能力、影响因素及改善措施? 概念:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
影响因素 内因: 自身流动性 外因:铸型的性质、浇铸条件、铸件结构 改善措施:1)正确选择合金成分:尽量选共晶或结晶温度范围小的合金; 2)合理的熔炼工艺—减粘、减表面张力 原材料:去杂质 熔炼:少接触有害气体 熔化后:脱氧、精炼 4.溶质再分配概念:合金析出的固相中溶质含量不同于其周围液相内溶质含量的现象,叫溶质再分配。
溶质再分配系数k :凝固过程中固液界面固相侧溶质质量分数ms 与液相中溶质质量分数mL 之比,即: k=ms/mL5.均质形核及异质形核的概念及产生条件? 均质形核 :依靠液态金属内部自身的结构自发地形核。
产生条件:(1)过冷液体中存在相起伏,以提供固相晶核的晶胚。
(2)晶胚需要体积达到一定尺寸才能稳定存在。
(3)过冷液体中存在能量起伏和温度起伏,以提供临界形核功。
(4)为维持生核功,需要一定的过冷度。
异质形核:依靠外来夹杂或型壁所提供的异质界面进行形核的过程。
产生条件: (1)为维持生核功,需要一定的过冷度。
(2)外来物质表面结构 (3)外来物质表面形貌 (4)液态合金的过热及持续时间的影响6.共格对应关系及判断依据? 固体质点的某一晶面和晶核的原子排列规律相似,原子间距离相近或在一定范围内成比例,就可能实现界面共格对应,该固体质点就可能成为形核的衬底。
这种对应关系叫共格对应关系。
δ≤5%为完全共格,形核能力强;5%<δ≤25%为部分共格,有一定形核能力; δ>25%为不共格,无形核能力。
铸造成型原理及应用
铸造成型原理及应用铸造成型是一种传统的金属加工工艺,通过在金属熔化状态下,将液态金属倒入成型中,待其冷却凝固后得到所需的零部件或产品。
铸造成型技术具有较高的生产效率和成本效益,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
铸造成型的基本原理是利用金属的液态流动性和可凝固性,在一定的成型器具中达到预期形状和尺寸。
主要分为几个步骤:1. 原材料准备:首先需要准备所需的原材料,通常是金属合金。
根据产品的要求和用途,选择合适的金属材料,进行熔炼和精炼,以获得符合要求的合金液态金属。
2. 成型器具准备:根据要生产的部件或产品的形状和尺寸,准备相应的成型器具或模具。
成型器具通常由砂型、金属模具、膨胀模具等多种材料和形式构成,用于容纳和形成熔融金属。
3. 浇注和充填:将准备好的熔融金属倒入成型器具中,使其充分填满成型腔体。
在此过程中需要控制浇注温度、压力和速度,以确保金属充填成型器具,并且避免产生气孔和夹杂。
4. 冷却和凝固:随着金属在成型器具中冷却凝固,其形成所需零件或产品的形状。
冷却速度和凝固过程的控制是铸造成型技术中重要的环节,直接关系到产品的质量和性能。
5. 脱模和整形:待金属完全凝固后,进行成型器具的取出和产品的整形处理。
根据产品的要求和用途,采取相应的去毛刺、修整、清理等加工工艺,以得到成型完美的最终产品。
铸造成型技术除了在金属制品生产中得到广泛应用外,还在其他行业中有一定的应用。
最常见的金属铸造类别包括压铸、球墨铸铁、砂型铸造、投资铸造等。
此外,铸造成型也逐渐应用于塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的生产工艺中。
在汽车制造领域,铸造成型被广泛应用于发动机、底盘、传动系统等重要零部件的生产中。
例如,发动机缸体、曲轴箱、传动箱壳体等大型铸件均采用铸造成型技术制造。
通过钢模铸造和失重铸造等高级铸造工艺,不仅可以生产出质量和稳定性更高的产品,而且生产周期更短,生产成本也更低。
在航空航天领域,铸造成型技术也具有重要的应用价值。
铸造成形成形原理、工艺特点
铸造成形成形原理、工艺特点
铸造成形是指将熔融金属或合金注入铸型中,通过冷却凝固形成所需的产品形状的制造过程。
铸造成形是一种非常重要的金属加工工艺,具有成本低、生产周期短、生产效率高等优点。
本文将介绍铸造成形的成形原理、工艺特点等相关内容。
1. 成形原理
铸造成形的成形原理是将熔融金属或合金注入铸型中,通过冷却凝固形成所需的产品形状。
铸造成形的成形过程主要分为注型、凝固、冷却、脱模等四个步骤。
在注型过程中,将熔融金属或合金注入铸型中,填满整个铸型腔,形成所需的产品形状。
凝固过程中,熔融金属或合金开始凝固,形成固态金属或合金。
冷却过程中,将固态金属或合金从铸型中取出后,通过自然冷却或强制冷却,让产品内部温度均匀降至室温。
最后,脱模过程中,将产品从铸型中取出,完成铸造成形的全过程。
2. 工艺特点
1) 生产周期短:铸造成形的生产周期短,可快速生产出大批量的产品。
2) 成本低:铸造成形的设备和原材料成本相对较低,可大幅降低产品生产成本。
3) 适用性广:铸造成形可用于生产各种形状的金属或合金制品,适用性非常广泛。
4) 生产效率高:铸造成形可进行自动化生产,提高生产效率和
生产能力,同时可大幅降低人力成本。
5) 重型、大型产品生产优势:铸造成形可生产大型、重型产品,如机床床身、发动机缸盖等。
总之,铸造成形是一种非常重要的金属加工工艺,具有成本低、生产周期短、生产效率高等优点,适用性广泛,可生产出各种形状的金属或合金制品。
铸造的形成原理
铸造的形成原理铸造是一种常见的金属加工技术,它是指将液态金属或其它熔融物质倒入模具中,并在冷却凝固之后取出成型的过程。
铸造技术已经存在了数千年,被广泛应用于汽车、航空、造船、家具、建筑等领域。
铸造的形成原理有几个方面。
第一,熔融金属的物理与化学变化。
铸造过程的核心是将熔融金属倒入模具中,这会导致金属发生物理和化学变化,以实现所需形状与性质。
在熔融状态下,金属分子之间的相互作用变得更加松散,使它们可以更自由地交流和扩散。
因此,铸造造型可以固化形态和形状,而且金属能够在冷却的过程中重新结晶,使其变得更加有序和均匀。
第二,模具的制备。
模具是铸造过程中非常重要的组成部分,因为它直接决定了最终产品的形状和大小。
模具可以制成纸张、木材、塑料、金属等各种材料,使铸造过程既具备精确度,也使制造成本降低,生产效率提高。
通过模具的制备,可以更好地控制金属的形状和分布,从而获得更均匀的铸造件。
第三,熔融金属的温度和流动性。
在铸造过程中,必须将金属加热至足够高的温度,以使其成为液态状态,并充分流动到模具的每个角落。
温度对铸件的质量和形状非常关键,因为具有足够高的温度可以使金属更容易地流动和填充模具中的空间,从而得以形成理想的形状。
但是,温度不能过高,因为这使得金属不稳定、难以操作、容易氧化和失去质量。
因此,在操纵铸造过程时,需要保持温度测量,以确保液态金属的流动性和传输行为都正确地完成。
第四,熔融金属的水平和方向。
流动性对熔融金属的倾斜和冷却控制非常重要,因为它们直接影响金属的温度和流向。
在将熔融金属倒入模具之前,需要确保金属冷却系统和加热器具沿着需要的轴线运行,以确保液态金属能够在模具中自由地流动。
当液态金属填满整个空间时,需要立即向模具中的液态金属施加良好的压力,以便将任何气体和杂质从铸件中隔离出来。
最后,需要将模具冷却,让铸件的形状和尺寸变得十分结实并稳定。
总之,铸造是实现液态金属形态控制的主要加工方法之一,它涉及到多个物理原理和化学原理。
材料成型原理名词解释
材料成型原理名词解释第一章1.金属的表面活性物质:使液态金属表面张力降低的溶质元素,称为该金属的表面活性物质。
2.金属的非表面活性物质:使液态金属表面张力增加的溶质元素,称为该金属的非表面活性物质。
3.充型能力:液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,即液态金属充满铸型的能力,简称充型能力。
4.流动性:液态金属本身的流动能力,称为“流动性”。
5.结构起伏:由于能量起伏,液体中大量不停“游动”着的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏而存在“结构起伏”6.能量起伏:原子集团间的空穴或裂纹内分布着排列无规则的游离原子。
这样的结构不是静止的,而是处于瞬息万变的状态,即原子集团、空穴或裂纹的大小、形态和分布及热运动的状态都处于每时每刻都在变化的状态--液态中也存在着很大的能量起伏。
7.浓度起伏:由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别,相互结合力较强的原子容易聚集在一起,而把别的原子排挤到别处,表现为游动原子团簇之间存在着成分差异;而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化。
这一现象称为“浓度起伏”。
8.相起伏:存在成分和结构不同的游动原子集团,在一些化学亲和力较强的元素的原子之间还可能形成不稳定的 (临时的)或稳定的化合物----相起伏。
9.折算厚度:折算厚度也叫当量厚度或模数,为铸件体积与表面积之比。
第二章1.逐层凝固方式:在恒温下结晶的纯金属、共晶成分的合金,断面上液体和固体由一条界线截然分开,没有“L+S”两相区,随温度下降,固体层不断加厚,逐步达到中心。
这种情况为“逐层凝固方式”。
2.体积凝固方式:若铸件断面温度场较平坦,温度梯度很小,或结晶温度区间很宽,铸件凝固的某一段时间内,某凝固区域在某时刻贯穿整个铸件断面时,则在凝固区域里既有已结晶的晶体,也有未凝固的液体,这种情况为“体积凝固方式”。
3.中间凝固方式:如果合金的结晶温度范围较窄,或者铸件断面的温度梯度较大,铸件断面上的凝固区域宽度介于两者之间时,则属于“中间凝固方式”。
材料成型技术基础--名词解释
名词解释一、二章(绪论+铸造成型):1缩孔、缩松:液态金属在凝固的过程中,由于液态收缩和凝固收缩,因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞,这种孔洞称为缩孔,细小而分散的孔洞称为缩松。
2顺序凝固:指采用各种措施保证铸件结构各部分,从远离冒口部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度,实现由远离冒口的部分最先凝固再向冒口方向顺序凝固的凝固方式。
3同时凝固:由顺序凝固的定义可得。
4偏析:铸件凝固后截面上不同部位晶粒内部化学成分不均匀的现象称为偏析。
5:宏观偏析:其成分不均匀现象表现在较大尺寸范围,也称为区域偏析。
6微观偏析:指微小范围内的化学成分不均匀现象。
7流动性:液态金属自身的流动能力称为“流动性”。
8充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力叫充型能力。
9正偏析:当溶质的分配系数K>1的合金进行凝固时,越是后来结晶的固相,溶质的浓度越低,这种成分偏析称之为正偏析。
10逆偏析:当溶质的分配系数K<1的合金进行凝固时,越是后来结晶的固相,溶质的浓度越高,这种成分偏析称之为逆偏析。
11:自由收缩:铸件在铸型中收缩仅受到金属表面与铸型表面的摩擦阻力时,为自由收缩。
12:受阻收缩:如果铸件在铸型中的收缩除了受到金属表面与铸型表面的摩擦阻力,还受到其他阻碍,则为受阻收缩。
13:析出性气孔:溶解于熔融金属中的气体在冷却和凝固的过程中,由于溶解度的下降而从合金中析出,当铸件表面已凝固,气泡来不及排除而保留在铸件中形成的气孔。
14:反应性气孔:浇入铸型的熔融金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应所产生的气体在、铸件中形成的孔洞,称为反应气孔。
15:侵入性气孔:浇注过程中熔融金属和铸型之间的热作用,使型砂和型芯中的挥发物挥发生成,以及型腔中原有的空气,在界面上超过临界值时,气体就会侵入金属液而不上浮逸出而形成的气孔。
三章(固态材料塑性成型)1金属塑性变形:是指在外力作用下,使金属材料产生预期的变形,以获得所需形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。
铸造的名词解释
铸造的名词解释铸造(zhuzao)指将熔化的金属液浇入铸型内凝固成形,是金属成型方法之一。
造型(zao xing)利用各种原材料造出具有一定形状和尺寸的物体。
包括泥塑、翻砂、压制、注射等造型方法。
工艺方法(也称“生产方法”或“工艺流程”): 1、制型——用泥巴、纸、布等可塑性材料做成要求的形象或各种造型; 2、合型——将可塑性材料成型的模子进行拼接,并使泥坯的四周紧密配合,在模子中形成铸件的空腔;3、焙烧——把合型后的泥坯放在焙烧炉中焙烧成为陶瓷或金属铸件的过程。
4、机械加工——对经过焙烧后的铸型和铸件进行各种机械加工的过程。
铸件(jian hun)将金属液浇入铸型并冷却凝固而得到的具有一定形状和尺寸的毛坯或零件。
其分为金属铸件和非金属铸件两大类。
铸造件的材料应当符合该铸件所需要的力学性能和化学性能的要求。
制模(zhimo)为了保证制品的精度和质量,采用不同的成型方法,将工件毛坯按图样的要求制成所需的形状。
制模工序又称“造型”。
从设计到制模可以有多种工艺方法。
如手工造型、机器造型、电磁造型、光学造型、化学造型等。
压制(yazhi)利用外力将泥土等可塑性材料压制成型的过程。
其目的是使泥料便于成型。
模具工艺主要用于橡胶模压制、砖坯模压制等。
在压制时常使用的模具有:硬木材料的可塑性模具、橡胶模、石膏模和可塑性的塑料模等。
压制通常分为热压和冷压两大类。
压制时通常是预先制成各种模具,然后再使用模具进行压制,称为模型压制。
模具在压制过程中起着重要作用,它必须保证制品的尺寸和形状的精度以及表面的平整度。
注射(zhushe)又称注射成型。
是用液态的原材料(如塑料)向型腔内直接充满或排除空气而得到制品的方法。
注射制品的特点是尺寸精确、生产率高、表面光洁、清晰度好、力学性能优良等。
注射工艺常用于制造人体、电器元件、仪表、仪器壳体及内部构件、植物组织块、汽车和飞机的零件、管道零件等。
注射成型的优点是工艺简单,操作方便,生产效率高,因此,在机械制造中获得广泛应用。
铸造的具体方法特点及工作原理
铸造的基本原理及工作原理1. 铸造的基本原理铸造是一种将熔化金属或其它物质注入到模具中,使其冷却凝固并形成所需形状的加工方法。
铸造是最古老、最基本的成形工艺之一,被广泛应用于各个领域,如汽车制造、航空航天、家电等。
铸造的基本原理包括:(1) 熔化:将所需金属或物质加热至熔化状态。
铸造过程首先需要将所需金属或物质加热至熔化状态。
熔化的温度取决于金属或物质的熔化点,不同的金属具有不同的熔点。
常用的熔化方式包括电弧熔炼、电阻炉熔炼、感应熔炼等。
(2) 浇注:将熔化的金属或物质注入到模具中。
在金属或物质熔化后,需要将其迅速倒入到模具中,这个过程称为浇注。
浇注时要控制好浇注速度和压力,使金属或物质能够充分填满模具的空腔,并避免产生气泡和夹杂物。
(3) 凝固:熔融金属或物质在模具中逐渐冷却凝固成形。
倒入模具中的熔融金属或物质在模具内逐渐冷却,过程中发生凝固。
凝固是指熔融金属或物质经过冷却后变为固态,形成所需的形状。
凝固过程中金属或物质逐渐减少体积,密度增加,同时也会释放出相应的凝固热量。
(4) 脱模:将凝固的铸件从模具中取出。
当凝固过程结束后,铸件就可以从模具中取出,这个过程称为脱模。
脱模需要小心操作,以免损坏铸件表面或使其变形。
(5) 修整:对铸件进行去除烧结皮、修理、清除毛刺、抛光等处理。
铸件从模具中取出后,可能会存在一些瑕疵,如烧结皮、毛刺等。
修整是对铸件进行处理,以达到预期的外观和尺寸要求。
2. 铸造的具体方法特点及工作原理铸造方法根据造型材料的不同可分为砂型铸造、金属型铸造、石膏型铸造、压力铸造和连续铸造等。
下面详细介绍几种常见的铸造方法及其特点和工作原理。
(1) 砂型铸造砂型铸造是最常用的一种铸造方法,适用于铸造各种形状的零件。
•工作原理:首先根据需要的零件形状制作模具,模具通常采用砂型制作。
然后将熔融金属倒入到模具中,金属在模具中冷却凝固形成铸件。
最后将铸件从模具中取出,并进行修整。
•特点:–灵活性高,适用于各种形状的零件。
铸造的原理
铸造的原理铸造是一种通过将熔化的金属或合金倒入模具中,然后让其冷却凝固,最终得到所需形状的金属制品的加工方法。
铸造是金属加工工艺中最古老且最常见的一种方式,广泛应用于汽车、航空航天、船舶、建筑等领域。
铸造的原理基于物质的凝固过程。
当金属或合金被加热到其熔点以上时,其原子或分子开始具有足够的热运动能量,以克服相互间的吸引力。
当温度开始下降时,金属原子或分子的活动能量逐渐减小,使得它们更容易相互靠近。
在适当的条件下,金属原子或分子逐渐排列并结合在一起,形成一个具有固态特性的结晶体。
在铸造过程中,首先需要准备一个模具,它可以是金属、陶瓷或砂型。
模具的形状决定了最终产品的形状。
然后,选定的金属或合金被加热到其熔点,使其变为液态。
一旦熔化,金属被倒入模具中,并允许其冷却。
当金属冷却到足够低的温度时,它会逐渐凝固,并在模具中形成所需的形状。
铸造过程中的一些关键因素包括金属的熔点、凝固温度范围以及冷却速度。
不同的金属和合金具有不同的熔点和凝固温度范围。
冷却速度对凝固物的晶体结构和性能也有重要影响。
快速冷却会导致细小的晶体结构,增强材料的强度和硬度,但可能降低韧性。
相反,缓慢冷却会产生较大的晶体,提高材料的韧性,但降低强度和硬度。
铸造过程还可以通过添加合金元素来改变材料的性质。
例如,将铝合金中添加一定比例的硅元素,可以使其具有更好的耐热性和耐腐蚀性。
合金的添加可以提高材料的特定性能,使其更适合特定的应用需求。
总之,铸造是一种通过将熔化的金属或合金倒入模具中,然后冷却凝固来制造金属制品的加工方法。
它的原理基于物质的凝固过程,涉及温度控制、模具设计和合金添加等因素。
铸造技术在工业生产中发挥着重要的作用,为各行各业提供了各种形状和性质的金属制品。
铸件成型原理
一、名词解释自发形核:由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程,因此,也称均质生核。
非自发形核:在外来质点的表面上生核的过程,也称为异质生核。
气孔:金属中的气体含量超过其溶解度,或浸入的气体不被溶解,则以分子状态存在于金属液中,若凝固前来不及排除,铸件将产生气孔。
非金属夹杂物:金属在熔炼与铸造过程中,与非金属元素及外界物质接触发生相互作用而产生的各种化合物。
离异共晶:共晶成分的剩余液体也可能不采取共生生长的方式结晶,而是两相各自独立生长,所得的组织中没有共晶的特征。
这种两相不是以共同的界面生长的方式称为离异生长,所得的组织称为离异共晶。
带状偏析:当固液界面由于过冷低减,固液界面向前推进受到溶质偏析的阻碍时,由于界面前方的冷却,从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大,从前方横切溶质浓化带,形成带状偏析。
逆偏析:铸锭和铸件凝固后,铸锭的表面或底部含溶质元素较多,而中心部分或上部分含溶质较少。
残余应力:当产生铸造应力的原因被消除以后,应力仍然存在,这种应力称为残余应力。
缩孔:铸件在凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞,称为缩孔。
缩松:细小而分散的孔洞称为分散性缩孔,简称缩松。
铸造应力:铸件在凝固以后在冷却过程中,将继续收缩。
有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀,这些都使铸件的体积和长度发生变化。
此时,如果这种变化受到阻碍,就会在铸件内产生应力,称为铸造应力。
粘度:液体在层流运动的情况下,各液层见有摩擦阻力,称为液体的内摩擦,妨碍液体的流动。
这种内摩擦阻力是液态金属的物理特性之一,称为粘度。
表面张力:表面张力系数,其意义是在液膜的单位长度上所受的绷紧力。
单相合金:在凝固过程中只析出一个固相的合金。
多相合金:在凝固过程中同时析出两个以上相的合金领先相:两个共晶相的析出次序和生长速度是不相同的,就是说,在两个相的生核和生长中必有一个相为先导。
由于次相的析出,引起溶质的富集而导致另一相的析出和生长,此相成为领先相。
铸造成型原理名词解释
1、液态金属成型技术是将融融的金属或合金在重力场或其他外力场的作用下注入铸型型腔中,待其凝固后获得与型腔形状相似逐渐的一种方法,这种成型方法叫做铸造。
2、液态成型(铸造)是将融化成型的液态金属浇入住铸型后一次制成所需形状和性能的零件3、金属塑性成形又称塑性加工,是利用金属的塑形,通过外力获得所需形状,尺寸与内部性能制品的一种加工方法。
4、表面张力:是表面上存在的一个平行于表面且各个方向大小相等的力。
5、表面自由能;是产生新的单位面积表面时自由能的增量。
6、液态金属充填铸型的能力:液态金属充满铸型型腔,获得完整、轮廓清晰的铸件的能力。
7、流动性;液态金属本身的流动性。
与金属的成分、温度、杂质含量、铸件结构有关。
8、强迫对流:在凝固过程中可以外在激励使液相产生的流动9、液态金属结晶:液态金属转变成晶体的过程称为液态金属结晶或金属一次结晶。
10、相变驱动力:只有当T<T0,Gl>Gs时,结晶才可能自发进行,此时液固两自由能只差称为相变驱动力。
11、过冷度:t=t-t0称之为过冷度12:、热力学能障:由界面原子所产生,能直接影响体系自由能的大小。
13、动力学能障:由原子穿越界面的过程中所引起的,其大小与相变驱动力无关,而决定于界面的结构和性质,前者对形核有影响,后者则在晶体生长过程中起关键作用。
14、均质形核:是在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。
也成自发形核。
15、非均质形核:指在不均匀的熔体中依靠外来杂质或型壁界面的衬底进行形核的过程,也称非自发形核,异质形核G非=G均f(o),当0<O<180时,0<f(o)<1,0=180,f(o)=1时,G非=G均。
16、晶体生长驱动力:固液界面处,固液两项体积自由能之差。
晶体生长主要受界面生长动力学过程,传热过程,传质过程三方面的影响17、原子角度看微观姑爷界面的结构可分为两大类粗糙界面(非小面界面)、平整界面(小面界面)18、溶质在分配:从形核开始到结晶结束,整个过程中,固液两项内部进行着溶质元素的重新分布的过程。
铸造成型的原理是什么
铸造成型的原理是什么铸造成型是一种通过熔化金属或其他材料,然后在特定的模具中进行冷却固化,最终得到所需形状的工艺方法。
其原理是将熔化的金属或其他材料通过重力或压力注入到预先制作好的模具中,待金属冷却后取出,即可得到所需的成品。
铸造成型的基本原理可以归纳为以下几个方面:1. 熔化和充型:首先需要将金属或其他材料加热至其熔点以上,使其成为可流动的液态。
常见的金属熔化方法包括电炉熔炼和火炉熔炼等。
加热完成后,将熔化的金属通过重力或压力,从炉中倒入预先制作好的模具中,充实整个模具腔体。
2. 冷却和凝固:注入模具的熔化金属在模具内部表面受到冷却,随之产生的热量会通过模具材料散发出去。
冷却过程中,金属逐渐由液态转变为固态。
冷却时间的长短决定了金属晶粒的尺寸和形态,也直接影响到成品的性能。
3. 脱模和清理:当金属完全冷却并凝固后,即可将模具打开,取出成型件。
通常情况下,成型件和模具之间会用一层兼具润滑和防粘性质的物质(如润滑剂、涂料等)进行涂覆,以便在脱模时减少粘结力。
铸造成型的原理基于物质的凝固特性和模具的制作。
常见的铸造成型方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、真空铸造等。
砂型铸造是最早也是最常用的铸造方法之一。
其原理是,通过将湿砂填充到模具中,然后将其紧实,并在砂中形成所需的空腔。
之后,将熔化金属注入到砂型中,金属冷却后形成所需的成品。
金属型铸造是一种采用金属模具进行铸造的方法。
金属型具有良好的导热性和较高的机械强度,可以用于制造复杂形状的铸件,并能够较好地保持成品尺寸的稳定性。
压力铸造是通过高压力将熔化金属注入模具中进行铸造。
其特点是生产效率高、产品质量好、损耗低。
常见的压力铸造方法包括压铸、热压铸、注射铸造等。
低压铸造是通过在模具上加压,将熔化金属从底部注入模具中进行铸造。
低压铸造具有较好的成型性能和产品质量,适用于生产复杂、薄壁或高精度的铸件。
真空铸造是在真空环境下进行铸造的方法。
真空状态下,可以减少气体对金属的污染和气孔的产生,提高铸件的质量。
铸造成型原理重点
表面张力:液态金属表面层的质点受到一个指向液体内部的力,物体倾向于减小其表面积,这相当于在液态金属表面有一个平行于表面且各向大小相等的张力,这个张力就是表面张力。
能量起伏:金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的,一些原子的能量超过原子的平均能量,有些原子的能量则远小于平均能量,这种能量的不均匀性称为“能量起伏”结构起伏:液态金属中的原子集团处于瞬息万变的状态,时而长大时而变小,时而产生时而消失,此起彼落,犹如在不停顿地游动。
这种结构的瞬息变化称为结构起伏。
浓度起伏:不同原子间结合力存在差别,在金属液原子团簇之间存在着成分差异。
这种成分的不均匀性称为浓度起伏。
大题1.充型能力与流动性的联系与区别:充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
即液态金属充填铸型的能力。
充型能力与金属液本身的流动能力及铸型性质等因素有关。
是设计浇注系统的重要依据之一。
流动性:液态金属本身流动的能力。
流动性与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
充型能力与流动性的关系:充型能力是外因(铸型性质、浇注条件、铸件结构)和内因(流动性)的共同结果。
外因一定时,流动性就是充型能力。
充型能力弱,则可能产生浇不足、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱,以及卷入性气孔、夹砂等缺陷。
3.影响液态金属充型能力因素和提高措施:影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的:影响金属与铸型之间热交换条件,而改变金属液的流动时间;影响金属液在铸型中的水力学条件,而改变金属液的流速。
1.研究铸件温度场的方法:数学解析法、数值模拟法和实测法等。
4.凝固方式及其影响因素一般将金属的凝固方式分为三种类型:逐层凝固方式、体积凝固方式(或称糊状凝固方式)和中间凝固方式。
在凝固过程中铸件断面上的凝固区域宽度为零,固体和液体由一条界线(凝固前沿)清楚地分开。
随着温度的下降,固体层不断加厚,逐步达到铸件中心。
这种情况为逐层凝固方式。
铸件凝固的某一段时间内,其凝固区域几乎贯穿整个铸件断面时,则在凝固区域里既有已结晶的晶体,也有未凝固的液体,这种情况为体积凝固方式或称糊状凝固方式。
成型名词解释
压铸:是压力铸造的简称,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模型腔,在压力下冷却凝固成铸件。
压射力:压铸机压射机构中推动压射活塞的力。
压射比压:压室内金属液在单位面积上所受到的压力。
压射速度:压铸机压射缸内的液压推动压射冲头前进的速度。
充填速度:液体金属在压力作用下,通过内浇道进入型腔的线速度。
锁模力:克服反压力,锁紧模具的分型面,防止金属液飞溅,保证铸件的尺寸精度。
浇注温度:从压室进入型腔时金属液的平均温度,一般用保温炉内的温度表示。
充填时间:液态金属从进入压铸模型腔开始到充满型腔为止所需的时间
持压时间:从液态金属充填型腔到内浇道完全凝固时,继续在压射冲头作用下的持续时间
开模时间:从压射终了到压铸模打开的时间
浇注系统:连接压室与模具型腔,引导金属液进入型腔的通道
分型面:压铸模的动模与定模的结合表面
中心浇道:顶部带有通孔的筒类或壳体类压铸件,内浇口开设在孔口处,中心设置分流锥的浇注系统。
抽芯力:压铸时,金属液充填型腔,冷凝收缩后,对型芯产生包紧力,抽芯机构运动时受到各种阻力即抽芯阻力,两者的合力即为抽芯力。
抽芯距:型芯从成型位置抽至不妨碍铸件脱模的位置时,型芯和滑块在抽芯方向上所移动的距离。
模架:将压铸模各部分按一定规律和位置加以组合和固定,组成完整的压铸模具,并使压铸模能够安装到压铸机上进行工作的构架。
镶拼间隙处的飞边方向与脱模方向一致,有利于压铸件脱模。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1、液态金属成型技术是将融融的金属或合金在重力场或其他外力场的作用下注入铸型型腔中,待其凝固
后获得与型腔形状相似逐渐的一种方法,这种成型方法叫做铸造。
2、液态成型(铸造)是将融化成型的液态金属浇入住铸型后一次制成所需形状和性能的零件
3、金属塑性成形又称塑性加工,是利用金属的塑形,通过外力获得所需形状,尺寸与内部性能制品的一
种加工方法。
4、表面张力:是表面上存在的一个平行于表面且各个方向大小相等的力。
5、表面自由能;是产生新的单位面积表面时自由能的增量。
6、液态金属充填铸型的能力:液态金属充满铸型型腔,获得完整、轮廓清晰的铸件的能力。
7、流动性;液态金属本身的流动性。
与金属的成分、温度、杂质含量、铸件结构有关。
8、强迫对流:在凝固过程中可以外在激励使液相产生的流动
9、液态金属结晶:液态金属转变成晶体的过程称为液态金属结晶或金属一次结晶。
10、相变驱动力:只有当T<T0,Gl>Gs时,结晶才可能自发进行,此时液固两自由能只差称为相变驱动力。
11、过冷度:t=t-t0称之为过冷度
12:、热力学能障:由界面原子所产生,能直接影响体系自由能的大小。
13、动力学能障:由原子穿越界面的过程中所引起的,其大小与相变驱动力无关,而决定于界面的结构和性质,前者对形核有影响,后者则在晶体生长过程中起关键作用。
14、均质形核:是在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。
也成自发形核。
15、非均质形核:指在不均匀的熔体中依靠外来杂质或型壁界面的衬底进行形核的过程,也称非自发形核,异质形核G非=G均f(o),当0<O<180时,0<f(o)<1,0=180,f(o)=1时,G非=G均。
16、晶体生长驱动力:固液界面处,固液两项体积自由能之差。
晶体生长主要受界面生长动力学过程,传热过程,传质过程三方面的影响
17、原子角度看微观姑爷界面的结构可分为两大类粗糙界面(非小面界面)、平整界面(小面界面)
18、溶质在分配:从形核开始到结晶结束,整个过程中,固液两项内部进行着溶质元素的重新分布的过程。
19平衡结晶:对于结晶过程中,固液相都能通过充分传质而使成分完全均匀并达到平衡相图所对应的温度的平衡成分。
20、铸件的结晶组织,仅宏观状态而言,指的是铸态晶粒的状态、大小、取向喝和分布等情况。
21、游离晶:铸件结晶过程中,由于各种因素的影响,除直接借助于独立生核以外,还会通过其他方式在熔体内形成大量处于游离状态的自由小晶体,即游离晶。
22、晶体的择优生长:各个枝晶主干方向不同,主干于热流方向相同的枝晶生长更为迅速,他们优先生长并抑制其他方向枝晶生长,这个互相竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。
23、通过强化非均质生核和促进晶粒游离以抑制凝固过程中柱状晶区的形成和发展,就能获得等轴晶区。
24、孕育处理;是向液态金属中,添加少量物质以达到细化晶粒,改善组织之目的的一种方法。
25、流变铸造:又称半固态铸造。
是在凝固初期利用搅拌使金属液称为半固态的浆料,并进行挤压成型。
26、定向凝固:又称定向结晶,是使金属或合金在熔体中定向生长晶体的一种工艺方法。
27、快速凝固:液态金属在凝固过程中,由液相到固相的相变过程进行的非常迅速,从而获得传统铸件的铸锭无法获得的成分、相结构和显微结构的过程。
28、偏析:合金在凝固过程中发生成分不均匀的现象。
29、偏析按照其范围大小分为:微观偏析和宏观偏析。
30、微观偏析:由称短程偏析,是指小范围内化学成分不均均匀现象。
30、宏观偏析:又称长程偏析或区域偏析,是指较大尺寸范围内的化学成分不均匀现象。
Cs>C。
正偏析否则为逆偏析。
Cs各部分的浓度C。
原始浓度。
按其表现形式分为:正常偏析,逆偏析,密度偏析等。
31、晶内偏析:晶内先结晶的部分溶质含量低,后结晶部分溶质含量高。
这种成分的不均匀性就称为晶内偏析。
32、枝晶偏析:合金以枝晶形式生长,先结晶的枝干与后续生长的分支也同样存在着成分差异,称为枝晶
偏析。
33、胞状偏析:当成分过冷较小时,晶体呈胞状方式生长。
胞状结构由一系列平行的棒状晶体所组成,沿凝固方向长大,呈六方断面,由于凝固过程中的溶质再分配,当合金的平衡分配系数小于1则在胞壁处将富集溶质会贫化,这种化学成分不均匀性称为胞状偏析。
34、晶界偏析:两个晶粒彼此面对面生长,在固液界面,溶质被排出,此外,其他低熔点的物质也会被排出在固液界面,当界面彼此相遇时,在它们之间富集大量溶质,从而造成晶界偏析。
35、气体元素在金属中可以以固溶体,化合物及气态三种形式存在。
36、气孔分为析出性气孔、反应性气孔两类。
37、析出性气孔:金属液在凝固或冷却过程中,因气体溶解度下降,析出来的气体来不及从液面排出而产生的气孔。
38、反应性气孔:金属液和铸型之间或在金属液内部发生化学反应所产生的气孔。
39、收缩:把铸件在液态、凝固态和固态冷却工程中发生的体积减小现象称为收缩。
40、体收缩:金属从液态到常温的体积改变量。
线收缩:金属在固态时从高温到常温的线尺寸该变量。
41、液态收缩:具有一定成分的铸造合金从浇注温度冷却到液相线发生的体收缩。
42、凝固收缩:金属从液相线温度到固相线温度间产生的体收缩。
43、固态收缩:金属在固相线一下发生的体收缩。
44、缩孔:铸造合金在凝固过程中,由于液态收缩和凝固收缩的产生,往往在铸件最后凝固的部分出现空洞,称为缩孔,把尺寸较大而且集中的空洞称为集中缩孔,简称缩孔。
缩孔的形状不规则,表面不光滑,可以看到发达的树枝晶末梢。
尺寸细小的而且分散的空洞称为分散性缩孔,简称缩松。
缩松安其形态分为宏观缩松(简称缩松)和微观缩松(或显微缩松)。