液态金属的充型与凝固

什么是铸造？
将液态金属浇注入
铸型内，待冷却凝固后， 获得所需形状和性能的 毛坯或零件的工艺过程 称为铸造。
铸件的材质：碳素钢、合金钢、铸铁、铸造 有色合金等。
铸造工艺过பைடு நூலகம்？
主要包括：金 属熔炼、铸型制造、 浇注凝固和落砂清 理等。
铸造的应用？
➢各 个 领 域 广 泛 应 用 ； ➢零 件 大 小 ： 从 很 小 到很大。
世界最大铸件18500吨油压机 横梁进入热处理工序
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1、液态金属的充型能力
定义：指液态金属充满铸型型腔，获得形状完 整、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力差→浇不足、冷隔→废品
影响因素：包括金属液的流动性、性质、浇注 条件及铸型条件等。
1.1 金属液的流动性
指液态合金自身 的流动能力。流动性 好，则充型能力强。
体积凝固（糊状凝固）：凝固区很宽（结晶温 度范围宽或铸件截面温度梯度小）；
中间凝固：介于二者之间。
2.2 逐层凝固方式
纯金属或共晶成分 合金在凝固过程中不存 在固液二相共存区，故 外层的固体和内层的液 体之间有一条界线清楚 地分开。
灰铸铁、铝硅合金等 倾向于逐层凝固，易于 获得紧实铸件。
2.3 糊状凝固 （体积凝固）方式
流动性的测试 通常用螺旋形试样来 衡量，
l ，流动性
金属流动性试样
影响流动性因素？
合金种类：灰口铸铁，硅黄铜， 流动性最好，l 1000 mm 。铸 钢的流动性最差， l 200 mm； 成分：共晶合金的流动性最好； 结晶特征：结晶温度范围越大， 枝晶越发达，流动性越差；结晶 间隔越小，则流动性越好； 粘度：粘度越大，流动性越差；
•合金的结晶温度范围：越窄→逐层凝固 •铸件的温度梯度：梯度越大→逐层凝固
结论 ：
合金的凝固方式影响铸件质量。逐层 凝固的合金产生缺陷的倾向小。
合金结晶温度范围很 宽，或温度梯度很小.
固液并存的凝固区 贯穿整个断面，（表层 不存在固体层）。
球墨铸铁、锡青铜、 铝铜合金等倾向于糊状 凝固。
2.4 中间凝固方式
金属结晶范围较 窄，或结晶温度范围 虽宽但截面温度梯度 大。
凝固区既有液相 区和固相区，也有液 -固共存区。
2.5 影响凝固方式的因素
1.2 浇注条件
浇注温度：T浇 →粘度 →充型能力； 但T浇 →缩孔、缩松、气孔、粗晶等缺陷
铸 造 缩 松 缺 陷
充型压力：充型压力 →充型能力；
1. 3 铸型特性
➢铸型的导热能力 ，T液 ，充型能力； ➢铸型的温度 ，充型能力 ，所以金属型要预热； ➢铸型的排气能力，流动阻力，充型能力； ➢铸型结构复杂 ，充型能力 ； ➢铸件壁厚，充型能力。
液态金属的充型与凝固
什么是材料的液态成形？
液态 注 铸型 凝 固态 材料 入 模腔 固 毛坯
金属的铸造工艺
液态成形包括 陶瓷的注浆成形
塑料的注射成形
材料的液态成形，与材料的塑性成形、连 接成形以及粉末冶金成形是制造业获得毛坯零 件的主要手段。
本章重点内容： 液态合金的充型能力； 液态合金的凝固特性。
所以，铸件壁厚＞最小壁厚
2、合金的凝固特性
合金从液态变为固态，称为凝固； 合金在凝固过程中表现出的性能特点，即凝 固特性。 凝固过程中，易产生缺陷：缩孔、缩松、气 孔、夹杂、热裂、偏析等。
所以，认识铸件的凝固特点对获得优质铸件 有重要意义。
2.1 铸件的凝固方式
根据铸件断面上可能存在的三个区域：固相 区、液相区、凝固区的情况。将凝固过程分为三 种类型（方式）： 逐层凝固：不存在凝固区（纯金属或共晶成分 合金）；