金属的凝固特点.ppt
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1、关于金属的凝固特点现在学习的是第1页,共57页铸造特点铸造特点 铸 造 优 点 1具有较强的适应性重量:几克几百吨尺寸:几毫米十几米壁厚:0.2mm1m结构:复杂外形、内腔材质:不限,特别是脆性材料2铸件成本低 原材料:来源广、价格低、投资少、易生产铸件:机械加工量相对较小,成本低 现在学习的是第2页,共57页铸造特点铸造特点铸 造 缺 点 工序复杂,方法落后,铸件尺寸精度不高,表面质量难保证,铸件内部易出现气孔、砂眼、缩孔、晶粒粗大等现象。现在学习的是第3页,共57页1 金属的凝固特点金属的凝固特点n合金的铸造性能合金的铸造性能:金属在由液态转变为固态的过程中,存在的一些与铸件质量相关的性能
2、特点。一般指铸造过程中的流动性、收缩性、吸气性等工艺性能。现在学习的是第4页,共57页几个准备概念n充型:液态合金填充铸型的过程.n充型能力:液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力n浇不足:因液态金属充型能力不足而不能得到完整形状的铸件。n冷隔:指铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全熔合的垂直接缝,铸件的力学性能严重受损。现在学习的是第5页,共57页本节三大内容本节三大内容n一、液态金属的流动特点一、液态金属的流动特点n二、合金的凝固特点二、合金的凝固特点n三、合金的收缩特点三、合金的收缩特点现在学习的是第6页,共57页一、液态金属的流动特点一、液态金属的流动特点 1.流动
3、性流动性n流动性流动性:是描述液态金属流动能力的一个术语。流动性的高低主要取决于金属的结晶特点和物理性能。物质由液态转变为固态晶体时,称为“结晶”。粘度的大小粘度的大小表示液体中发生相对运动的难易程度,粘度大,液体粘稠,相对运动困难,就很难形成晶体。现在学习的是第7页,共57页一、液态金属的流动特点一、液态金属的流动特点 1.流动性流动性n流动性对铸件质量影响流动性对铸件质量影响:液态金属流动性越好,越有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除;易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行及时补缩;越容易充满铸型的型腔、得到轮廓清晰、健全完整的铸件;否则,铸件越容易出现冷隔或浇注不足的缺陷。现在学
4、习的是第8页,共57页2.影响流动性的因素影响流动性的因素n合金成分的影响合金成分的影响 n浇注温度和压力的影响浇注温度和压力的影响n铸型条件的影响铸型条件的影响 现在学习的是第9页,共57页合金成分的影响合金成分的影响a.a.纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小。表面平滑,对液流阻力小。b.b.共晶成分流动性好:共晶成分的合金恒温凝共晶成分流动性好:共晶成分的合金恒温凝固,固体层表面光滑固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大。且熔点低,过热度大。c.c.非共晶成分流动性差:结晶在一定温度范围非共晶成分流动性差:结晶在一定温度范围内
5、进行,非共晶成分的合金凝固时在两相区内进行,非共晶成分的合金凝固时在两相区中生长出的大量枝状晶粒阻碍液体金属的流中生长出的大量枝状晶粒阻碍液体金属的流动动。现在学习的是第10页,共57页浇注温度和压力的影响浇注温度和压力的影响浇注温度浇注温度 t t 合金粘度下降合金粘度下降,流动性流动性 tt液态金属的过热度液态金属的过热度,充型能力,充型能力 但过高但过高,易产生缩孔易产生缩孔,粘砂粘砂,气孔气孔,晶粒粗大晶粒粗大等等,故不宜过高故不宜过高 结论:结论:要在金属液体具有足够的充型能力要在金属液体具有足够的充型能力的前提下,尽量降低浇注温度。的前提下,尽量降低浇注温度。现在学习的是第11页,
6、共57页浇注温度和压力的影响浇注温度和压力的影响充型压力充型压力充型压力充型压力,液态合金在流动方向上所受,液态合金在流动方向上所受的压力的压力液体进入型腔的速度液体进入型腔的速度充型能充型能力力如如 砂形铸造砂形铸造-直浇道直浇道,静压力静压力.压力铸造压力铸造,离心铸造等充型压力高离心铸造等充型压力高.现在学习的是第12页,共57页铸型条件的影响铸型条件的影响 n铸型结构:若不合理铸型结构:若不合理,如壁厚小,直浇口如壁厚小,直浇口低低,浇口小等充型能力浇口小等充型能力n铸型导热能力:导热铸型导热能力:导热,金属降温快,充,金属降温快,充型能力型能力;现在学习的是第13页,共57页铸型条件
7、的影响铸型条件的影响n铸型温度:铸型温度:tt,充型能力充型能力,如金属型,如金属型预热预热n铸型中气体:排气能力铸型中气体:排气能力,充型能力,充型能力,减少气体来源,提高透气性,少量气体在减少气体来源,提高透气性,少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型。动阻力,有利于充型。现在学习的是第14页,共57页铸型条件的影响铸型条件的影响结论:结论:可通过改善铸型型腔的结构提高金可通过改善铸型型腔的结构提高金属液的流动性及充型压力。属液的流动性及充型压力。现在学习的是第15页,共57页铸型条件的影响铸型条件的影响n提高直浇道高度提高直浇
8、道高度n改善型腔结构改善型腔结构n采用散热慢的铸型材质采用散热慢的铸型材质原理:都是使金属流动性增强,流动时间原理:都是使金属流动性增强,流动时间延长,延长,增大充型压力,增大充型压力,从而有利于充型从而有利于充型能力的提高。能力的提高。现在学习的是第16页,共57页二、合金的凝固特点二、合金的凝固特点 n铸件凝固过程中其断面上的三个区铸件凝固过程中其断面上的三个区 固相区固相区 固液共存区(通常称为凝固区)固液共存区(通常称为凝固区)液相区液相区 现在学习的是第17页,共57页n对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依依此划分凝固方式此划分凝固方式:1.1.逐层凝
9、固逐层凝固 2.2.体积凝固体积凝固 3.3.中间凝固中间凝固 现在学习的是第18页,共57页1.1.逐层凝固逐层凝固n纯金属或共晶成分合金恒温下结晶时,凝固纯金属或共晶成分合金恒温下结晶时,凝固过程中铸件截面上的过程中铸件截面上的凝固区域宽度很窄凝固区域宽度很窄,固固液两相由一条界线清楚分开液两相由一条界线清楚分开,随着温度下降,随着温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,逐渐达固相层不断增加,液相层不断减少,逐渐达到铸件中心。(图到铸件中心。(图2-2a)n逐层凝固时合金充型能力强,产生缺陷少。逐层凝固时合金充型能力强,产生缺陷少。现在学习的是第19页,共57页现在学习的是第20页,共5
10、7页2.2.体积凝固体积凝固 n当合金的结晶温度范围很宽,或因铸件截面当合金的结晶温度范围很宽,或因铸件截面温度梯度很小时,在凝固某段时间内,铸件温度梯度很小时,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,表面不存在固体层,固液共存的区域很宽固液共存的区域很宽,凝固区甚至贯穿整个铸件截面的凝固方式。凝固区甚至贯穿整个铸件截面的凝固方式。或称为或称为糊状凝固方式糊状凝固方式(先糊状,后固化。图(先糊状,后固化。图2-2c)。)。现在学习的是第21页,共57页3.中间凝固中间凝固 n金属的结晶范围较窄,或结晶温度区间虽金属的结晶范围较窄,或结晶温度区间虽宽但铸件截面温度梯度大时,凝固区域的宽但铸件截面
11、温度梯度大时,凝固区域的宽度介于逐层凝固与体积凝固之间,称该宽度介于逐层凝固与体积凝固之间,称该凝固方式为凝固方式为中间凝固中间凝固方式,图方式,图2-22-2b b。现在学习的是第22页,共57页影响凝固方式的主要因素影响凝固方式的主要因素 n铸造合金的铸造合金的结晶温度区间宽窄结晶温度区间宽窄和铸和铸件截面的件截面的温度梯度大小温度梯度大小是影响凝固是影响凝固方式的主要因素方式的主要因素。现在学习的是第23页,共57页n结晶温度区间结晶温度区间越小,凝固区域越窄,合金越越小,凝固区域越窄,合金越倾向于逐层凝固。倾向于逐层凝固。n当当合金的成分一定合金的成分一定时,结晶温度范围已定,时,结晶
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- 金属 凝固 特点
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