工程材料及成形工艺基础(14)
发布时间:2021-06-08
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5铸造内应力分热应力和机械应力。
6顺序凝固,是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部分到另一个部分依次凝固。
7顺序凝固可以有效地防止缩孔和宏观缩松,主要适用于纯金属和结晶温度范围窄、靠近共晶成分的合金,也适用于凝固收缩大的合金补缩。
8缩孔和缩松的防止方法:顺序凝固、加压补缩、压力铸造、离心铸造。
9铸件在凝固后继续冷却的过程中产生的固态收缩受到阻碍及热作用,会产生铸造内应力。铸造内应力是铸件产生变形和裂纹等缺陷的主要原因。铸造内应力分为热应力和机械应力。热应力使厚壁受拉应力,薄壁受压应力。
10 为预防热应力,设计铸件结构尽量使铸件的壁厚均匀,并在铸造工艺上采用同时凝固原则。
11 同时凝固原则,是从工艺上采取必要的措施,使铸件各部分冷却速度尽量一致。具体方法是将浇口开在铸件的薄壁处,以减小该处的冷却速度,而在厚壁处可放置冷铁以加快冷却速度。同时凝固原则,主要适用于缩孔、缩松倾向较小的灰口铸铁等合金。
12机械应力 铸件收缩时受到铸型、型芯等的机械阻碍而引起的应力称为机械应力。
13消除应力,时效处理,分为人工时效和自然时效。
14铸件的变形,厚壁部位受拉应力,有缩短的趋势或向内凹,薄壁部位受压应力,有伸长的趋势或向外凸。 15 热裂是凝固末期,金属处于固相线附近的高温下形成的。热裂纹的形状特征:裂纹短,缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化色,即铸钢件呈黑色,铝合金呈暗灰色。防止措施:合理调整合金成分,合理设计铸件结构,采用同时凝固和改善型砂的退让性。
16 冷裂 较低温度下形成,此时金属处于弹性状态,铸造应力超过合金的强度极限时产生冷裂。形状特征:裂纹细小,呈连续直线状,有时缝内有轻微氧化色。凡能减小铸造内应力的因素均能防止冷裂。
17合金的吸气性,在熔炼和浇注合金时,合金会吸入大量气体,这种吸收气体的能力成为吸气性。气孔分侵入气孔、析出气孔、和反应气孔。
18侵入气孔预防措施:减小型砂的发气量、发气速度,增加铸型、型心的透气性;或是在铸型表面刷上涂料,使型砂与金属液隔开,防止气体的侵入。析出气孔预防措施:减少合金的吸气量。反应气孔:清除冷铁、型芯撑的表面油污、锈蚀并保持干燥。
19 铸钢 含碳量小于2.11%,分碳素铸钢和合金铸钢。碳素铸钢ZG200~400,第一组数字表示厚度为100mm以下铸件室温时屈服点最小值,第二组表示铸件的抗拉强度最小值。铸钢的铸造特点:浇注温度高,易氧化,流动性差、收缩大,铸造困难,容易产生黏砂、缩孔、冷隔、浇不足、变形和裂纹。为细化晶粒、消除应力、提高铸钢件的力学性能,铸后进行退火或正火热处理。
20铸造方法 1砂型铸造2熔模铸造3金属型铸造4压力铸造5离心铸造6实型铸造7低压铸造8挤压铸造 21工艺参数的确定:a机械加工余量b收缩率c拔模斜度d铸造圆角e型芯头
22铸造方法:砂型铸造、特种铸造(熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造)
23常用砂型:湿砂型、干砂型、化学硬化型 根据造型工序方法不同:手工造型、机器造型
24、主要加工表面应处于底面或侧面。上部冷却速度慢、晶粒较粗,上表面易形成砂眼、气孔、渣孔等缺陷,下部晶粒细小,组织致密,缺陷少,质量优于上部。无法避免就加大加工余量。
25设置结构圆角原因:直角处会形成金属的局部积聚而易行成缩孔、缩松;内侧应力集中严重而易产生裂纹;树枝晶直交、汇合点,晶粒结合力被削弱,使该处力学性能降低;避免杂质聚集。
26如何避免收缩:对于线性收缩的合金,在凝固过程中应尽量减少铸造应力。由于收缩应力过大易产生裂纹。
27浇注位置的选择原则:1.铸件的重要加工面或主要的工作面应朝下或置于侧面;2铸件的宽大平面应朝下;3.铸件上壁薄面大的平面应朝下或垂直、倾斜,以防止产生冷隔或浇不到等缺陷;4对于容易产生缩孔的铸件,应使厚的部分放在分型面附近的上部或侧面,以便在铸件厚处直接安装冒口中,使之实现自上而下的顺序凝固。
28铸型分型面的选择原则;1应使铸件的全部或大部置于同一砂型内;2应使铸件的加工面和加工基准面处
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