金属工艺第二章特种铸造素材
56页1、上次课内容的回顾,铸铁件生产 碳在铁碳合金中的存在形式有:渗碳体和石墨 白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁 铸铁的优点 石墨形态对铸铁性能的影响 铸铁的石墨化:影响石墨化因素 灰口铸铁件的生产;球墨铸铁件的生产;可锻铸铁件的生产;蠕墨铸铁件的生产 铸钢件的生产,2.2.3铜铝合金铸件的生产,由于铜、铝合金具有优良的物理、化学性能,以及良好的工艺性能和独特的力学性能,所以,它们也是铸造生产中常用的合金材料。,1.铜合金铸件 纯铜外观呈紫红色,导电、导热性能很好,塑性高,强度低,低温下塑性、韧性好。主要用于导电材料、电真空器件、仪器、仪表等。,铜合金的分类铸造铜合金分为铸造黄铜和铸造青铜两大类,1 铸造铜合金的牌号、成分、性能和应用,铸造青铜铜和锌以外的元素所组成的合金统称青铜,其中CuSn合金称锡青铜,CuAl合金称铝青铜,CuPb合金称铅青铜,为区别起见,不含锡的青铜统称为无锡青铜。,铸造黄铜铜和锌组成的合金统称为黄铜。其中CuZn二元合金称为普通黄铜,普通黄铜中再加入Mn、Al、Fe、Si、Pb、Sn等元素所组成的多元黄铜称特殊黄铜。,2 铸造铜合金的铸造工艺特点,锡青铜 锡青铜的结晶温度
2、范围很大,同时凝固区域很宽,流动性较差,易 产生缩松。但氧化倾向不大,因所含Sn、Pb等元素不易氧化。对壁厚较大的重要铸件(蜗轮、阀体等)必须采取强烈的顺序凝固,对形状复杂的薄壁件和一般壁厚件,若致密性允许降低,可采用同时凝固。,铝青铜、铝黄铜等含铝较高的铜合金结晶温度范围很小,呈逐层凝固 特征,故流动性较好,易形成集中缩孔,但极易氧化。铸造时要解决的主要问题是防止氧化夹杂和消除缩孔。为消除缩孔,必须使铸件顺序凝固。,铸造铝合金,铝的密度小、熔点低、导电、导热性优良、无磁性。纯铝的强度很低,但塑性很好,便于塑性加工成形。 工业纯铝主要用作配制铝合金,制作电线、电缆及日用器皿等。 铝合金根据加工方法分为铸造铝合金与变形铝合金两大类。 铸造铝合金中加入合金元素的量较多,按照主要合金元素的不同,铸造铝合金分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金四个大类,其中铝硅合金应用最广,1 )铝硅合金(Al-Si),铝硅合金流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好,又有足够的强度,所以应用最广。 常用于制造形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件,如内燃机缸体、化油器、仪表外壳等。,2 )铝铜合金(A
3、l-Cu),铝铜合金的铸造性能差,热裂倾向大、气密性和耐蚀性较差,但耐热性较好,主要用于制造活塞、汽缸头等。,3 )铝镁合金(Al-Mg),铝镁合金是所有铝合金中比强度最高的,主要用于航天、航空或长期在大气、海水中工作的零件等 。,4) 铝锌合金(Al-Zn),能自动淬火,可以避免淬火变形和开裂,宜于压铸,抗腐蚀性和铸造性能差。,工艺处理:,熔炼设备有坩埚炉、反射炉、电弧炉和感应炉。 为减缓铝合金的氧化和吸气,必须采用熔剂保护,如熔化时加入KCl、NaCl等盐类作为熔剂,将铝液覆盖,与炉气隔离进行熔炼;为了排出吸入的气体,在熔炼后期要进行去气精炼;为了改善铝硅合金的力学性 能,需要进行变质处理,以细化共晶硅或过共晶硅。,工艺特点:,铸造铝合金熔点低,流动性好,故可铸形状复杂的薄壁铸件。铝合金导热快、易氧化和吸气,对浇注系统的要求是:充填时间短、铝液流动平稳,撇渣能力强,常采用开放式浇注系统,并多开内浇口,直浇口常用蛇形或鹅颈形等特殊形状。,变形铝合金 变形铝合金按性能特点分为四类:防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝。,2.4近净成形精密铸造,一.熔模铸造 二.金属型铸造 三.压力铸造 四.低压
4、铸造 五.离心铸造 六.其它特种铸造方法,本节没有重点要求,一.熔模铸造,用易熔材料制成模型,然后用造型材料将其包住,经过硬化,再将模型熔 失,从而获得无分型面的铸型。,熔模工艺过程,熔模铸造特点及应用:,1 铸件精度较高、表面粗糙度低 其精度可达IT11 IT14,粗糙度达Ra 12.51.6m。减少机械加工工作量,提高金属材料的利用率。且可浇铸形状复杂件。,2 能够铸造各种合金铸件 从铜、铝等有色合金到各种合金钢均可 铸造,尤其适用于那些高熔点合金及难切削加工合金的铸造,如耐 热合金、磁钢等。,3 生产批量不受限制 适合单件、小批量到大量生产。但这种方法工 序繁杂,生产周期较长(45天),而且铸件不能太大和太长。熔模铸造件一般不超过25kg。,熔模铸造是少切削、无切削加工工艺的重要方法,主要用于制造汽轮机、燃气轮机、涡轮发动机叶片和叶轮。,中国式生产-熔模制造,二.金属型铸造,金属型铸造是指在重力作用下,让金属液充填金属铸型 而获得铸件的一种铸造方法。,水平分型式,1.型芯;2.上型;3.下型,垂直分型式,金属铸造的工艺要点,金属铸型导热速度快、无退让性、无透气性,易产生浇不足、冷
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