10第2章 液态金属的充型能力

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液态合金的充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力。主要是流动性;1)合金的种类:合金不同流动性不同2)化学成分:同种合金中成分不同的合金具有不同的结晶特点,流动性也不同3)结晶特性:恒温下结晶,流动性较好;两相区内结晶,流动性较差4)结晶潜热:潜热越大,流动性越好5)此外,合金液的比热、密度越大,导热系数越小充型能力好www.egvchb.cn防采集请勿采集本网。

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流动性是一个广义的概念。液体都有流动性,可以在重力作用下改变自己形状而产生移动。充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力。

国家级精品课程 《材料成形基本原理》(3Ed-2016) 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 国家级精品资源共享课 课件编制: 上篇 祖方遒 李萌盛 下篇 陈文琳 合肥工业大学 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 第2章 液态金属的充型能力 2.1 液态金属充型能力的基本概念 2.2 液态金属停止流动机理与充型能力 2.3 影响充型能力的因素 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 液态金属充型能力概念 液态金属充型能力:在充型过程中,液态金属 充满铸型型腔,获得形状完整、尺寸精确、轮廓 清晰的铸件的能力。

熔融合金填满铸型型腔,获得形状完整轮廓清晰铸件的能力。鉴于《材料成型技术基础》机械工业出版社 童幸生主编

也可简称为充型能力。

采取某些工艺措施,使合金晶粒细化,也有利于提高充 型能力 由于夹杂物影响充型能力,e69da5e6ba90e799bee5baa6e79fa5e9819331333363373131 故在熔炼时应使原材料清洁,并 采取措施减少液态金属中的气体和

充型能力是设计浇注系统的重要依据之一。

充型能力不百足,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。提高充度型能力 提高充型能力的方法:1)选择凝问固温度范围小的合金;答2)适当提高浇注温度、充型压力;3)合理设计浇注系统结构;版4

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。

绝大多数金属在液态和固态下都遵循热胀冷缩规律。所以, 凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充, 将产生缩孔 或 缩松。

合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 液态金属的充型能力取决于: 内因 —— 金属本身的流动性 外因 —— 铸型性质、浇注条件、铸件结构等 因素的影响,是各种因素的综合反映。

表2-1 不同金属和不同铸造方法的铸件最小壁厚 金属种类 灰铸铁 铸钢 铝合金 砂型 3 4 3 铸 件 最 小 壁 厚 (mm) 金 属 型 熔模铸造 壳 型 >4 0.4-0.8 0.8-1.5 8-10 0.5-1.0 2.5 3-4 -- -- 压铸 --- 0.6-0.8 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 金属液流动性概念 国家级精品课程 与充型过程有关的另一概念称为流动性——充型过程金属 液本身的流动能力。

流动性好的铸造合金充型能力强,反之亦然;

金属的流动性好,气体和杂质易于上浮,使金属净化, 有利于得到没有气孔和夹杂的铸件;

金属的流动性好,有利于铸件在凝固期间可能产生的缩 孔得到金属液的补缩;

金属的流动性好,凝固末期收缩受阻而出现的热裂得到液 态金属的弥合 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 流动性与充型能力的关系: 流动性是决定充型能力的内在因素,而充型能力还取决 于其它外界因素,充型能力是内因和外因的共同结果。

通常,在相同的外界条件下浇注各种合金的流动性试样, 以试样的长度表示该合金的流动性,并以所测得的合金 流动性表示合金的充型能力。

因此可以认为:合金液流 动性是确定条件下的充型能力。

对于同一种合金,也可以用流动性试样研究各铸造工艺 因素对其充型能力的影响。

合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 合金的螺旋形流动性实验 在相同的条件下浇注各 种合金的流动性试样, 以试样的长度表示该合 金的流动性,并以所测 得的合金流动性表示合 金的充型能力。

合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 液态金属停止流动机理与充型能力 前端析出15~20%的固相量 时,流动就停止。

充型能力强 纯金属、共晶成分合金及结晶温度 很窄的合金停止流动机理示意图 宽结晶温度合金停止 流动机理示意图 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 影响充型能力的因素 1. 金属性质方面的因素 (流动性的高低) 2. 铸型性质方面的因素 3. 浇注条件方面的因素 4. 铸件结构因素 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 1. 金属性质方面的因素 结晶温度范围的影响 结晶潜热、比热、密度的影响 金属其它因素的作用 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 1. 金属性质方面的因素 成分 结晶温度范围的影响 纯金属、共晶和金属间化合物成分的合金:在固 定的凝固温度下,已凝固的固相层由表面逐步向 内部推进,固相层内表面比较光滑,对液体的流 动阻力小,合金液流动时间长,所以流动性好 具有宽结晶温度范围的合金:流动性不好;

例:Fe-C合金流动性与成分的关系 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 合金液的比热、密度越大,导热系数越小, 充型 能力越好;

结晶潜热(约为液态金属热量的85~90%): ? 对于纯金属、共晶和金属间化合物成分的合金,放 出的潜热越多,凝固过程进行的越慢,流动性越好, 因此潜热的影响较大;

?对于宽结晶温度范围的合金潜热对流动性影响较小: 因固相比较少时液流前端就形成骨架而停止流动 ?其它举例:Al-Si、Al-Mg、铸铁等 合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》(第3版) 国家级精品课程 Al-Si合金,最好流动性并不在 共晶成分Si12.6%处,而是 在含Si量为16~20%左右。

这是因为Si晶体结晶潜热为 180.7×104J/kg,为αAl(38.9×104J/kg)的4倍以上, 而且,过共晶成分Al-Si合金 的初生块状Si强度较低,不 容易形成坚固的枝晶网络, 结晶潜热的作用得以发挥。

合肥工业大学材料科学与工程学院制作 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 《材料成形

影响液态金属充型能力的因素有哪些铸造合金流动性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,知称为液态金属的充型能力。它首先取决于金属本身的流动性,同时又受铸型性质、浇注条道件、铸件结构等因素的影响。液态金属的流动性是金属的铸造性能回之一,与金属的成份、温度、杂质含量及其物理性能有关。流动性好的合金,由于其充型能力强因此易充满型腔,有利于获得形状完整、轮廓清晰的铸件;流动性差的合金,充型能力就差,容易使铸件产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。答内容来自www.egvchb.cn请勿采集。

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