A. 衡量材料铸造性能的指标有哪些
合金的铸造性能
合金在铸造过程中所呈现出的工艺性能,称为铸造性能。
一、合金的流动性:液态金属的流动能力
1、
对铸件质量的影响
1)
流动性好的合金,容易获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件。
2)
流动性好的合金,容易使其中的气体逸出及浮在液面上的夹杂物受到阻隔。
3)
流动性好的合金,能在液态合金在凝固收缩时及时的补缩。
2、
影响流动性的因素
1)
合金的成分的影响
共晶成分的结晶比亚共晶好
2)
浇注条件的影响
温度越高,保持液态的时间越长,液态合金的充型能力越强。
3)
铸型的影响
形状越复杂、壁厚越小,则液态合金流动时的阻力越大。
二、合金的收缩性:铸件在凝固和冷却至室温的进程中,其体积和尺寸减小的现象
三种收缩
液态收缩、凝固收缩、(体收缩)
固态收缩(线收缩)
。
1、
影响收缩性的因素
1)
合金成分的影响
2)
浇注温度的影响
3)
铸型的影响
2、
收缩性与铸件质量的关系
1)
缩孔与缩松
2)
变形与开裂
四、常用合金的铸造性能
1、
铸铁的铸造性能
(1)
灰铸铁:
灰铸铁中碳的质量分数接近共晶成分,熔点较低,凝固温度范围小,流动好,可以浇注形状复杂和壁厚较小的铸件。其铸造性能是各类铸铁中最好的,因此应用广泛。
(2)
球墨铸铁:
中碳的质量分数也接近于共晶成分,但是由于铁液出炉后要进行球化处理,因此浇注时的温度较低,流动性较差,容易使铸件产生冷隔、浇不到等缺陷。铸造性能比灰铸铁差一些。
(3)
蠕墨铸铁:
是高碳低硫铁液经蠕化处理得到的一种高强度铸铁。碳的质量分数接近于共晶成分,加之铁液又经蠕化剂净化,因此其流动性较好,接近于灰铸铁。
(4)
可锻铸铁:
碳的质量分数较低,因此它的熔点较高,结晶时凝固温度范围较大,这就使其流动性较差,体收缩率较大。其铸造性能比以上三种铸铁都差。
2、
碳钢的铸造性能
熔点高、流动性差、收缩率大,其铸造性能不如铸铁。
3、
铝合金的铸造性能
应用最广泛的铸造铝合金是铝硅合金,其合金成分在共晶点附近,加之熔点较低,所以流动性能很好,可以铸造出最小壁厚为
2.5mm、形状很复杂的铸件。
4、
铜合金的铸造性能
铸造铜合金有黄铜和青铜两大类。加入硅、锰、铝等合金元素的黄铜,称为特殊黄铜。铸造黄铜大多是特殊黄铜。特殊黄铜的凝固温度范围很小,因此流动性良好。但是,黄铜的收缩率较大,铸年中容易产生缩孔。生产中常采用冒口进行补缩。
应用广泛的锡青铜,其凝固温度范围很宽,流动性差,补缩比较困难,铸件中容易产生缩孔,铸件的气密性较差。铝青铜的凝固温度范围较小,流动性较好。但是铝青铜容易氧化,收缩率也大。
B. 镍铜铸造注意事项
1、不得在铜液表面取样进行性能试验铜合金易氧化吸气,其液面的渣、气含量明显高于下层铜液;而且,有些合金如铝青铜、铅青铜容易偏析造成铜液上部密度小的铝含量多,而下部含铅量多。故在铜液表面取样做的性能试验不准确。正确取样应在充分搅拌铜液后,用取样勺从柑涡底部向上舀取金属液。
2、熔炼的时间应控制从加料开始熔化至熔化结束恰金出P)所用时间叫熔化时间。熔化时间的长短不仅会影响生产率,而且会很明显地影响浇注出的铸件质量。熔化时间增长,会使合金的元素烧损率增加,吸气的机会增加,因此,应该以最短的时间完成熔化工作。在允许的情况下,尽量提高炉料的预热温度,操作应该紧凑,动作要迅速。
3、熔炼用的搅拌棒应是碳棒铜合金中的某些元素,如Fe.Pb等在熔化时是以机械混合物的形式存在的。还有些元素,由于密度不同,有产生比重偏析分层的趋势。实践证明,这些元素在熔炼和浇注的过程中,容易引起化学成分的不合格,造成机械性能不合格。要克服这种现象,必须借助搅拌的作用,这是熔化浇注不可或缺的环节。但在测温及降温的期间,一般不需要搅拌。而所用的搅拌物的材料成分,一般宜用石墨。这是因为,如果使用其他的搅拌物如用铁棒,则在搅拌的过程中铁棒熔化,使合金的化学成分受到影响。同时,如果铁棒在炉内预热的温度比较高或是搅拌的时间较长,铁棒上的氧化物要进入合金液中成为杂质;如果铁棒预热的温度较低,合金在搅拌时要私附在铁棒上,这在生产中是能观察到的。
4、熔炼时覆盖剂的使用问题对于熔炼铜合金来讲,覆盖剂的用量一般为:用玻璃和硼砂时为炉料重量的0.8%-1.2%,因为要保持覆盖层的厚度为10-15mm;用木炭时,用量为炉料重量的0.5%-.0.7%,要保持覆盖层厚度为25-35mm覆盖剂的扒除,一般在浇注前进行,太早进行会增加铜合金的氧化和吸气。如果是用木炭作覆盖剂,并且挡渣效果好时,也可以不扒除覆盖剂,让它在浇注的过程中也起到挡渣作用,效果更为理想。
C. 离心铸造铜套常见缺陷及防止措施的办法
一、
形成原因:
1.
浇注时被卷入的气体在合金液凝固后以
的形式存在于
中
2. 金属与铸型反应后在
表皮下生成的皮下
3. 合金液中的夹渣或氧化皮上附着的气体被混入合金液后形成气孔
解决方法及修补
1. 浇注时防止空气卷入
2. 合金液在进入型腔前先经
以去除合金液中的夹渣、氧化皮和气泡
3. 更换铸型材料或加涂料层防止合金液与铸型发生反应
4. 在允许补焊部位将缺陷清理干净后进行补焊
二、疏松
形成原因
1. 合金液除气不干净形成疏松
2. 最后凝固部位不缩不足
3. 铸型局部过热、水分过多、排气不良
解决方法及修补
1. 保持合理的凝固顺序和补缩
2.
静洁
3. 在疏松部位放置
4. 在允许补焊的部位可将缺陷部位清理干净后补焊
三、夹杂
形成原因
1. 外来物混入液体合金并浇注人铸型
2. 精炼效果不良
3. 铸型内腔表面的外来物或造型材料剥落
解决方法及修补
1. 仔细精炼并注意扒查
2. 熔炼工具涂料层应附着牢固
3.
及型腔应清理干净
4.
应保持清洁
5. 表面夹杂可打磨去除,必要时可进行补焊
四、夹渣
形成原因
1. 精炼
后除渣不干净
2. 精炼变质后静置时间不够
3.
不合理,二次氧化皮卷入合金液中
4. 精炼后合金液搅动或被污染
解决方法及修补
1. 严格执行精炼变质浇注工艺要求
2. 浇注时应使金属液平稳地注入铸型
3.
应保持清洁,回炉料处理及使用应严格遵守
五、裂纹
形成原因
1.
各部分冷却不均匀
2. 铸件凝固和冷却过程受到外界阻力而不能自由收缩,
超过合金强度而产生裂纹
解决方法及修补
1.尽可能保持顺序凝固或同时凝固,减少
2.细化合金组织
3.选择适宜的浇注温度
4.增加铸型的退让性
六、
形成原因
合金凝固时析出相与液相所含溶质浓度不同,多数情况液相溶质富集而又来不及扩散而使先后凝固部分的化学成分不均匀
解决方法
1.熔炼过程中加强搅拌并适当的静置
2.适当增加凝固
七、成分超差
形成原因
1.
或预制合金成分不均匀或
误差过大
2. 炉料计算或配料称量错误
3. 熔炼操作失当,易氧化元素烧损过大
4. 熔炼搅拌不均匀、易
元素分布不均匀
解决方法
1. 炉前分析成分不合格时可适当进行调整
2. 最终检验不合格时可会同设计使用部门协商处理
八、针孔
形成原因
合金在液体状态下溶解的气体(主要为氢),在合金凝固过程中自合金中析出而形成的均布形成的孔洞
解决方法及修补
1. 合金液体状态下彻底精炼除气
2. 在凝固过程中加大凝固速度防止溶解的气体自合金中析出
3. 铸件在压力下凝固,防止合金溶解的气体析出
4. 炉料、
及工具应干燥
D. 铜合金的铸造工艺有什么区别
各种成分的铜合金的结晶特征不同,铸造性能不同,铸造工艺特点也不同。 1、锡青铜:结晶特征是结晶温度范围大,凝固区域宽。铸造性能方面流动性差,易产生缩松,不易氧化。工艺特点是壁厚件采取定向凝固(顺序凝固),复杂薄壁件、一般壁厚件采取同时凝固。 2、铝青铜和铝黄铜:结晶特征是结晶温度范围小,为逐层凝固特征。铸造性能方面流动性较好,易形成集中缩孔,极易氧化。工艺特点是铝青铜浇注系统为底注式,铝黄铜浇注系统为敞开式。 3、硅黄铜:结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。铸造性能最好(在特殊黄铜中)。工艺特点是顺序凝固工艺,中注式浇注系统,暗冒口尺寸较小 。