A. 衡量材料鑄造性能的指標有哪些
合金的鑄造性能
合金在鑄造過程中所呈現出的工藝性能,稱為鑄造性能。
一、合金的流動性:液態金屬的流動能力
1、
對鑄件質量的影響
1)
流動性好的合金,容易獲得形狀完整、尺寸精確、輪廓清晰的鑄件。
2)
流動性好的合金,容易使其中的氣體逸出及浮在液面上的夾雜物受到阻隔。
3)
流動性好的合金,能在液態合金在凝固收縮時及時的補縮。
2、
影響流動性的因素
1)
合金的成分的影響
共晶成分的結晶比亞共晶好
2)
澆注條件的影響
溫度越高,保持液態的時間越長,液態合金的充型能力越強。
3)
鑄型的影響
形狀越復雜、壁厚越小,則液態合金流動時的阻力越大。
二、合金的收縮性:鑄件在凝固和冷卻至室溫的進程中,其體積和尺寸減小的現象
三種收縮
液態收縮、凝固收縮、(體收縮)
固態收縮(線收縮)
。
1、
影響收縮性的因素
1)
合金成分的影響
2)
澆注溫度的影響
3)
鑄型的影響
2、
收縮性與鑄件質量的關系
1)
縮孔與縮松
2)
變形與開裂
四、常用合金的鑄造性能
1、
鑄鐵的鑄造性能
(1)
灰鑄鐵:
灰鑄鐵中碳的質量分數接近共晶成分,熔點較低,凝固溫度范圍小,流動好,可以澆注形狀復雜和壁厚較小的鑄件。其鑄造性能是各類鑄鐵中最好的,因此應用廣泛。
(2)
球墨鑄鐵:
中碳的質量分數也接近於共晶成分,但是由於鐵液出爐後要進行球化處理,因此澆注時的溫度較低,流動性較差,容易使鑄件產生冷隔、澆不到等缺陷。鑄造性能比灰鑄鐵差一些。
(3)
蠕墨鑄鐵:
是高碳低硫鐵液經蠕化處理得到的一種高強度鑄鐵。碳的質量分數接近於共晶成分,加之鐵液又經蠕化劑凈化,因此其流動性較好,接近於灰鑄鐵。
(4)
可鍛鑄鐵:
碳的質量分數較低,因此它的熔點較高,結晶時凝固溫度范圍較大,這就使其流動性較差,體收縮率較大。其鑄造性能比以上三種鑄鐵都差。
2、
碳鋼的鑄造性能
熔點高、流動性差、收縮率大,其鑄造性能不如鑄鐵。
3、
鋁合金的鑄造性能
應用最廣泛的鑄造鋁合金是鋁硅合金,其合金成分在共晶點附近,加之熔點較低,所以流動性能很好,可以鑄造出最小壁厚為
2.5mm、形狀很復雜的鑄件。
4、
銅合金的鑄造性能
鑄造銅合金有黃銅和青銅兩大類。加入硅、錳、鋁等合金元素的黃銅,稱為特殊黃銅。鑄造黃銅大多是特殊黃銅。特殊黃銅的凝固溫度范圍很小,因此流動性良好。但是,黃銅的收縮率較大,鑄年中容易產生縮孔。生產中常採用冒口進行補縮。
應用廣泛的錫青銅,其凝固溫度范圍很寬,流動性差,補縮比較困難,鑄件中容易產生縮孔,鑄件的氣密性較差。鋁青銅的凝固溫度范圍較小,流動性較好。但是鋁青銅容易氧化,收縮率也大。
B. 鎳銅鑄造注意事項
1、不得在銅液表面取樣進行性能試驗銅合金易氧化吸氣,其液面的渣、氣含量明顯高於下層銅液;而且,有些合金如鋁青銅、鉛青銅容易偏析造成銅液上部密度小的鋁含量多,而下部含鉛量多。故在銅液表面取樣做的性能試驗不準確。正確取樣應在充分攪拌銅液後,用取樣勺從柑渦底部向上舀取金屬液。
2、熔煉的時間應控制從加料開始熔化至熔化結束恰金出P)所用時間叫熔化時間。熔化時間的長短不僅會影響生產率,而且會很明顯地影響澆注出的鑄件質量。熔化時間增長,會使合金的元素燒損率增加,吸氣的機會增加,因此,應該以最短的時間完成熔化工作。在允許的情況下,盡量提高爐料的預熱溫度,操作應該緊湊,動作要迅速。
3、熔煉用的攪拌棒應是碳棒銅合金中的某些元素,如Fe.Pb等在熔化時是以機械混合物的形式存在的。還有些元素,由於密度不同,有產生比重偏析分層的趨勢。實踐證明,這些元素在熔煉和澆注的過程中,容易引起化學成分的不合格,造成機械性能不合格。要克服這種現象,必須藉助攪拌的作用,這是熔化澆注不可或缺的環節。但在測溫及降溫的期間,一般不需要攪拌。而所用的攪拌物的材料成分,一般宜用石墨。這是因為,如果使用其他的攪拌物如用鐵棒,則在攪拌的過程中鐵棒熔化,使合金的化學成分受到影響。同時,如果鐵棒在爐內預熱的溫度比較高或是攪拌的時間較長,鐵棒上的氧化物要進入合金液中成為雜質;如果鐵棒預熱的溫度較低,合金在攪拌時要私附在鐵棒上,這在生產中是能觀察到的。
4、熔煉時覆蓋劑的使用問題對於熔煉銅合金來講,覆蓋劑的用量一般為:用玻璃和硼砂時為爐料重量的0.8%-1.2%,因為要保持覆蓋層的厚度為10-15mm;用木炭時,用量為爐料重量的0.5%-.0.7%,要保持覆蓋層厚度為25-35mm覆蓋劑的扒除,一般在澆注前進行,太早進行會增加銅合金的氧化和吸氣。如果是用木炭作覆蓋劑,並且擋渣效果好時,也可以不扒除覆蓋劑,讓它在澆注的過程中也起到擋渣作用,效果更為理想。
C. 離心鑄造銅套常見缺陷及防止措施的辦法
一、
形成原因:
1.
澆注時被捲入的氣體在合金液凝固後以
的形式存在於
中
2. 金屬與鑄型反應後在
表皮下生成的皮下
3. 合金液中的夾渣或氧化皮上附著的氣體被混入合金液後形成氣孔
解決方法及修補
1. 澆注時防止空氣捲入
2. 合金液在進入型腔前先經
以去除合金液中的夾渣、氧化皮和氣泡
3. 更換鑄型材料或加塗料層防止合金液與鑄型發生反應
4. 在允許補焊部位將缺陷清理干凈後進行補焊
二、疏鬆
形成原因
1. 合金液除氣不幹凈形成疏鬆
2. 最後凝固部位不縮不足
3. 鑄型局部過熱、水分過多、排氣不良
解決方法及修補
1. 保持合理的凝固順序和補縮
2.
靜潔
3. 在疏鬆部位放置
4. 在允許補焊的部位可將缺陷部位清理干凈後補焊
三、夾雜
形成原因
1. 外來物混入液體合金並澆注人鑄型
2. 精煉效果不良
3. 鑄型內腔表面的外來物或造型材料剝落
解決方法及修補
1. 仔細精煉並注意扒查
2. 熔煉工具塗料層應附著牢固
3.
及型腔應清理干凈
4.
應保持清潔
5. 表面夾雜可打磨去除,必要時可進行補焊
四、夾渣
形成原因
1. 精煉
後除渣不幹凈
2. 精煉變質後靜置時間不夠
3.
不合理,二次氧化皮捲入合金液中
4. 精煉後合金液攪動或被污染
解決方法及修補
1. 嚴格執行精煉變質澆注工藝要求
2. 澆注時應使金屬液平穩地注入鑄型
3.
應保持清潔,回爐料處理及使用應嚴格遵守
五、裂紋
形成原因
1.
各部分冷卻不均勻
2. 鑄件凝固和冷卻過程受到外界阻力而不能自由收縮,
超過合金強度而產生裂紋
解決方法及修補
1.盡可能保持順序凝固或同時凝固,減少
2.細化合金組織
3.選擇適宜的澆注溫度
4.增加鑄型的退讓性
六、
形成原因
合金凝固時析出相與液相所含溶質濃度不同,多數情況液相溶質富集而又來不及擴散而使先後凝固部分的化學成分不均勻
解決方法
1.熔煉過程中加強攪拌並適當的靜置
2.適當增加凝固
七、成分超差
形成原因
1.
或預制合金成分不均勻或
誤差過大
2. 爐料計算或配料稱量錯誤
3. 熔煉操作失當,易氧化元素燒損過大
4. 熔煉攪拌不均勻、易
元素分布不均勻
解決方法
1. 爐前分析成分不合格時可適當進行調整
2. 最終檢驗不合格時可會同設計使用部門協商處理
八、針孔
形成原因
合金在液體狀態下溶解的氣體(主要為氫),在合金凝固過程中自合金中析出而形成的均布形成的孔洞
解決方法及修補
1. 合金液體狀態下徹底精煉除氣
2. 在凝固過程中加大凝固速度防止溶解的氣體自合金中析出
3. 鑄件在壓力下凝固,防止合金溶解的氣體析出
4. 爐料、
及工具應乾燥
D. 銅合金的鑄造工藝有什麼區別
各種成分的銅合金的結晶特徵不同,鑄造性能不同,鑄造工藝特點也不同。 1、錫青銅:結晶特徵是結晶溫度范圍大,凝固區域寬。鑄造性能方面流動性差,易產生縮松,不易氧化。工藝特點是壁厚件採取定向凝固(順序凝固),復雜薄壁件、一般壁厚件採取同時凝固。 2、鋁青銅和鋁黃銅:結晶特徵是結晶溫度范圍小,為逐層凝固特徵。鑄造性能方面流動性較好,易形成集中縮孔,極易氧化。工藝特點是鋁青銅澆注系統為底注式,鋁黃銅澆注系統為敞開式。 3、硅黃銅:結晶特徵是介於錫青銅和鋁青銅之間。鑄造性能最好(在特殊黃銅中)。工藝特點是順序凝固工藝,中注式澆注系統,暗冒口尺寸較小 。