第一节金属铸造性能金属铸造性能 一、合金的流动性 合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力通常用流动性和收缩性来衡量1 1、流动性概念、流动性概念 流动性——液态合金的充型能力流动性好的合金：•易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件；•有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；•易于补缩及热裂纹的弥合金属铸造性能 螺旋形流动性试样 合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量试样越长，流动性越好金属铸造性能 常用合金的流动性（砂型，试样截面8×8mm）合金种类铸型种类浇注温度（℃）螺旋线长度（mm）铸铁C+Si=6.2% C+Si=5.9% C+Si=5.2% C+Si=4.2%砂型砂型砂型砂型1300130013001300180013001000600铸钢 C=0.4%砂型砂型16001640100200铝硅合金（铝硅明）镁合金（含Al及Zn）锡青铜（Sn=10%,Zn=2%）硅黄铜（Si=1.5～4.5%）金属型（300℃）砂型砂型砂型680～72070010401100700～800400～6004201000金属铸造性能 •合金性质方面•铸型和浇注条件•铸件结构２、影响合金流动性的因素 纯金属、共晶合金流动性好。
恒温 纯金属、共晶合金流动性好恒温下结晶，凝固层内表面光滑）下结晶，凝固层内表面光滑） 亚、过共晶合金流动性差在一定 亚、过共晶合金流动性差在一定温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平）温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平）提高流动性的措施：提高流动性的措施：提高铸型的透气性，降低导热系数；提高铸型的透气性，降低导热系数；确定合理的浇注温度；确定合理的浇注温度；提高金属液的压头；提高金属液的压头；浇注系统结构简单浇注系统结构简单铸件壁厚铸件壁厚>最小允许壁厚最小允许壁厚金属铸造性能 二、合金的收缩1、收缩的概念收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷产生的原因收缩的三个阶段液态收缩凝固收缩固态收缩形成缩孔、缩松（体收缩率）——产生变形和裂纹（线收缩率）几种铁碳合金的体积收缩率合金种类含碳量（%）浇注温度（℃）液态收缩（%）凝固收缩（%）固态收缩（%）总体积收缩（%）线收缩率（%）碳素铸钢白口铸铁灰铸铁0.353.03.51610140014001.62.43.53.04.00.17.865.4~6.33.3~4.212.4612~12.96.9~7.81.38~2.01.35~2.00.8~1.0金属铸造性能 2、铸件的缩孔和缩松缩孔的形成：缩松的形成： 纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。
结晶温度范围大的合金易形成缩松金属铸造性能 缩孔和缩松的防止 定向凝固—— 在铸件可能出现缩孔的厚大部位，通过增设冒口或冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固 结果：使铸件各个部分的凝固收缩均能得到液态金属的补充，而将缩孔转移到冒口之中金属铸造性能 缩孔位置的确定等温线法内切圆法定向凝固的缺点和应用：缺点——铸件成本高，加大铸造内应力（易变形、开裂）应用——体收缩大的合金，如铸钢、铝青铜和铝硅合金等金属铸造性能 3、铸造应力 铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因热应力的形成机械应力的形成减少和消除应力的措施：结构上——壁厚均匀，圆角连接，结构对称工艺上——同时凝固，去应力退火金属铸造性能 同时凝固和定向凝固比较 用于凝固收缩小的灰铸铁铸件用于凝固收缩小的灰铸铁铸件内应力小，工艺简单，节省金属但内应力小，工艺简单，节省金属但同时凝固往往使铸件中心区域出现同时凝固往往使铸件中心区域出现缩松，组织不致密缩松，组织不致密 用于用于收缩大或壁厚差距收缩大或壁厚差距较大，易产生缩孔的合金较大，易产生缩孔的合金铸件，如铸钢、铝硅合金铸件，如铸钢、铝硅合金等。
等定向凝固定向凝固补缩作用好，补缩作用好，铸件致密，但铸件成本高，铸件致密，但铸件成本高，内应力大内应力大金属铸造性能 4、铸件的变形 对于厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆件类、板类及轮类等铸件，当残余铸造应力超过铸件材料的屈服强度时，产生翘曲变形框形铸件变形T形梁铸钢件变形金属铸造性能 用反变形法防止箱体、床身导轨的变形 箱体件反变箱体件反变形量和方向形量和方向 床身导轨的翘床身导轨的翘曲变形及反变形曲变形及反变形金属铸造性能 有的铸件虽无明显的变形，但经切削加工后，破坏了铸造应力的平衡，产生变形甚至裂纹圆柱体铸件加工后的变形表面被加工表面被加工掉一层后掉一层后 心部心部钻孔后钻孔后 从侧面从侧面切去一层切去一层金属铸造性能 5、铸件的裂纹铸钢件结构对热裂纹的影响轮形铸件的冷裂金属铸造性能 三、铸件的常见缺陷 铸件缺陷除缩孔、缩松、变形、开裂外还有：冷隔和浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等夹夹砂砂的的形形式式夹夹砂砂形形成成过过程程金属铸造性能 常见的铸件缺陷常见的铸件缺陷金属铸造性能 。