实验报告工程材料液态成型实验报告学院：土木工程学院 专业：姓名： 学号：实验时间：一、 实验目的和要求1. 了解铸造工艺的基本过程2•通过具体的熔炼浇注工艺，了解基本概念，工艺特点，以用在日常生活中 的具体应用3.了解一种金属材料（A356铝合金）的熔炼基本工序二、 实验原理铸造过程是指将金属置于熔炼炉内的坩埚中，加热熔炼成符合一定要求 的液体并浇铸到锭模或铸模中，经冷却凝固，液态金属转变成固态金属，清 整处理后获得一定形状、尺寸的铸件或铸件的工艺过程铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处 理铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，②特种铸造.根据熔制合金的实际重量W,计算各元素的需要量AA= — xQ100三、 仪器设备实验所用设备包括：加热熔炼炉，熔炼用金属，坩埚，熔炼工具，模具四、 实验内容及实验数据记录1. 了解铸造的基本设备并熟悉其基本操作答：1.压块机：用以将铸造用物料压块的设备物料压块后便于储运及减 少回收再利用过程中运输、冶炼的损耗2. 混砂机：用于混制型砂或芯砂的铸造设备混砂机一般具有下列功能： 将旧砂、新砂、型砂黏结剂和辅料混合均匀。
3•落砂机：利用振动和冲击使铸型中的型砂和铸件分离的铸造设备落砂机的振动源分为机械、电磁和气动4•抛丸机：利用抛丸器抛出的高速弹丸清理或强化铸件表面的铸造设备抛丸机能同时对铸件进行落砂、除芯和清理5. 造芯机：用于制造型芯的铸造设备根据制芯时实砂方法的不同，造芯 机可分为震击式制芯机、挤芯机和射芯机等6. 造型机：用于制造砂型的铸造设备它的主要功能是：填砂，将松散的 型砂填入砂箱中，紧实型砂7•浇注机：为将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的信道包括：浇 口杯，直浇道，横浇道，内浇道2、 配料熔炼 A356 铝合金 20Kg, A356 化学成分：Si 6.5〜7.5%,Mg0.20〜0.40%; 铝为余量，计算各元素Al，Mg，Si的需要量解：镁的需要量为20 * 0.40%=0.08Kg 硅的需要量为20 *7.5%=1.5 Kg 铝的需要量为 20-0.08-1.5=18.42 Kg3. 了解A356合金的熔炼过程答：首先预热铝锭，升温至800摄氏度至铝锭完全熔化；然后加入硅， 保温半小时；至Si完全熔化后，降温至740°C时，加入Cu粉并保温约15min 至完全熔化；再降温至730C时加入Mn，700C时加入Mg，均保温约15min； 升温至730C时，精炼除气，即在合金溶液中加入1%的六氯乙烷；由于精 炼除气后会有一定量的杂质存在，故除气完成后需拔渣，拔渣要求平稳，防 止渣卷入熔体内，扒渣要彻底，因浮渣的存在会增加熔体的含气量，并弄脏 金属。
拔渣结束后需要对合金进行细化和变质处理，将溶液升温到740C， 加入Al-Ti-B细化剂，保温约15分钟使完全熔化；然后升温至750C，加入 变质剂Al-Sr，亦保温约15min使其完全熔到合金中，从而达到细化和变质 的目的五、思考题1. 液态成型定义，分类？答：1、金属的液态成型常称为铸造，铸造是将金属熔炼成符合一定要求 的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性 能的铸件的工艺过程2、铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿 砂型、干砂型和化学硬化砂型3类②特种铸造，按造型材料又可分为以天 然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间 壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料 的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等） 两类2.铸件中常见的缺陷有哪些？答：冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等1冷隔和浇不足液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前, 金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷浇不足时，会使铸件不能获得 完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件 的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度2气孔气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷气孔 的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面 积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性气孔还会降低 铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废另外，气孔对铸件的耐腐蚀 性和耐热性也有不良的影响防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处 增设出气冒口等3粘砂铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂粘砂既影响铸件外 观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命例如铸齿表面有 粘砂时容易损坏，泵或发动机等机器零件中若有粘砂，则将影响燃料油、气体、润滑 油和冷却水等流体的流动，并会玷污和磨损整个机器4 夹砂在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时 极易产生铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受 金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断 裂破碎，留在原处或被带入其它部位铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成 夹砂的倾向性也越大。
5 砂眼在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷6 胀砂 浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的 缺陷为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力， 并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力。