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《金屬材料的液態(tài)成形》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、目錄金屬材料的液態(tài)成形.31概述31.1基本概念31.1基本應用31.2優(yōu)點與不足32鋼鐵的生產過程42.1煉鐵42.2煉鋼53鑄造金屬熔煉.53.1金屬的熔煉63.2熔煉的分類與熔煉過程63.3沖天爐熔煉63.4電弧爐熔煉83.5感應電爐熔煉83.6堪竭爐93.7常用的鑄鐵94澆注114.1澆注壓力114.2澆注系統(tǒng)114.3澆注后的冷凝125液態(tài)合金的工藝性能.135.1合金的流動性135.2合金的收縮156鑄造應力、變形和裂紋.196.1鑄造應力196.2鑄件的變形與防止206.3鑄件的裂紋與防止217鑄件的化學成分偏析.227.1微觀偏析227.2宏觀偏析（區(qū)
2、域偏析）227.3鑄件的結構設計及幾何形狀特征222鑄造成形方法232.1砂型鑄造232.2特種鑄造243半固態(tài)成形.263.1基本概念263.2流變成形263.3觸變成形273.4鑄鍛成形28金屬材料的液態(tài)成形1概述金屬的液態(tài)成型常稱為鑄造，鑄造成形技術的歷史悠久。早在5000多年前，我們的祖先就能鑄造紅銅和青銅制品。鑄造是應用最廣泛的金屬液態(tài)成型工藝。它是將液態(tài)金屬澆注到鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得一定形狀的毛坯或零件的方法。1.1基本應用在機器設備屮液態(tài)成型件所占比例很大，在機床、內燃機、礦山機械、重型機械屮液態(tài)成型件占總重量的70%?90%；在汽車、拖拉機
3、中占50%?70%；在農業(yè)機械中占40%~70%。1.2優(yōu)點與不足1.2.1優(yōu)點液態(tài)成型工藝能得到如此廣泛的應用，是因為它具有如下的優(yōu)點：(1)可制造出內腔、外形很復雜的毛坯。如各種箱體、機床床身、汽缸體、缸蓋等。(2)工藝靈活性大，適應性廣。液態(tài)成型件的大小幾乎不限，其重量可rti幾克到幾百噸，其壁厚可由0.5mm到lm左右。工業(yè)上凡能溶化成液態(tài)的金屬材料均可用于液態(tài)成型。對于塑性很差的鑄鐵，液態(tài)成型是生產其毛坯或零件的唯一的方法。(3)液態(tài)成型件成本較低。液態(tài)成型可直接利用廢機件和切屑，設備費用較低。同時，液態(tài)成型件加工余量小，節(jié)約金屬。但是，金屬液態(tài)成型的工序多
4、，且難以精確控制，使得鑄件質量不夠穩(wěn)定。與同種材料的鍛件相比，因液態(tài)成型組織疏松、晶粒粗大，內部易產生縮孔、縮松、氣孔等缺陷。其機械性能較低。另外，勞動強度大，條件差。近年來，隨著液態(tài)成型新技術、新工藝、新設備、新材料的不斷采用，使液態(tài)成型件的質量、尺寸精度、機械性能有了很大提高，勞動條件到底改善，使液態(tài)成型工藝的應用范圍更加廣闊。液態(tài)材料鑄造成形技術的優(yōu)點：(1)適應性強，兒乎適用于所有金屬材料。(2)鑄件形狀復雜，特別是具有復雜內腔的鑄件，成形非常方便。(3)鑄件的大小不受限制，可以由幾克重到上百噸。(4)鑄件的形狀尺寸，組織性能穩(wěn)定。(5)鑄造投資小、成本低，生
5、產周期短。1.2.2不足液態(tài)材料鑄造成形技術也存在著某些缺點：如鑄件內部組織疏松，品粒粗大，易產生縮孔、縮松、氣孔等缺陷；而外部易產生粘砂、夾砂、砂眼等缺陷。另外鑄件的力學性能低，特別是沖擊韌性較低。鑄造成形工藝較為復雜，且難以精確控制，使得鑄件品質不夠穩(wěn)定。1.2.3鑄造成形技術的發(fā)展⑴提高尺寸精度和表面質量；(2)先進的造型技術及自動化生產線；(3)高效、節(jié)能，減少污染；(4)降低成本，改善勞動條件。2鋼鐵的生產過程鋼鐵的生產過程是一個由鐵礦石煉成生鐵、再由生鐵煉成鋼液并澆注成鋼錠的過2.1煉鐵煉鐵在高爐中進行，其過程為：將鐵礦石、焦碳和石灰石等按一定比例配成爐料
6、，由加料車送入爐內，形成料柱，加料完畢，將爐頂關閉。被熱風爐加熱到900°C?1200°C的熱風，由爐壁上的風口吹入高爐下部，使焦碳燃燒，產生大量的爐氣。炙熱的爐氣在爐內上升，加熱爐料，并與之發(fā)生化學反應，如圖所示為鋼鐵生產過程。圖2-1鋼鐵生產過程示意圖高爐屮發(fā)生的冶金反應有：(1)還原反應：將氧化鐵中的鐵還原。(2)造渣反應：生成低熔點爐渣。(3)滲碳反應：生成碳含量較高，熔點較低的鐵液。爐渣的密度小，浮在鐵液之上，爐渣和鐵液分別從高爐下部的11!渣口和出鐵口排除爐外煉鐵的產品有：(1)煉鋼生鐵一用來煉鋼(2)鑄造生鐵一用來鑄造2.2煉鋼煉鋼的主要任務是將生鐵中多
7、余的碳和其它雜質氧化成氧化物，并使其隨爐氣或爐渣一起去除。間接氧化是煉鋼的主要反應形式，即氧首先與鐵液發(fā)生氧化反應，生成FeO,然后再通過FeO來氧化其它元素。鋼的熔煉方法有：電爐煉鋼、轉爐煉鋼和平爐煉鋼。煉好的鋼液，部分澆入連續(xù)鑄錠機，鑄成“鋼坯”直接用來軋制鋼材；部分澆注到鋼錠模內鑄成一定形狀和尺寸的鋼錠。3鑄造金屬熔煉熔煉是液態(tài)金屬鑄造成形技術過程屮的一個重要環(huán)節(jié)，與鑄件的品質、生產成本、產量、能源消耗以及環(huán)境保護等密切相關。3.1金屬的熔煉在熔煉屮，多種固態(tài)金屬的爐料(廢鋼、生鐵、回爐料、鐵合金、有色金屬等)按比例搭配裝入相應的熔爐中加熱熔化
