材料液态成型工艺学课件

材料液态成型工艺学课件汇报人：小无名24contents目录液态成型工艺概述液态成型基本原理铸造工艺设计基础特种铸造工艺液态成型缺陷分析与防止液态成型新技术与新工艺液态成型工艺概述01液态成型是指将原材料加热至液态或半固态，然后通过特定的模具或工艺手段，使其冷却固化成为所需形状和性能的产品的一种加工方法。根据原材料的性质和成型工艺的不同，液态成型可分为铸造、锻造、焊接、压铸等多种类型。液态成型定义与分类液态成型分类液态成型定义液态成型工艺特点液态成型工艺可适用于各种金属和非金属材料，以及复杂形状和结构的产品制造。液态成型工艺可通过精确的模具设计和先进的加工设备，实现高精度的产品成型。液态成型工艺可实现自动化和连续化生产，提高生产效率和降低成本。液态成型工艺可充分利用原材料的流动性，减少材料浪费和降低能耗。适应性广成型精度高生产效率高材料利用率高机械制造航空航天能源化工建筑装饰液态成型工艺应用液态成型工艺在机械制造领域应用广泛，如铸造汽车发动机缸体、锻造曲轴等。液态成型工艺可用于制造石油化工设备、核电站反应堆压力容器等能源化工领域的关键部件。航空航天领域对材料性能和产品精度要求极高，液态成型工艺可满足其高精度、高性能的制造需求。液态成型工艺可生产各种建筑装饰材料，如铝合金门窗、塑钢窗等。液态成型基本原理02123液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。液态金属充型能力的概念金属液本身的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构。影响液态金属充型能力的因素提高金属液的流动性、改善铸型填充条件、改进铸件结构。改善液态金属充型能力的措施液态金属充型能力03减少凝固收缩的措施设置冒口和冷铁、采用定向凝固原则、合理确定内浇道位置及浇注工艺。01液态金属凝固收缩的概念液态金属在冷却凝固过程中，体积和尺寸减小的现象。02凝固收缩对铸件质量的影响缩孔、缩松、内应力、变形和开裂。液态金属凝固收缩影响液态金属流动性的因素化学成分、温度、杂质和合金元素。提高液态金属流动性的措施适当提高浇注温度、选用合适的合金成分、净化金属液。液态金属流动性的概念液态金属在重力作用下流动的能力。液态金属流动性铸造工艺设计基础03

铸造工艺方案制定确定铸造方法根据铸件的材料、结构、尺寸精度和生产批量等要求，选择合适的铸造方法，如砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。设计浇注系统根据铸件的结构和工艺要求，设计合理的浇注系统，包括浇口、冒口、直浇道、横浇道等，以确保金属液顺利充型并凝固。设计补缩系统针对铸件可能出现的缩孔、缩松等缺陷，设计相应的补缩系统，如冒口、冷铁等，以确保铸件内部组织致密。根据铸件的材料和工艺要求，确定合适的浇注温度，以确保金属液具有良好的流动性和充型能力。浇注温度浇注速度浇注时间控制金属液的浇注速度，避免过快或过慢导致铸件出现缺陷。根据铸件的大小和复杂程度，确定合适的浇注时间，以确保金属液充分凝固。030201铸造工艺参数确定造型设备制芯设备熔炼设备辅助设备铸造工艺装备选择01020304选择适合生产批量和铸件结构的造型设备，如震压造型机、射压造型机等。根据铸件内腔结构的要求，选择合适的制芯设备，如射芯机、冷芯盒制芯机等。根据铸件材料的要求，选择合适的熔炼设备，如冲天炉、电弧炉、感应电炉等。包括砂处理设备、涂料设备、烘干设备等，以确保铸造生产的顺利进行。特种铸造工艺04利用金属模具进行铸造的方法，金属模具可以反复使用，生产效率高。金属型铸造原理铸件尺寸精度高，表面质量好，力学性能优异。金属型铸造特点适用于生产形状复杂、精度要求高的中小型铸件，如汽车发动机缸体、缸盖等。金属型铸造应用金属型铸造在高压下将熔融金属压入金属模具中，并在压力下凝固成型的铸造方法。压力铸造原理生产效率高，铸件尺寸精度高，力学性能优异。压力铸造特点适用于生产形状复杂、薄壁、高强度的中小型铸件，如汽车零部件、航空航天零件等。压力铸造应用压力铸造低压铸造特点铸件组织致密，力学性能优异，表面质量好。低压铸造原理在较低的压力下将熔融金属压入模具中，并在压力下凝固成型的铸造方法。低压铸造应用适用于生产形状复杂、精度要求高的中小型铸件，如汽车轮毂、发动机缸体等。低压铸造利用离心力将熔融金属甩入模具中，并在离心力作用下凝固成型的铸造方法。离心铸造原理铸件组织致密，力学性能优异，生产效率高。离心铸造特点适用于生产形状简单、壁厚较大的中小型铸件，如钢管、钢锭等。同时也可用于生产双金属复合材料和异形截面铸件。离心铸造应用离心铸造液态成型缺陷分析与防止05气孔缺陷液态成型过程中，气体在金属液中的溶解度随温度下降而降低，当气体来不及逸出时，就会在铸件内形成气孔。防止措施包括控制金属液含气量、提高型砂透气性和采用合理的浇注系统等。夹杂物缺陷夹杂物是指在液态成型过程中，金属液内或金属液与型壁间混入的非金属物质。防止措施包括净化金属液、控制型砂质量和采用合理的浇注系统等。气孔与夹杂物缺陷液态成型时，由于金属液冷却收缩，在铸件最后凝固部位未能得到金属液的补充而形成的孔洞。防止措施包括合理设计铸件结构、控制凝固顺序和采用冒口、冷铁等工艺措施。缩孔缺陷在铸件内部或表面呈现分散、细小的缩孔，即称为缩松。防止措施包括控制金属液凝固过程、采用孕育处理和变质处理等。缩松缺陷缩孔与缩松缺陷液态成型时，由于金属液流动不畅或中断，在铸件中形成的不规则缝隙。防止措施包括提高金属液流动性、改进浇注系统和控制浇注温度等。冷隔缺陷液态成型时，由于金属液未能充满型腔而造成的铸件残缺。防止措施包括提高金属液充型能力、改进浇注系统和控制浇注温度等。浇不足缺陷冷隔与浇不足缺陷裂纹与变形缺陷裂纹缺陷液态成型时，由于应力作用或金属液收缩等原因，在铸件内部或表面形成的裂纹。防止措施包括控制金属液成分和温度、改进铸型结构和采用时效处理等。变形缺陷液态成型时，由于铸件各部分冷却速度不同而产生的内应力，使铸件发生变形。防止措施包括控制铸件结构、改进铸型结构和采用合理的时效处理等。液态成型新技术与新工艺06原理通过提高冷却速度，使液态金属在极短时间内凝固，获得细小、均匀的晶粒组织。优点提高材料力学性能、耐磨性、耐蚀性等；扩大合金固溶度，提高合金元素利用率。应用领域铝合金、镁合金、钛合金等轻合金材料制备；高温合金、金属间化合物等高性能材料制备。快速凝固技术优点提高材料纵向力学性能、耐磨性、耐蚀性等；消除横向晶界，降低材料脆性。应用领域高温合金涡轮叶片、燃气轮机叶片等航空航天领域；电力电子器件基片等电子领域。原理在凝固过程中，通过控制温度梯度和凝固速度，使晶粒沿特定方向生长，形成定向排列的晶粒组织。定向凝固技术原理降低成形力、提高成形精度和表面质量；减少模具磨损和能源消耗；实现近净成形和短流程生产。优点应用领域铝合金、镁合金等轻合金材料制备；汽车、航空航天等高端制造领域。在金属凝固过程中，通过控制温度、压力和搅拌等工艺参数，获得具有触变性的半固态浆料，然后