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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 金屬材料的性能、檢驗(yàn)及鑄造 [打印本頁]

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作者: 林圍    時間: 2010-8-4 22:44
標(biāo)題: 金屬材料的性能、檢驗(yàn)及鑄造
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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 08:40
文字格式，代樓主帖出來吧！
- D4 D2 @! u4 A7 d* H+ U------------------------------------
$ O0 j: t8 s/ y' ~) }1 B金屬材料的性能、檢驗(yàn)及鑄造
- _- ]5 A" u( U/ h0 ~金屬材料性能
2 Q( ?7 T' o  Q# k* w: S為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應(yīng)具備的性能（工藝性能）。
  材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學(xué)性能也叫機(jī)械性能。
  材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。
& P. S) s; E  H, c  b* P9 {* h  （一）、機(jī)械性能
* c) ^9 Q1 w& m3 ^+ ^  機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。
  1 、強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應(yīng)力。
  2 、屈服點(diǎn)（ бs ）：稱屈服強(qiáng)度，指材料在拉抻過程中，材料所受應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生 0.2%L 。時應(yīng)力值，單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。
2 U" G3 a/ G: ^4 U6 m% @  3 、抗拉強(qiáng)度（ бb ）也叫強(qiáng)度極限指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。
  4 、延伸率（ δ ）：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標(biāo)距長度的百分比。
# Y, ^1 E+ F' x  |) u  5 、斷面收縮率（ Ψ ）材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。
  6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ）
: I# u/ v) M  y. ?  7 、沖擊韌性（ Ak ）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳 / 厘米 2 （ J/cm2 ） .

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 08:42

2 ~. B# s: _! H* T/ N$ R7 }" W4 j
（二）、工藝性能
指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。
8 、鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學(xué)成分不均性。
9 、焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。
10 、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。
11 、冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α （外角）或彎心直徑d 對材料厚度a 的比值表示，a 愈大或d/a 愈小，則材料的冷彎性愈好。
8 K- E. _5 G0 J8 Y. F0 O2 D$ ]12 、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進(jìn)行沖壓叫冷沖壓。檢驗(yàn)方法用杯突試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。
13 、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。
（三）、化學(xué)性能
指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時抵抗發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)的性能。
0 ]4 U6 o+ Q) s5 b14 、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。
15 、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。
% L9 G$ ^6 ?2 U. J/ B金屬材料的檢驗(yàn)
金屬材料屬于冶金產(chǎn)品，從事金屬材料生產(chǎn)、訂貨、運(yùn)輸、使用、保管和檢驗(yàn)必須依據(jù)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)-- 冶金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。對從事金屬材料的工作人員必須掌握標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容。
我國冶金產(chǎn)品使用的標(biāo)準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)（代號為" 國標(biāo)"GB"" ）、部標(biāo)（冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) "YB" 、一機(jī)部標(biāo)準(zhǔn) "JB" 等、）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三級。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 08:45
（一） 包裝檢驗(yàn)
  根據(jù)金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。
  1 ． 散裝：即無包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、生鐵等。
) J- Q5 Y: X  R# J  2 ． 成捆：指尺寸較小、腐蝕對使用影響不大，如中小型鋼、管鋼、線材、薄板等。
  3 ． 成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產(chǎn)品，如馬口鐵、硅鋼片、鎂錠等。
/ z8 L" o# o5 F( p4 ~  4 ． 成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。
對捆箱、軸包裝產(chǎn)品應(yīng)首先檢查包裝是否完整。
（二） 標(biāo)志檢驗(yàn)
2 O$ V9 Q; `; a4 D- L5 O  標(biāo)志是區(qū)別材料的材質(zhì)、規(guī)格的標(biāo)志，主要說明供方名稱、牌號、檢驗(yàn)批號、規(guī)格、尺寸、級別、凈重等。標(biāo)志有；
) D5 |" x& Y  [& n+ c- t  5 ． 涂色：在金屬材料的端面，端部涂上各種顏色的油漆，主要用于鋼材、生鐵、有色原料等。
% o* n) n" Y" C0 v* [/ \1 Z( g  6 ． 打印：在金屬材料規(guī)定的部位（端面、端部）打鋼印或噴漆的方法，說明材料的牌號、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)號等。主要用于中厚板、型材、有色材等。
  7 ． 掛牌：成捆、成箱、成軸等金屬材料在外面掛牌說明其牌號、尺寸、重量、標(biāo)準(zhǔn)號、供方等。
) S( u$ h& r( L# [" t6 ^/ }6 j: @  金屬材料的標(biāo)志檢驗(yàn)時要認(rèn)真辨認(rèn)，在運(yùn)輸、保管等過程中要妥善保護(hù)。
（三） 規(guī)格尺寸的檢驗(yàn)
, n) m% ^0 h7 S$ f$ ^' Q  規(guī)格尺寸指金屬材料主要部位（長、寬、厚、直徑等）的公稱尺寸。
  8 ． 公稱尺寸（名義尺寸）：是人們在生產(chǎn)中想得到的理想尺寸，但它與實(shí)際尺寸有一定差距。
. h2 F6 U4 A* o* e5 q  9 ． 尺寸偏差：實(shí)際尺寸與公稱尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公稱尺寸叫正偏差，小于公稱尺寸叫負(fù)偏差。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍之內(nèi)叫允許偏差，超過范圍叫尺寸超差，超差屬于不合格品。
  10 ． 精度等級：金屬材料的尺寸允許偏差規(guī)定了幾種范圍，并按尺寸允許偏差大 小不同劃為若干等級叫精度等級，精度等級分普通、較高、高級等。
  11 ． 交貨長度（寬度）：是金屬材料交貨主要尺寸，指金屬材料交貨時應(yīng)具有的長（寬）度規(guī)格。
$ Y0 ^9 Y3 \. [& H  12 ． 通常長度（不定尺長度）：對長度不作一定的規(guī)定，但必須在一個規(guī)定的長度范圍內(nèi)（按品種不同，長度不一樣，根據(jù)部、廠定）。
  13 ． 短尺（窄尺）：長度小于規(guī)定的通常長度尺寸的下限，但不小于規(guī)定的最小允許長度。對一些金屬材料，按規(guī)定可交一部分 " 短尺 " 。
% Q! G. w2 M( U$ I  14 ． 定尺長度：所交金屬材料長度必須具有需方在訂貨合同中指定的長度（一般正偏差）。
3 Q% ^9 S" f3 {0 ~6 Y( K  15 ． 倍尺長度：所交金屬材料長度必須為需方在訂貨合同中指定長度的整數(shù)倍（加鋸口、正偏差）。
  規(guī)格尺寸的檢驗(yàn)要注意測量材料部位和選用適當(dāng)?shù)臏y量工具。
$ x) H9 }8 \. R  h- r7 q/ P（四） 數(shù)量的檢驗(yàn)
! d  N8 ?$ _8 j3 |% N6 M$ q  金屬材料的數(shù)量，一般是指重量（除個別例墊板、魚尾板以件數(shù)計(jì)），數(shù)量檢驗(yàn)方法有：
  17 ．按實(shí)際重量計(jì)量：按實(shí)際重量計(jì)量的金屬材料一般應(yīng)全部過磅檢驗(yàn)。對有牢固包裝（如箱、合、桶等），在包裝上均注明毛重、凈重和皮重。如薄鋼板、硅鋼片、鐵合金可進(jìn)行抽檢數(shù)量不少于一批的 5% ，如抽檢重量與標(biāo)記重量出入很大，則須全部開箱稱重。
3 f) G$ [! K7 J' [# R' @; h6 K& \  18 ．按理論換算計(jì)量：以材料的公稱尺寸（實(shí)際尺寸）和比重計(jì)算得到的重量，對那些定尺的型板等材都可按理論換算，但在換算時要注意換算公式和材料的實(shí)際比重。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 08:48
（五） 表面質(zhì)量檢驗(yàn)
4 v- C/ n) Y! e2 t0 X- U  y" ]  表面質(zhì)量檢驗(yàn)主要是對材料、外觀、形狀、表面缺陷的檢驗(yàn)，主要有：
7 w7 i6 [2 d0 ^% G. X' I. X  19 ．橢圓度：圓形截面的金屬材料，在同一截面上各方向直徑不等的現(xiàn)象。橢圓度用同一截面上最大與最小的直徑差表示，對不同用途材料標(biāo)準(zhǔn)不同。
/ Y7 a" n# b; y6 h& W* Q# M
1 |8 g. O$ ~" p0 D4 M, x& v  20 ．彎曲、彎曲度：彎曲就是軋制材料。在長度或?qū)挾确较虿黄街薄⒊是€形狀的總稱。如果把它們的不平程度用數(shù)字表示出來，就叫彎曲度。
( [. C6 \# `- b6 T$ |/ N6 y. a  21 ．扭轉(zhuǎn)：條形軋制材料沿縱軸扭成螺旋狀。
  22 ．鐮刀彎（側(cè)面彎）：指金屬板，帶及接近矩形截面的形材沿長度（窄面一側(cè)）的彎曲，一面呈凹入曲線，另一面對面呈凸出曲線，稱為 " 鐮刀彎 " 。以凹入高度表示。
, {& l/ b' S: l/ t; b. W* W  23 ．瓢曲度：指在板或帶的長度及寬度方向同時出現(xiàn)高低起伏的波浪現(xiàn)象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的數(shù)值叫瓢曲度。
  24 ．表面裂紋：指金屬物體表層的裂紋。
  25 ．耳子：由于軋輥配合不當(dāng)?shù)仍颍霈F(xiàn)的沿軋制方向延伸的突起，叫作耳子。
  26 ．括傷：指材料表面呈直線或弧形溝痕通常可以看到溝底。
1 v0 f' x5 W9 w0 ^" }! e  27 ．結(jié)疤：指不均勻分布在金屬材料表面呈舌狀，指甲狀或魚鱗狀的薄片。
/ s: u5 X6 e0 J' A2 P  28 ．粘結(jié)：金屬板、箔、帶在迭軋退火時產(chǎn)生的層與層間點(diǎn)、線、面的相互粘連。經(jīng)掀開后表面留有粘結(jié)痕跡，叫粘結(jié)。
  29 ．氧化鐵皮：氧化鐵皮是指材料在加熱、軋制和冷卻過程中，在表面生成的金屬氧化物。
6 G, ]  y$ p9 d8 L  30 ．折疊：是金屬在熱軋過程中（或鍛造）形成的一種表面缺陷，表面互相折合的雙金屬層，呈直線或曲線狀重合。
) u2 u/ `/ Z8 }* V5 t  31 ．麻點(diǎn)：指金屬材料表面凹凸不平的粗糙面。
  32 ．皮下氣泡：金屬材料的表面呈現(xiàn)無規(guī)律分布大小不等、形狀不同、周圍圓滑的小凸起、破裂的凸泡呈雞爪形裂口或舌狀結(jié)疤，叫作氣泡。
: n* z3 }4 Q* ~% c$ ^  表面缺陷產(chǎn)生的原因主要上由于生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝卸、保管等操作不當(dāng)。根據(jù)對使用的影響不同，有的缺陷是根本不允許超過限度。有些缺陷雖然不存在，但不允許超過限度；各種表面缺陷是否允許存在，或者允許存在程度，在的關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中均的明確規(guī)定。
  （六） 內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)的保證條件
  金屬材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)依據(jù)是根據(jù)材質(zhì)適應(yīng)不同的要求，保證條件亦不同，在出廠和驗(yàn)收時必須按保證條件進(jìn)行檢驗(yàn)，并符合要求，保證條件分；
9 r5 W, E- p2 i1 j7 O  33 ．基本保證條件：對材料質(zhì)量最低要求，無論是否提出，都得保證，如化學(xué)成份，基本機(jī)械性能等。
0 s- M' z4 L; E5 O, W/ p" P' G  Y  34 ．附加保證條件：指根據(jù)需方在訂貨合同中注明要求，才進(jìn)行檢驗(yàn)，并保證檢驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)定的項(xiàng)目。
$ |( ~" j/ b) b  35 ．協(xié)議保證條件：供需雙方協(xié)商并在訂貨合同中加以保證的項(xiàng)目。
/ r' B1 T( i$ i: ?& ?3 t+ W  36 ．參改條件：雙方協(xié)商進(jìn)行檢驗(yàn)項(xiàng)目，但僅作參考條件，不作考核。
金屬材料內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)主要有機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能、工藝性能、化學(xué)成分和內(nèi)部組織檢驗(yàn)。機(jī)械性能、工藝性能第一部分已介紹，這里只對化學(xué)成分和內(nèi)部組織的檢驗(yàn)方法的原理及簡單過程做概括介紹。
（七） 化學(xué)成分檢驗(yàn)
  b9 U) E( V+ {2 M) z8 ?! ]  化學(xué)成分是決定金屬材料性能和質(zhì)量的主要因素。因此，標(biāo)準(zhǔn)中對絕大多數(shù)金屬材料規(guī)定了必須保證的化學(xué)成分，有的甚至作為主要的質(zhì)量、品種指標(biāo)。化學(xué)成分可以通過化學(xué)的、物理的多種方法來分析鑒定，目前應(yīng)用最廣的是化學(xué)分析法和光譜分析法，此外，設(shè)備簡單、鑒定速度快的火花鑒定法，也是對鋼鐵成分鑒定的一種實(shí)用的簡易方法。
/ z' Y* m* G% A! N  37 ．化學(xué)分析法：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)來確定金屬的組成成分，這種方法統(tǒng)稱為化學(xué)分析法。化學(xué)分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析，可以鑒定出材料含有哪些元素，但不能確定它們的含量；定量分析，是用來準(zhǔn)確測定各種元素的含量。實(shí)際生產(chǎn)中主要采用定量分析。定量分析的方法為重量分析法和容量分析法。
  重量分析法：采用適當(dāng)?shù)姆蛛x手段，使金屬中被測定元素與其它成分分離，然后用稱重法來測元素含量。
  容量分析法：用標(biāo)準(zhǔn)溶液（已知濃度的溶液）與金屬中被測元素完全反應(yīng)，然后根據(jù)所消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計(jì)算出被測定元素的含量。
  38 ．光譜分析法：各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下都能產(chǎn)生自己特有的光譜，根據(jù)元素被激發(fā)后所產(chǎn)生的特征光譜來確定金屬的化學(xué)成分及大致含量的方法，稱光譜分析法。通常借助于電弧，電火花，激光等外界能源激發(fā)試樣，使被測元素發(fā)出特征光譜。經(jīng)分光后與化學(xué)元素光譜表對照，做出分析。
  39 ．火花鑒別法：主要用于鋼鐵，在砂輪磨削下由于摩擦，高溫作用，各種元素、微粒氧化時產(chǎn)生的火花數(shù)量、形狀、分叉、顏色等不同，來鑒別材料化學(xué)成分（組成元素）及大致含量的一種方法。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 08:51
（八）內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)
  常見的內(nèi)部組織缺陷有：
' n0 ]0 U2 k1 X  40 ．疏松：鑄鐵或鑄件在凝固過程中，由于諸晶枝之間的區(qū)域內(nèi)的熔體最后凝固而收縮以及放出氣體，導(dǎo)致產(chǎn)生許多細(xì)小孔隙和氣體而造成的不致密性。
% L% r* X! E2 Y, A9 Y  41 ．夾渣：被固態(tài)金屬基體所包圍著的雜質(zhì)相或異物顆粒。
8 j/ s! A- Y: ?& S, I+ T3 `( j( X  42 ．偏析：合金金屬內(nèi)各個區(qū)域化學(xué)成分的不均勻分布。
  43 ．脫碳：鋼及鐵基合金的材料或制件的表層內(nèi)的碳全部或部分失掉的現(xiàn)象。
5 P( S4 o; K/ F8 F* P4 ?  另外，氣泡、裂紋、分層、白點(diǎn)等也是常見的內(nèi)部組織缺陷，對內(nèi)部組織（晶粒、組織）及內(nèi)部組織缺陷的檢驗(yàn)辦法常用有：
! X$ E! d; \' {; m1 {2 I5 U  44 ．宏觀檢驗(yàn)：利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大鏡觀察金屬材料內(nèi)部組織及缺陷的檢驗(yàn)。常用的方法有斷口檢驗(yàn)、低倍檢驗(yàn)、塔形車削發(fā)紋檢驗(yàn)及硫印試驗(yàn)等。
  主要檢驗(yàn)氣泡、夾渣、分層、裂紋晶粒粗大、白點(diǎn)、偏析、疏松等。
  45 ．顯微檢驗(yàn)：顯微檢驗(yàn)又叫作高倍檢驗(yàn)，是將制備好的試樣，按規(guī)定的放大倍在相顯微鏡下進(jìn)行觀察測定，以檢驗(yàn)金屬材料的組織及缺陷的檢驗(yàn)方法。一般檢驗(yàn)夾雜物、晶粒度、脫碳層深度、晶間腐蝕等。
  46 ．無損檢驗(yàn)：無損檢驗(yàn)有磁力探傷、螢光探傷和著色探傷。磁力探傷用于檢驗(yàn)鋼鐵等鐵磁性材料接近表面裂紋、夾雜、白點(diǎn)、折疊、縮孔、結(jié)疤等。螢光探傷和著色探傷用于無磁性材料如有色金屬、不銹鋼、耐熱合金的表面細(xì)小裂紋及松孔的檢驗(yàn)。
/ o  T: p, Q* r% p; Y  47 ．超聲波檢驗(yàn)：又叫超聲波探傷。利用超聲波在同一均勻介質(zhì)中作直線性傳播。但在不同兩種物質(zhì)的界面上，便會出現(xiàn)部分或全部的反射。因此，當(dāng)超聲波迂到材料內(nèi)部有氣孔、裂紋、縮孔、夾雜時，則在金屬的交界面上發(fā)生反射，異質(zhì)界面愈大反射能力愈強(qiáng)，反之愈弱。這樣，內(nèi)部缺陷的部位及大小就可以通過探傷儀螢光屏的波形反映出來。常用的超聲波探傷有 X 光和射線探傷。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 08:54
金屬型鑄造
) Y, t& D; E! B. V0 o# I( ^8 ^
0 s/ T, Q' }# t$ E6 P( k金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次（幾百次到幾千次）。
  金屬到鑄造與砂型鑄造比較：在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上有許多優(yōu)點(diǎn)。
" i# [+ X4 h3 ]4 C  （ 1 ）金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機(jī)械性能比砂型鑄件高。同樣合金，其抗拉強(qiáng)度平均可提高約 25 ％，屈服強(qiáng)度平均提高約 20 ％，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高；
% Y# l& |$ Y% ~  （ 2 ）鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定 ;
  （ 3 ）鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約 15 ～ 30 ％；
3 i4 A; w0 v) i+ T% B" `  （ 4 ）不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料 80 ～ 100 ％；
  此外，金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高；使鑄件產(chǎn)生缺陷的原因減少；工序簡單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。金屬型鑄造雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。如：
' C, p/ q3 Z% z  (1) 金屬型制造成本高；
  (2) 金屬型不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷 ;
. t9 |: u; B$ q& ^  (3) 金屬型鑄造時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間，以及所用的涂料等，對鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。
  金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。因此，在決定采用金屬型鑄造時，必須綜合考慮下列各因素：鑄件形狀和重量大小必須合適；要有足夠的批量；完成生產(chǎn)任務(wù)的期限許可。
  金屬型鑄件形成過程的特點(diǎn)
  金屬型和砂型，在性能上有顯著的區(qū)別，如砂型有透氣性，而金屬型則沒有；砂型的導(dǎo)熱性差，金屬型的導(dǎo)熱性很好，砂型有退讓性，而金屬型沒有等。金屬型的這些特點(diǎn)決定了它在鑄件形成過程中有自己的規(guī)律。
型腔內(nèi)氣體狀態(tài)變化對鑄件成型的影響：金屬在充填時，型腔內(nèi)的氣體必須迅速排出，但金屬又無透氣性，只要對工藝稍加疏忽，就會給鑄件的質(zhì)量帶來不良影響。
  鑄件凝固過程中熱交換的特點(diǎn)：金屬液一旦進(jìn)入型腔，就把熱量傳給金屬型壁。液體金屬通過型壁散失熱量，進(jìn)行凝固并產(chǎn)生收縮，而型壁在獲得熱量，升高溫度的同時產(chǎn)生膨脹，結(jié)果在鑄件與型壁之間形成了 “ 間隙 ” 。在 “ 鑄件一間隙一金屬型 ” 系統(tǒng)未到達(dá)同一溫度之前，可以把鑄件視為在 “ 間隙 ” 中冷卻，而金屬型壁則通過 “ 間隙 ” 被加熱。
金屬型阻礙收縮對鑄件的影響：金屬型或金屬型芯，在鑄件凝固過磋甲無退讓性，阻礙鑄件收縮，這是它的又一特點(diǎn)。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 09:02
金屬型鑄造工藝
  1 金屬到的預(yù)熱
% a  |; q) ]" R$ S- ~  未預(yù)熱的金屬型不能進(jìn)行澆注。這是因?yàn)榻饘傩蛯?dǎo)熱性好／液體金屬冷卻決，流動性劇烈降低，容易使鑄件出現(xiàn)冷隔、澆不足夾雜、氣孔等缺陷。未預(yù)熱的金屬型在澆注時，鑄型，將受到強(qiáng)烈的熱擊，應(yīng)力倍增，使其極易破壞。因此，金屬型在開始工作前，應(yīng)該先預(yù)熱，適宜的預(yù)熱溫度（即工作溫度），隨合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)和大小而定，一般通過試驗(yàn)確定。一般情況下，金屬型的預(yù)熱溫度不低于 1500C 。
  金屬型的預(yù)熱方法有：
6 G7 v. |1 P5 C. G  （ 1 ）用噴燈或煤氣火焰預(yù)熱；（ 2 ）采用電阻加熱器；（ 3 ）采用烘箱加熱，其優(yōu)點(diǎn)是溫度均勻，但只適用于小件的金屬型；（ 4 ）先將金屬型放在爐上烘烤，然后澆注液體金屬將金屬型燙熱。這種方法，只適用于小型鑄型，因它要浪費(fèi)一些金屬液，也會降低鑄型壽命。
/ {: ]6 P7 x  B2 金屬型的澆注
- z- J1 X+ d  K  金屬型的澆注溫度，一般比砂型鑄造時高。可根據(jù)合金種類、如化學(xué)成分、鑄件大小和壁厚，通過試驗(yàn)確定。下表中數(shù)據(jù)可供參考。
4 c7 Q% I. y5 f. s各種合金的澆注溫度
9 m7 \% F: F4 ^9 `5 L合金種類 澆注溫度 ℃ 合金種類 澆注溫度 ℃
鋁錫合金 350 ～ 450 黃銅 900 ～ 950
鋅合金 450 ～ 480 錫青銅 1100 ～ 1150
鋁合金 680 ～ 740 鋁青銅 1150 ～ 1300
鎂合金 715 ～ 740 鑄鐵 1300 ～ 1370
  由于金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應(yīng)做到先慢，后快，再慢。在澆注過程中應(yīng)盡量保證液流平穩(wěn)。
) n" N+ ~+ s9 z4 j7 T- u3 鑄件的出型和抽芯時間
0 k7 b: Y# @& o$ z# h- N/ ]9 F  如果金屬型芯在鑄件中停留的時間愈長，由于鑄件收縮產(chǎn)生的抱緊型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金屬型芯在鏡件中最適宜的停留時間，是當(dāng)鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍，并有足夠的強(qiáng)度時，這時是抽芯最好的時機(jī)。鑄件在金屬型中停留的時間過長，型壁溫度升高，需要更多的冷卻時間，也會降低金屬型的生產(chǎn)率。
  最合適的拔芯與鑄件出型時間，一般用試驗(yàn)方法確定。
9 O+ E! p) C3 \1 w3 J$ H4 金屬型工作溫度的調(diào)節(jié)
  要保證金屬型鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，首先要使金屬型在生產(chǎn)過程中溫度變化恒定。所以每澆一次，就需要將金屬型打開，停放一段時間，待冷至規(guī)定溫度時再澆。如靠自然冷卻，需要時間較長，會降低生產(chǎn)率，因此常用強(qiáng)制冷卻的方法。冷卻的方式一般有以下幾種：
  （ 1 ）風(fēng)冷：即在金屬型外圍吹風(fēng)冷卻，強(qiáng)化對流散熱。風(fēng)冷方式的金屬型，雖然結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低，但冷卻效果不十分理想。
2 c' z( r7 q) e  （ 2 ）間接水冷：在金屬型背面或某一局部，鑲鑄水套，其冷卻效果比風(fēng)冷好，適于澆注銅件或可鍛鑄鐵件。但對澆注薄壁灰鐵鑄件或球鐵鑄件，激烈冷卻，會增加鑄件的缺陷。
  （ 3 ）直接水冷：在金屬型的背面或局部直接制出水套，在水套內(nèi)通水進(jìn)行冷卻，這主要用于澆注鋼件或其它合金鑄件，鑄型要求強(qiáng)烈冷卻的部位。因其成本較高，只適用于大批量生產(chǎn)。
# w# n( {6 H+ s  h  如果鑄件壁厚薄懸殊，在采用金屬型生產(chǎn)時，也常在金屬型的一部分采用加溫，另一部分采用冷卻的方法來調(diào)節(jié)型壁的溫度分布。
) s- P$ z! D3 P, z- h" \+ X3 v  5 金屬型的涂料
  在金屬型鑄造過程中，常需在金屬型的工作表面噴刷涂料。涂料的作用是：調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度；保護(hù)金屬型，防止高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊；利用涂料層蓄氣排氣。
  根據(jù)不同合金，涂料可能有多種配方，涂料基本由三類物質(zhì)組成： 1 ．粉狀耐火材料（如氧化鋅，滑石粉，鋯砂粉、硅藻土粉等）； 2 ．粘結(jié)劑（常用水玻璃，糖漿或紙漿廢液等）； 3 ．溶劑（水）。具體配方可參考有關(guān)手冊。
  涂料應(yīng)符合下列技術(shù)要求：要有一定粘度，便于噴涂，在金屬型表面上能形成均勻的薄層；涂料干后不發(fā)生龜裂或脫落，且易于清除；具有高的耐火度；高溫時不會產(chǎn)生大量氣體；不與合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（特殊要求者除外）等。
; t/ E9 x, I- n/ n  e' h5 M6 復(fù)砂金屬型 ( 鐵模復(fù)砂 )
8 a! G6 m! f' E9 @$ W  涂料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度，但采用刷涂料的金屬型生產(chǎn)球墨鑄鐵件（例如曲軸），仍有一定困難，因?yàn)殍T件的冷速仍然過大，鑄件易出現(xiàn)白口。若采用砂型，鑄件冷速雖低，但在熱節(jié)處又易產(chǎn)生縮松或縮孔，在金屬型表面復(fù)以 4 － 8mm 的砂層，就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。
  T% x. x. r8 d  x) F: @  復(fù)砂層有效地調(diào)節(jié)了鑄件的冷卻速度，一方面使鑄鐵體不出白口，另一方面又使冷速大于砂型鑄造。金屬型無潰散性，但很薄的復(fù)砂卻能適當(dāng)減少鑄件的收縮阻力。此外金屬型具有良好的剛性，有效地限制球鐵石墨化膨脹，實(shí)現(xiàn)了無冒口鑄造，消除疏松，提高了鑄件的致密度。如金屬型的復(fù)砂層為樹脂砂，一般可用射砂工藝復(fù)砂，金屬型的溫度要求在 180 ～ 200℃ 之間。復(fù)砂金屬型可用于生產(chǎn)球鐵，灰鐵或鑄鋼件，其技術(shù)效果顯著。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 09:05
7 金屬型的壽命
  提高金屬型壽命的途徑為：
# ~1 g. i% U* Z  1 ．選用導(dǎo)熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，而且強(qiáng)度較高的材料制造金屬型；
  2 ．合理的涂料工藝，嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范；
  3 ．金屬型結(jié)構(gòu)合理，制造毛坯過程中應(yīng)注意消除殘余應(yīng)力；
! X( l0 i+ r" z  4 ．金屬型材料的晶粒要細(xì)小。
4 B. v: U' h8 P, o) b. k. i+ g' u  金屬型鑄件的工藝設(shè)計(jì)
  根據(jù)金屬型鑄造工藝的一些特點(diǎn)，為了保證鑄件質(zhì)量，簡化金屬型結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮它的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，首先必須對鑄件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并制訂合理的鑄件工藝。
8 T# j$ _# S; p  [6 R0 Z1 鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性分析
  金屬型鑄造結(jié)構(gòu)工藝性的好壞，是保證鑄件質(zhì)量，發(fā)揮金屬型鑄造優(yōu)點(diǎn)的先決條件。合理的鑄造構(gòu)應(yīng)遵循下列原則：
  1 ）鑄造結(jié)構(gòu)不應(yīng)阻礙出型，防礙收縮； 2 ）厚差不能太大，以免造成各部分溫差懸殊，從而引起鑄件縮裂和縮松； 3 ）限制金屬型鑄件的最小壁厚。
  另外，對鑄件非加工面的精度和光潔度應(yīng)要求適當(dāng)。
2 鑄件在金屬型中的澆注位置
  鑄件的澆注位置直接關(guān)系到型芯和分型面的數(shù)量、液體金屬的導(dǎo)入位置，冒口的補(bǔ)縮效果，排氣的通暢程度以及金屬型的復(fù)雜程度等。選擇澆注位置的原則如下：
6 m5 W. _/ g- O: k5 Z, k  1 ．保證金屬液在充型時流功平穩(wěn)，排氣方便，避免液流卷氣和金屬被氧化；
. K0 k6 c8 P. h  2. 有利于順序凝固，補(bǔ)縮良好，以保證獲得組織致密的鑄件；
  3 ．型芯數(shù)目應(yīng)盡量減少，安放方便、穩(wěn)定、而且易于出型；
& ~+ I! s1 x' }  4 ．有利于金屬型結(jié)構(gòu)簡化，鑄件出型方便等。
8 p. a! Q: p% ]2 D3 鑄性分型面的選擇
  分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類（垂直、水平混合分型或曲面分型）三種。選擇分型面的原則如下：
  1 ．為簡化金屬型結(jié)構(gòu)，提高稿件精度，對形狀教簡單的鑄件最好都布置在半型內(nèi)，或大部分布置在半型內(nèi)；
  2 ．分型面數(shù)目應(yīng)盡量少，保證鑄件外形美觀，鑄件出型和下芯方便；
  3 ．選擇的分型面應(yīng)保證設(shè)置澆冒口方便，金屬充型時流動平穩(wěn)，有利于型腔里的氣體排出；
  4 ．分型面不得選在加工基準(zhǔn)面上；
" i. y6 c, y4 R# F& i2 F  5 ，盡量避免曲面分型，減少拆卸件及活決數(shù)量。
4 澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)
) W1 F7 I6 |2 N% w" ^# I  根據(jù)金屬型鑄造的某些特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時須注意以下幾點(diǎn)：金屬澆注速度大，超過砂型的約 20 ％。其次，在液體金屬充型時，型腔里的氣體要能順利排除，其流向應(yīng)盡可能與液流方向一致，順利的將氣體擠向冒口或出氣冒口；此外，應(yīng)注意使液體金屬在充型時流動平穩(wěn)，不產(chǎn)生渦流，不沖擊型壁或型芯，更不可產(chǎn)生飛濺。
  金屬型的澆注系統(tǒng)一般分為頂注式底注式和側(cè)注式三類。
  1 ）頂注式，其熱分布較合理，有利于順序凝固，可減少金屬液的消耗，但金屬液流動不平穩(wěn)，易進(jìn)法，鑄件高時，易沖擊型膠底部或型芯。若用于澆注鋁合金件，一般只適用于鑄件高度小于 100 毫米的簡單件；
  2 ）底注式，金屬液流動較平穩(wěn)，有利于排氣，但溫度分布不合理，不利于鑄件順利凝固；
9 r, r7 s: V$ c  3 ）側(cè)注式，兼有上述兩者的優(yōu)點(diǎn)，金屬液流動平穩(wěn)，便于集渣，排氣等，但金屬液消耗大，澆口
. e* ]6 n) J: h# p清理工作量大。
  金屬型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與砂型鑄造基本相似，但由于金屬型壁不透氣，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能有利于降低金屬液流速，流動平穩(wěn)，減少其對型壁的沖刷。除應(yīng)保證型腔內(nèi)氣體有充裕的時間排除外，還保證在充型過程中不得產(chǎn)生噴濺。
  當(dāng)用金屬型澆注黑色金屬時，由于鑄件冷速大，液流的粘度急劇增加，因此多采用封閉式澆口，其各部分截面積比例為： F 內(nèi)： F 橫： F 直＝ 1 ： 1.15 ： 1.25
2 U2 T% R$ X& y, }) h  P5 冒口設(shè)計(jì)
, y( E& N+ c  \+ u2 V2 I4 [$ w  金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時具有同等的作用：即為補(bǔ)縮、集渣和排氣。它的設(shè)計(jì)原則也與砂型用冒口相同。由于金屬型冷卻速度大，而冒口又常采用保溫涂料或砂層，因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。
4.4.6 金屬型鑄件的工藝參數(shù)
  由于金屬型工藝的特點(diǎn)，其鑄件的工藝參數(shù)與砂型鑄件略有區(qū)別。金屬型鑄件的線收縮率不僅與合金的線收縮有關(guān)，還與鑄件結(jié)構(gòu)、鑄件在金屬型中收縮受阻的情況、鑄件出型溫度，金屬型受熱后的膨脹及尺寸變化等因素有關(guān)，其取值還要考慮在試澆過程中留有修改尺寸的余地。
  為取出金屬型芯和鑄件，在鑄件的出芯和出型方向應(yīng)取適當(dāng)斜度，對各種不同合金鑄件的鑄造斜度參閱有關(guān)手冊。
! X( t3 v9 @; \金屬型鑄件精度一般比砂型鑄件高，所以加工裕量可較小，一般在 0.5 ～ 4mm 之間。
在確定鑄件工藝參數(shù)之后，就可繪制金屬型鑄件工藝圖，該圖與砂型鑄件的工藝圖基本相同。
- c: G5 \/ J4 @5 ]: i# b8 d金屬型的設(shè)計(jì)
2 a; N* e* H  p0 z4 P+ r$ E  鑄件工藝圖繪制之后，就可進(jìn)行金屬型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括確定金屬型的結(jié)構(gòu)、尺寸、型芯、排氣系統(tǒng)和頂桿機(jī)構(gòu)等。
. e+ \( [2 f0 r4 C0 |! a  對設(shè)計(jì)的金屬型應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，選材合理，安全可靠。 . 金屬型的結(jié)構(gòu)形式

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作者: 東海fyh126    時間: 2010-8-5 09:07
老馬功夫不錯，貼出來看著頭暈。。。。。。。。。

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作者: 憨老馬    時間: 2010-8-5 09:08
1 金屬型的結(jié)構(gòu)形式
0 H' R9 X( Y+ E& ?  金屬型的結(jié)構(gòu)取決于鑄件形狀、尺寸大小；分型面數(shù)量；合金種類和生產(chǎn)批量等條件。按分型面位置，金屬型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：
  1 ．整體金屬型，鑄型無分型面，結(jié)構(gòu)簡單，但它只適用于形狀簡單，無分型面的鑄件；
  2 ．水平分型金屬型，它適用于薄壁輪狀鑄件。
+ g6 n7 M$ s; K. Q2 N; k+ s9 v  3 ．垂直分型金屬型，這類金屬型便于開設(shè)澆冒口和排氣系統(tǒng)，開合型方便，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)；多用于生產(chǎn)簡單的小鑄件；
  4 ．綜合分型金屬型：它由兩個或兩個以上的分型面組成，甚至由活塊組成，一般用于復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。操作方便，生產(chǎn)中廣泛采用。
. k/ G" C9 y( n  2 金屬型主體設(shè)計(jì)
  金屬型主體系指構(gòu)成型腔，用于形成鑄件外形的部分。主體結(jié)構(gòu)與鑄件大小，其在型中的澆注位置，分型面以及合金的種類等有關(guān)。在設(shè)計(jì)時應(yīng)力求使型腔的尺寸準(zhǔn)確；便于開設(shè)澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，鑄件出型方便，有足夠的強(qiáng)度和剛度等。
* [2 d) Z1 O$ x8 u/ j% m6 g/ t  3 金屬型芯的設(shè)計(jì)
8 C5 I7 q% U; R  根據(jù)鑄件的復(fù)雜情況和合金的種類可采用不同材料的型芯。一般澆注薄壁復(fù)雜件或高熔點(diǎn)合金（如銹鋼、鑄鐵）時，多采用砂芯，而在澆注低熔點(diǎn)合金（如鋁、鎂合金）時，大多采用金屬芯。在同一鑄件上也可砂芯和金屬芯并用。
4 金屬型的排氣
  在設(shè)計(jì)金屬型時就必須有排氣設(shè)施，其排氣的方式有以下幾種：
1 _! Y1 T3 p- u) Z  1 ．利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進(jìn)行排氣。
  2 ．開排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上，芯座或頂桿表面上做排氣槽。
8 j0 ]# Z9 Q& f/ `0 y. n; y6 D  3 ．設(shè)排氣孔。排氣孔一般開設(shè)在金屬型的最高處。
' H; c% c* j7 C1 b  4. 排氣塞是金屬型常用的排氣設(shè)施
, W- @4 h6 y1 C1 Z5 頂出鑄件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
  金屬型腔的凹凸部分，對鑄件的收縮會有阻礙，鑄件出型時就會有阻力，必須采用頂出機(jī)構(gòu)，方可將鑄件項(xiàng)出。在設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)時，須注意下面幾點(diǎn)：防止頂傷鑄件，即防止鑄件被頂變形或在鑄件表面頂出凹坑；防止頂桿卡死，首先是頂桿與頂桿孔的配合間隙要適當(dāng)。如果間隙過大易鉆入金屬，過小則可能造成卡死的現(xiàn)象。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)最好采用 D4 ／ dC4 級配合。
6 金屬型的定位、導(dǎo)向及鎖緊機(jī)構(gòu)
  金屬型合型時，要求兩半型定位準(zhǔn)確，、一般采用兩種辦法，即定位銷定位和 “ 止口 ” 定位。對于上下分型，而分型面為圓形時，可采用 “ 止口 ” 定位，而對于矩形分型面大多采用定位銷定位。定位銷應(yīng)設(shè)在分型面輪廓之內(nèi)，當(dāng)金屬型本身尺寸較大，而自身的重量也較大時，要保證開合型定位方便，可采導(dǎo)向形式。
% @9 I1 n* \" x) O  7 金屬型材料的選擇
! o! a7 {7 n5 t: U  從金屬型的破壞原因分析可以看到，制造金屬型的材料，應(yīng)消足下列要求：耐熱性和導(dǎo)熱性好，反復(fù)受熱時不變形，不破壞；應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性，機(jī)械加工性好。
* `2 m/ o( f- E0 t4 r5 O# f' B  鑄鐵是金屬型最常用的材料。其加工性能好，價(jià)廉，一般工廠均能自制，并且它又耐熱、耐磨，是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時，才使用碳鋼和低合金鋼。
  采用鋁合金制造金屬型，在國外已引起注意，鋁型表面可進(jìn)行陽極氧化處理，而獲得一層由 Al2O3 及 Al2O3&#8226;H2O 組成的氧化膜，其熔點(diǎn)和硬度都較高，而且耐熱、耐磨。據(jù)報(bào)導(dǎo)這種鋁金屬型，如采用水冷措施，它不僅可鑄造鋁件和銅件，同樣也可用來澆注黑色金屬鑄件。

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