常用合金铸件生产
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压铸常用材料及生产常见问题机械工程师在选择压铸材料时,应当根据产品的作用性能、工艺性能、生产条件、经济性以及压铸材料的特点等各种因素,合理选择正确的压铸材料。
常用的机械零件压铸材料包括铝合金、锌合金和镁合金等。
铝合金是目前应用最多的压铸材料,广泛应用于汽车工业、摩托车工业、航空航天等。
铝合金的特点如下:(1)铝合金的密度较小,仅为铁、铜、锌的1/3左右,比强度和比刚度高是其突出优点。
(2)铝合金具有良好的导电、导热性能。
(3)铝合金抗氧化腐蚀性能好。
在空气中,铝的表面容易生成一层致密的三氧化二硫氧化膜,能阻止进一步被氧化。
(4)铝合金具有良好的压铸性能。
铝合金压铸工艺简单,成形及切削加工性能良好,具有较高的力学性能及耐蚀性,是代替钢铁铸件最具潜力的合金。
(5)铝合金的高温力学性能很好,在低温下工作时同样保持良好的力学性能。
(6)铝合金的缺点是容易在最后凝固处产生大的集中缩孔。
此外,铝合金与铁有很强的亲和力,易粘模,应在冷室压铸机上压。
锌合金也比较常见,锌合金的特点如下:(1)锌合金具有优良的铸造性能、力学性能、韧性,在传统的机械件、五金件、锁具、玩具等行业应用很广。
(2)锌合金具有优良的电和热传导性能、良好的振动阻尼特性、良好的电磁屏蔽性能’在电子、电信、家电产品上应用不断增长。
(3)锌合金是一种通用、可靠、低成本的材料,易于压铸生产。
锌合金具有良好的压铸性能,因此更容易压铸形状复杂、薄壁、尺寸精度高的产品。
由于锌合金的薄壁铸造性能,可实现产品轻量化和降低成本的要求。
(4)与铝合金和镁合金相比,锌合金具有较高的抗拉强度、屈服强度、冲击韧度和硬度、较好的伸长率。
(5)锌合金压铸件表面非常光滑,可不作表面处理直接使用,同时也比较容易进行各种表面处理,如抛光、电镀、喷涂等,以获得更佳的表面质量。
(6)锌合金熔点低,在385℃熔化,相比于铝合金和镁合金,锌合金最容易压铸成形。
(7)耐蚀性差。
当锌合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,将会逐渐老化而发生变形,表现为体积胀大、力学性能(特别是塑性)显著下降,时间长了就会破裂。
有色合金铸件的制造常用有色合金包括铜、铝、镁、、锌、铅、锡、钛及其合金等。
中的一种金属或几种元素组成的合金。
其中主要以铜及铜合金和铝合金制造的铸件应用最多。
如纯铜铸件主要利用其高导电、导热性;铜合金主要利用其抗腐蚀及耐磨性。
此外,铝合金比重轻、导电和导热性好、也有好的耐腐蚀性能,因此也常用来制造铸件,如汽车上的缸体、缸盖和进气管等。
一、铜合金和铝合金的熔炼一般的,有色合金的熔点低、在高温下极易氧化和吸气,使铸件产生气孔和夹杂。
坩埚炉的加热可以采用焦碳、油、电阻丝和感应电流。
而且熔炼时,应采取相应的除气、除渣的措施,以提高其纯净度。
1、铝合金的熔炼特点(1)氧化和吸气的产生液态下的铝合金极易氧化,形成熔点高达2050℃的A12O3,其比重稍大于铝,且它很稳定,不易分解,而是以非金属夹杂物的形式悬浮在液态铝合金中,很难去除。
此外,液态下的铝合金还极易吸收氢气,而在随后的冷却过程中,由于氢气在液态铝合金中的溶解度的降低,过饱和的氢将以气泡形式析出,在铝合金铸件上形成气孔。
对于结晶温度范围较宽的铝合金,初生树晶将使剩余液体分隔成许多小液区,当这些小液体区凝固收缩后,便形成有一定真空度的小空隙,这些小空隙为氢的析出创造了条件,从而在这些部位形成针孔,使铸件的气密性降低,机械性能降低。
(2)精炼方法为减少铝合金的氧化和吸气,常在熔炼时往熔炼坩埚内加KCl、NaCl等盐类溶剂,并将液态铝合金覆盖,使之与炉气隔绝。
为了排除已吸入的气体,一般应在液态铝合金出炉前或浇注前进行精炼。
精炼方法有很多,常用的有通气法、氯化物精炼法或真空法。
1)通气法通气法有两类,一类是通入不会与铝合金发生化学反应的气体,如氮气或惰性气体。
当氮气以气泡形式从液态铝合金中上浮时,可以将液态铝合金中的氢气随气泡一起带出。
同时,气泡在上升过程中,会吸附一些固态夹杂物,使其浮至液面而被清除。
另一类通入的气体是能与铝合金液体发生化学作用,如氯气。
有下列反应:3Cl2+2Al=2AlCl3Cl2+H2=2HClAlCl3和HCl在熔炼条件下都是气体,它们在上浮过程中,会将液态铝合金中的气体和固态夹杂物带出。
机械制造基础复习题机械制造基础复习主要内容第⼀篇⾦属材料知识第⼀章⾦属材料的主要性能1.⼒学性能、强度、塑性、硬度的概念? 表⽰⽅法?⼒学性能(F)——材料在外⼒作⽤下所表现出的特性。
强度(σ)------材料在外⼒作⽤下,抵抗塑性变形和断裂的能⼒。
塑形------材料在外⼒作⽤下,产⽣永久变形⽽不引起破坏的能⼒硬度(布⽒硬度HB&洛⽒硬度H R)------是材料抵抗更硬的物体压⼊其内的能⼒。
2.布⽒和洛⽒硬度法各有什么优缺点?下列情况应采⽤哪种硬度法来检查其硬度?布⽒硬度(H R)优点:测试值稳定,准确度⾼。
缺点:测量费时,压痕⼤,不适合成品检验。
洛⽒硬度(HRC)优点:测试简单、迅速,压痕⼩、不损伤零件,可⽤于成品检验。
缺点:测得的硬度值重复性较差,需在不同部位测量数次。
库存钢材---布⽒硬度硬质合⾦⼑头----洛⽒硬度锻件---布⽒硬度台虎钳钳⼝---洛⽒硬度3.下列符号所表⽰的⼒学性能指标的名称和含义是什么?σb:抗拉强度:抗拉强度是材料在拉断前承受最⼤载荷时的应⼒。
σs:屈服点:屈服点是拉伸试样产⽣屈服时的应⼒。
δ:伸长率:试样拉断后,其标距的伸长与原始标距的百分⽐称为伸长率。
HRC :140kgf主载荷120°的⾦刚⽯圆锥体的压头测得的硬度。
HBS :硬度的⼀种指标。
第⼆章铁碳合⾦1.⾦属的结晶过程,⾦属的晶粒粗细对其⼒学性能有什么影响?如何细化铸态晶粒?形核,长⼤。
⾦属是由许多⼤⼩、形状、晶格排列⽅向均不相同的晶粒所组成的多晶体。
⼀般⾦属的晶粒越细⼩,其⼒学性能越好。
细化的⽅法:变质处理;增⼤过冷度;机械的振动和搅拌;热处理;压⼒加⼯再结晶。
2.什么是同素异晶转变?室温和1100℃时的纯铁晶格有什么不同?在固态下,随着温度的变化,⾦属的晶体结构从⼀种晶格类型转变为另⼀种晶格类型的过程。
室温体⼼⽴⽅晶格;1100℃是⾯⼼⽴⽅晶格。
3.⾦属的晶体结构类型? 铁碳合⾦的基本组织A、F、M、P体⼼⽴⽅和⾯⼼⽴⽅。