北京航空材料研究院铸造高温合金及工艺发展40年

北京航空材料研究院铸造高温合金及工艺发展40年

陈荣章

【期刊名称】《材料工程》

【年(卷),期】1998(000)010

【摘要】简要介绍了航空材料研究院４０年来在铸造高温合金及工艺包括熔炼，铸造，定向凝固及细晶铸造等领域取得的成就。

【总页数】1页(3)

【关键词】高温合金;熔模铸造;定向凝固;单晶;铸造合金

【作者】陈荣章

【作者单位】北京航空材料研究院

【正文语种】中文

【中图分类】TG132.32

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铝合金铸造工艺简析

铝合金铸造工艺简析 一、铸造的分类 重力铸造、低压铸造、压力铸造，我厂主要为重力铸造，利用重力自行流入模具，通过结晶器进行梯度降温，让铝合金按顺序凝固的铸造方式铸造铸棒。 二、铝液的熔炼 铝合金熔炼简单知识 影响铝液质量的主要因素：铝液中的含气量和氧化夹杂物。在铝合金熔体（铝液）中溶解的气体有：、、CO、、（碳氢化合物）等气体；其中以为主。分析铝合金中的气体成分，证明占85﹪以上，因而铝合金的“含气量”可以近似地视为“含氢量”。铝液中的氢主要来自高温铝液和溶解在其中的水发生化学反应生成氢。 铝液中气体的主要来源： １.燃料：火焰反射炉熔炼铝合金时，煤气中的水分以及燃烧时产生的水分易进入熔体（铝液）； ２.大气：熔炼过程中，大气中的水蒸气被熔体（铝液）吸收； ３.炉衬：烘炉不彻底时，炉衬表面吸附的水分以及砌制时泥浆中的水分在熔炼头几个班次时对熔体（铝液）中的气体含量将有明显的影响； ４.炉料：吸附在炉料（包括铝锭和辅料）表面上的湿气，在熔

化过程中起化学作用而产生的氢将被溶解，如果炉料放置过久，且表面有油污，对熔体（铝液）的吸气量尤有影响； ５.熔炼工具：如果熔炼工具干燥不好，易使熔体（铝液）的吸气量增加； ６.倒料过程中：如果熔体（铝液）落差大或液流翻滚过急时也会使气体及氧化夹杂卷入熔体（铝液）； 高温时铝和水汽的反应： 2Al+3O +3（溶入铝液中） 当在水汽比较多的环境下，剧烈反应，引起爆炸，造成事故。 当在干空气条件下（水分较少），水汽也能和铝液起反应，因此在铝液中总是含有一定数量的氢。 铝液中的氧化夹杂： 铝液与空气中的氧气O2、氮气N2、在高温下发生化学反应生成氧化夹杂物，其中以生成的氧化膜（Al2O3)对铝液的污染最大。这些氧化夹杂的熔点都较高，如氧化铝的熔点约为2050℃，所以铝液中的氧化夹杂主要以固态形式存在，严重影响我们熔炼的铝液质量。氧化夹杂表面疏松，能吸附空气中的水汽和氢，增加了铝液中的气体含量。 熔炼过程中，熔体（铝液）由于氧化而变成某些不能回收的金属氧化物时，这种损失统称为烧损。烧损大小与炉型、铝料状态和生产工艺有关。如：铝料表面积越大（即铝料越细碎）其烧损也越大，而且由于镁为易燃金属，烧损极大。为了避免和减少烧损，我公司主要

北京科技大学2018年《534专业综合》考研大纲_北科大考研论坛

北京科技大学2018年《534专业综合》考研大纲 一、考试性质与范围 适用于“机械工程”、“车辆工程”等专业硕士研究生的入学考试，为复试科目。包含《机械制图》、《机械设计》、《机械制造工艺基础》、《自动控制原理》等四部分内容，为专业综合考试。 二、考试基本要求 全面掌握机械类（含机械工程、车辆工程等）专业的基础理论，理解和熟练掌握课程的重点内容，具备运用课程知识、方法解决问题的能力。 三、考试形式与分值 1.笔试，闭卷。 2.满分为150分，四部分内容各约占25%。 3.可携带尺、计算器等。 四、考试内容 第一部分机械制图 1、各种位置直线、平面的投影特性 2、常见回转体（圆柱、圆锥、球）截交线、相贯线的分析作图 3、组合体的画法、尺寸标注、识图方法 4、机件的表达方法 （1）视图表达：基本视图、向视图、局部视图、斜视图的画法和标注； （2）剖视图表达：剖视图的概念，全剖、半剖、局部剖的画法与标注； （3）断面表达：断面图的概念，移出断面与重合断面的画法与标注； （4）简化画法及规定画法。 5、标准件（螺纹及螺纹连接件、键、销、滚动轴承）的规定画法和标记方法 6、圆柱齿轮的基本参数、尺寸关系和规定画法 7、零件图 零件的表达方案确定；零件图的尺寸标注；表面粗糙度；极限与配合；零件常见工艺结构；零件图的绘制和阅读。 8、装配图 装配图的规定画法、特殊画法；常见装配结构；掌握阅读装配图的方法和步骤，能看懂中等复杂程度的装配图，并拆画零件图。 第二部分机械设计 1、机械设计总论 机械零件疲劳强度理论，机械零件的材料和热处理。 2、摩擦磨损与润滑 摩擦磨损和润滑的分类；液体动压润滑行成条件。 3、柔性传动（带传动和链传动） 传动特点及应用；传动设计计算；张紧。 4、齿轮传动 齿轮失效形式；齿轮材料及许用应力；计算载荷；齿轮受力分析及强度计算； 5、蜗杆传动 失效形式及材料选择；受力分析及强度计算；热平衡计算。 6、轴 轴的受力分析与分类；轴的强度计算。

铝合金铸造常见缺陷与对策

铝铸件常见缺陷及整改办法 铝铸件常见缺陷及整改办法 1、欠铸（浇不足、轮廓不清、边角残缺）： 形成原因： （1）铝液流动性不强，液中含气量高，氧化皮较多。 （2）浇铸系统不良原因。内浇口截面太小。 （3）排气条件不良原因。排气不畅，涂料过多，模温过高导致型腔内气压高使气体不易排出。 防止办法： （1）提高铝液流动性，尤其是精炼和扒渣。适当提高浇温和模温。提高浇铸速度。改进铸件结构，调整厚度余量，设辅助筋通道等。 （2）增大内浇口截面积。 （3）改善排气条件，增设液流槽和排气线，深凹型腔处开设排气塞。使涂料薄而均匀，并待干燥后再合模。 2、裂纹： 特征：毛坯被破坏或断开，形成细长裂缝，呈不规则线状，有穿透和不穿透二种，在外力作用下呈发展趋势。冷、热裂的区别：冷裂缝处金属未被氧化，热裂缝处被氧化。 形成原因： （1）铸件结构欠合理，收缩受阻铸造圆角太小。 （2）顶出装置发生偏斜，受力不匀。

（3）模温过低或过高，严重拉伤而开裂。 （4）合金中有害元素超标，伸长率下降。 防止方法： （1）改进铸件结构，减小壁厚差，增大圆角和圆弧R，设置工艺筋使截面变化平缓。 （2）修正模具。 （3）调整模温到工作温度，去除倒斜度和不平整现象，避免拉裂。 （4）控制好铝涂成份，成其是有害元素成份。 3、冷隔： 特征：液流对接或搭接处有痕迹，其交接边缘圆滑，在外力作用下有继续发展趋势。 形成原因： （1）液流流动性差。 （2）液流分股填充融合不良或流程太长。 （3）填充温充太低或排气不良。 （4）充型压力不足。 防止方法： （1）适当提高铝液温度和模具温度，检查调整合金成份。（2）使充填充分，合理布置溢流槽。 （3）提高浇铸速度，改善排气。 （4）增大充型压力。

铝合金车轮低压铸造工艺

铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中流入型腔。待金属液凝固以后，将炉膛中的压缩空气释放，未凝固的金属从升液管中流回到炉中。控制流入炉膛空气的压力、速度,就可以控制金属流入型腔中的速度和压力，并能让金属在压力下结晶凝固，压力一般不超过 1 ㎏/㎝2。这种工艺特点是铸件在压力下结晶，组织致密，机械性能好；低压另一个特点就是用一个升液管将铸型直接和炉膛连通，在压力的作用下，直接浇注铸型，不用冒口，浇口也很小。所以金属的利用率高。 2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 汽车铝合金车轮的结构特征：汽车铝合金车轮有大有小，有正偏距，有负偏距，有二片式，有三片式，都是圆形铸件，轮缘是均匀壁厚，面积比较大，轮辐比较厚，轮辐和轮缘交接处热节都比较大。而铝轮毂的浇注系统只有一个小浇口，没有冒口。轮辐多半作为横浇道，但是轮辐的位置是由轮毂的结构所决定的，不是由铸造工艺的设计者来决定的。因此偏距小，或负偏距车轮，会让铸造工艺设计者很头痛。然而轮毂的正面为装饰面，一般要求较高，要求精加工、车亮面、抛光、电镀，而低压铸造正好可以把轮毂的正面放在下模，放在浇口的旁边，在压力下结晶，得到致密的组织。使得低压铸造轮毂正面加工以后，表面质量，表面光洁度都比较好。 3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 工艺设计之前，轮毂设计之初，需考虑与轮毂相关的几个基本内容。首先要正确的计算结构强度，这是影响到它生产出来以后安全使用的问题，另一个重要问题是否方便于铸造工艺，是否有利于机加，抛光和电镀，是否有利于减少废品降低成本，提高铸件整体质量，设计一款美观的车轮是不能不考虑它的铸造、加工工艺性的。 4 汽车铝轮低压铸造模具设计 模具设计之前工艺方案是重大的原则问题，方案错了，整个模具设计将全功尽废，如果设计不当，不从铸造工艺角度上去考虑，会极大地影响铸造厂去生产出完美的致密的铸件来。所以在确定模具的设计方案之前，要请专家和现场工作者进行评审。根据产品结构的特点（要注意完全符合顺序凝固条件的产品结构是很少的）评审出一个能创造顺序凝固条件的模具设计方案。模具设计者要深黯与之相关的铸造设备和铸造工艺，设计者要多到现场去请现场的工作者指导。动手设计时要对以下方面进行考虑： a在轮毂的零件图上画出轮毂各部份的加工余量； b在上下模和型芯各个部位，需要考虑适当的拔模斜度； c为了考虑铸件的顺序凝固，对铸件壁厚要通过“补贴”调整圆角，减小热节等措施来尽量符合“壁厚梯度”原则，还要在铸件补缩的距离上给予适当的壁厚考虑，在必要的地方要考虑风冷或水冷，总之整个模具从轮缘到浇口要创造一个顺序凝固的温度场。 d铸型的排气，特别在大平面或死角部分； e在铸件的凸台部份考虑是否用铜块，增加冷却速度；

铸造合金及其熔炼铸铁部分复习题

第一篇铸铁及其熔炼 1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。 2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用 （1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少； （2）共晶转变和共析转变出现三相共存区； （3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度； （4）减小奥氏体区域。 3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。 7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优， 8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨 Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型 9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。 10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。 11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶； 12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。 13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。 14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用: (1)反石墨化元素,珠光体稳定元素;

铸造铝合金锭生产过程中的设备管理效益

铸造铝合金锭生产过程中的设备管理效益 发表时间：2017-12-18T10:31:28.000Z 来源：《基层建设》2017年第26期作者：王剑 [导读] 摘要：我国铝产业还存在产能过剩、铝产品附加值较低、企业无序竞争严重、企业规模小、企业自主创新能力较弱等问题。 新疆众和股份有限公司新疆乌鲁木齐 830013 摘要：我国铝产业还存在产能过剩、铝产品附加值较低、企业无序竞争严重、企业规模小、企业自主创新能力较弱等问题。在铝合金制造企业之间的竞争力集中体现在产品的竞争力，优质、价廉具有竞争力的产品，是在生产现场利用具有良好技术状态的各种机械设备完成的，具有生产优质铝合金产品的企业，相信都是十分重视包括设备在内的管理及先进性。在批量生产铸造铝合金锭过程中，本文将进行分析，如何有效的设备管理为企业创造更大的经济效益。 关键词：铸造铝合金锭；趋势；设备管理；效益 1 前言 随着我国汽车工业的快速发展，铸造铝合金产业发展迅速，产能和品种大幅度提高，常用铸造铝合金包含A356.2、ZL102、ZL104、A380、ADC12等牌号，整体保持了较好的发展势头。然而，由于废铝料只有一小部分再生为变形铝合金，约1/4再生成炼钢用的脱氧剂，大部分用于再生铸造用铝合金，致使铸造铝合金附加值相对低，受到激烈市场竞争的影响，我国使用电解原铝液铸造铸造铝合金锭的生产制造企业越来越意识到危机。在生产作业过程中，需要通过各种手段实现降本增效。 2 铸造铝合金分类及其生产流程 铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金体系，具有与变形铝合金相同的强化机理﹙除应变强化外﹚，他们主要的差别在于：铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除含有强化元素之外，还必须含有足够量的共晶型元素﹙通常是硅﹚，以使合金有相当的流动性，易与填充铸造时铸件的收缩缝。目前基本的合金只有以下6类：（1）Al-Cu合金（2）Al-Cu-Si合金（3）Al-Si合金（4）Al-Mg合金（5）Al-Zn-Mg合金（6）Al-Sn合金。 一般铸造铝合金锭的生产流程为：添料（固态+液态）-熔化-精炼-扒渣-在线精炼-过滤-铸锭-检验-入库，设备使用贯穿整个生产流程，合理配置生产设备，合理恰当安排设备的运转，可充分发挥设备效能，增加经济效益。 3 熔铸技术的发展特点及趋势对设备的影响 熔铸技术的发展特点及趋势：（1）优化铝合金的化学成分、主要元素配比和微量元素的含量，如使杂质元素Na含量质量分数 ≤0.0003%。（2）强化和优化铝熔体在线净化处理技术，尽量减少熔体中的H和夹杂物的含量，如使每100gA1中H含量小于0.1ml，不断提高铝合金的纯净度。（3）强化和优化细化处理和变质处理技术，不断改进和完善Al-Ti-B，Al-Ti-C等细化工艺，改进Sr、Na、P等变质处理工艺。（4）采用先进的熔铝炉型和高效喷嘴，不断提高熔炼技术和热效率。（5）采用先进的铸造方法，如电磁铸造、油气混合润滑铸造、矮结晶器铸造、内导式液压铸造机等以提高生产效率和产品质量，节能降耗、降低成本。（6）采用先进均匀化处理设备与工艺，如近熔点均匀化、分级均匀化工艺等，提高铸锭的化学成分、组织与性能的均匀性。 企业根据市场的需要，生产出满足市场用户需求的产品，设备的良好技术状态是生产合格产品的必要条件。但随着下游企业的不断发展，客户需求进一步提升，同时随着熔铸技术发展，各企业根据市场的变化调整战略。其中关键设备功能会更多会优化，设备自动化程度会更高，技术更先进，效率更高，设备自动化程度高，虽然对设备管理及设备维护要求更高，但企业有了活力，会健康发展，会有竞争力。 4 生产铸造铝合金锭的设备选择及效益 4.1在线除气设备的选型及改造效益 铝合金熔体有一定的吸气性，氢是最易溶解的气体，占90%左右。以吸附、溶解和化合状态存在的气体，对铝合金性能和铸锭的质量有不良影响。某厂铸造铝合金锭批量生产在线精炼，其依据为1小时内铸造铝锭产量为主，选型在线除气铝熔体流量l5t/h的设备，即流过15t 以下的铝熔体时，有较好的除气效果。主要结构为：外壁为钢壳；顶为自动升降机构，安装有2个石墨转子；内衬是陶瓷材料，具有不粘铝的功能。根据化学动力学原理，要求惰性气体与铝合金液体的接触时间越长越好、接触面积越大越好，即气泡尽可能地小一些，以达到接触面积最大化。前期使用半年后发现存在以下问题：转子透气转头尺寸10cm偏小，不能将气体充分打碎，除气效果一般；石墨转子转柄部分，抗液铝侵蚀能力差，最多运行10天；内衬整体为陶瓷材料，壁厚12cm以上，制作成本较高，内壁损坏时，增加生产成本。技术人员同样创新思维，在后期使用时，分别对其进行改造：（1）转子转头部分尺寸增加到15cm，氮气气泡很容易打碎，吸氢能力提高，保证产品质量；（2）转柄部分表面采用氧化镀层，抗液铝佼蚀能力加强，可以运行30天左右，全年可减少使用转子70余套，创效10余万元；（3）陶瓷内衬壁厚减小到5cm，与铁壳之间的剩余空间用普通耐火材料填充塞实，成本不足万元，同样使用半年，年节约创效2万余元。 4.2制氮机的增添及效益 在炉内铝液充惰性气体精炼，一般为氮气或氩气，是靠精炼剂或气体的吸附作用和化学反应达到去除氢的目的；铸锭时的在线充惰性气体精炼（在线除气），是靠惰性气体吸附达到去除氢的目的。两环节是铸造铝合金锭生产的关键步骤，需要大量99.999%的惰性气体。每生产一炉25t产品，若需要普通灌装氮气10瓶，类似于气割作业用的乙炔瓶，压力不低于1.0MPa，高纯氮气的市场价格为每瓶40元左右。如果月生产3500t的铸造铝合金锭，仅氮气发生费用就高达5.6万元，全年近70万元，若使用高纯氩气进行精炼除气，成本更高。而购置安装一台制氮机，也只是增加投资10万元左右.整台设备功率10kW，月消耗用电5000kW/h左右，累计全年电耗费用不足4万元，全年备件消耗5万元以下，只要生产正常进行，年可节约创效近60万元。 4.3铸锭机等设备的维护效益 先进的设备管理即是企业生产力的管理，不仅要为生产服务，更主要的是为提高企业效益服务。按照这一理念，某厂除上述创新思维努力创效外，围绕铸锭机和在线除气等，从设备零部件出发，从设备细节管理出发，高标准严要求，又采取了许多措施：（1）把设备看成生命线，领导亲自巡检、评比和考核设备管理工作；（2）目标明确，为企业经济效益服务；（3）充分发挥设备效益，利用率追求10；（4）推行点检制度，推广全员维修和预防维修，摸索制定常用零配件更换周期，利用诊断技术预防停机故障；（5）自修、检修与社会化修理相结合，采用最经济的维修方法；（6）严格控制备件贮备与资金占用，费用减到最小；（7）定期开展专业培训，提升员工素质。通过上述维护措施，取得了明显效果：（1）设备运行比较稳定，基本杜绝了非计划停机，避免了应急生产和抢修带来的繁重体力劳

铝合金铸造技术篇

国兴金属制品有限公司教育训练教材 铝合金铸造技术篇 一、前言： 铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。 铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。 影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品 质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。 二、熔炼设备 熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。 在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。 而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。 在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。 以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气 的来源必然可观。 三、铝汤处理之目的： 在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱

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1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中

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铝合金板锭铸造工艺技术操作规程

铝合金板锭铸造工艺技术操作规程

1 铸造工艺参数（详见附表） 2 铸造前的准备 （1）上岗前要穿戴好劳保用品。 （2）查看上班记录及当班工艺卡片，明确当班工作任务。 （3）检查铸造井、在线精炼装置、过滤盆、Al-Ti-B丝喂料机等是否正常，水盘翻板开启是否正常，底座升降是否正常，石墨转子及加热套管是否正常，发现问题及时处理。 （4）检查液压站油泵、冷却水泵、控制操作台是否正常，水阀门是否灵活、可靠，结晶器各进水管是否连接可靠、无漏水，检查结晶器油润滑系统是否正常，发现问题及时处理。 （5）检查制氮机组的氮气（或氩气瓶）纯度及压力是否符合要求。（6）准备好生产所需导流管、浮漂、石棉绳、润滑油、硅酸铝岩棉等材料。 （7）将渣箱吊放至在线除气及过滤箱紧急排放口下。 （8）做好各种工器具的除锈、预热工作，确保加入的原材料干燥。（9）结晶器检查 ①检查结晶器的形状尺寸，若尺寸误差超出要求范围，应及时调正。 ②检查结晶器水孔是否堵塞，若堵塞，用细钢丝将水孔内的杂物捅掉，使其保持畅通。 ③检查冷却水温、水压和流量是否正常，看泄流阀工作是否正常。 ④检查铸造水盘翻板上的螺丝是否紧固，清理干净翻板上的杂物。 ⑤检查活动溜槽导流管安装尺寸是否符合要求。 （10）将结晶器安装平稳牢固，确保结合部位密封严实，不漏水。（11）检查结晶器内壁是否光滑，若不光滑，用湿布蘸柴油擦洗并用细纱布打磨光滑，然后用毛刷在结晶器内壁均匀涂上一层润滑油。引

锭头上表面涂刷润滑油。 （12）启动液压系统电源，关上井盖，使底座上升到结晶器内20mm 左右。 （13）用石棉绳将结晶器与引锭头之间的缝隙塞紧压平。 （14）将氮气+CC4管路和在线精炼装置连接牢靠，检查在线精炼装置是否漏气。 （15）陶瓷过滤板必须加热至600℃以上方可使用，安装时一定要将其四周塞实，加上压铁，以防在浇铸过程中浮起。 （16）在过滤盆和在线除气装置之间的流槽中安放好过滤网。（17）调整活动溜槽位置，使导流管口正对结晶器底座中央，然后用硅酸铝岩棉和过滤布将活动流槽和过滤盆连接密封好。 （18）调整好Al-Ti-B丝喂料机喂料速度，喂料量按技术要求进行控制。 （19）查看铝液成分、温度及静置时间是否符合铸造工艺要求。 3 铸造开头操作 （1）打开炉眼，放出铝液，换上新塞子。 （2）启动Al-Ti-B丝喂料机，使Al-Ti-B丝均匀地熔化在铝液中。（3）打开氮气（或氩气）阀门，调整好压力，启动在线精炼装置。铸造前5分钟将除气装置的转子提前落下放入箱体内。 （4）进行开头作业时采用低冷却水压、慢供流、低铝水平控制，这样可以防止因流量过大、过快造成漏铝或悬挂。 （5）在打底操作时，铝液温度不宜太低，以防导流管出铝孔堵塞，若堵塞时可用钎子及时捅开。打开供水蝶阀并调整好流量，调整回水阀开度。打底时的水量为正常水量的1/3-1/2。 （6）铝液进入结晶器后，迅速用预热的渣铲将底座上的铝液摊平，当结晶器内的铝液高度没过石棉绳时，停止供流，打出氧化渣。停留5-10秒，待周围金属开始凝固后，按下降按钮，逐渐加大冷却水量，

铝合金铸造工艺

铝合金铸造工艺 一、铸造概论 铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1)流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。 (2)收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷 到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性 对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。 缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。 ②线收缩 线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。 对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。 (3)热裂性 铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。

北京科技大学铸造答案doc

习题五 班级姓名成绩 一、试对轴承盖铸件，选择两个可能的分型面，用符号表示在图上，并比较其优缺点，按你认为最好的分型面用符号表示出加工余量、拔模斜度和型芯轮廓，并指出造型方法。 材质：HT150 数量：单件生产 技术要求：保证φ126与φ90、φ74同心 二、如图所示的具有大平面的铸件，有下列几种分型面和浇注位置方案，合理的是（ A ）。 三、下图所示铸件为连接盘，试分析在单件小批生产时的分型面和浇注位置。

四、简述铸件选择分型面的一般原则，并在下图水管堵头的图中画出其合理的分型面位置。 五、试选择下图飞轮铸件的分型面和浇注位置，并说明理由。

分型面应往下移 六、标出下图所示铸件的最佳分型面和浇注位置，并简述理由。 七、下图铸件所示为轴承座，试分析在单件小批或成批生产时的分型面位置及造型方法。

八、何为零件图、铸件工艺图、木模图及铸型合箱图? 答：零件图：完整表达零件形状、尺寸和各种精度的工程图。 铸件工艺图：在零件图上表达出铸件形状、尺寸和各种铸造工艺过程的图。 木模图：从铸件工艺图上扒下的、用于表达做铸型的木模的形状和尺寸的图。 铸型合箱图：从铸件工艺图上扒下的、用于表达包括浇注系统在内的铸型合箱后的图。 九、通常，砂型铸造的浇注系统有哪几部分组成，其功能是什么？ 答： 浇注系统的组成：①外浇口②直浇口③内浇口④横浇口 浇注系统功能：①平稳地将金属液充满型腔，避免冲坏型壁和型芯； ②挡住熔渣进入型腔 ③调节铸件的凝固顺序 十、何为特种铸造？常用的特种铸造有哪四种？各适合生产什么铸件？ 答： 特种铸造：砂型铸造以外的铸造方法的统称。 常用特种铸造有：金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造四种；它们分别适合大批低熔点金属铸件、结构复杂不切削小型铸件、大批小型低熔点有色铸件和大批瓦类或套类铸件。 习题六 班级姓名成绩

铝合金铸造工艺简介

铝合金铸造工艺简介 一、铸造概论 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1) 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 (2) 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在

北京科技大学焊接答案doc

习题九 班级姓名成绩 一、焊接方法分类如何？手工电弧焊属于哪一类？为什么？ 答：焊接方法分类：熔化焊，压力焊，钎焊。 手工电弧焊属于熔化焊。 因为有填充金属，其熔化后形成熔池，熔池凝固形成焊缝。 二、从减少焊接应力的角度考虑，拼焊如图所示的钢板时，应怎样确定焊接顺序？试在图中标出，并说明理由。 答：先焊接短的焊缝；再焊接长的。 三、焊接应力产生的根本原因是什么？减少和消除焊接应力的措施有哪些？ 答：金属材料具有热胀冷缩的基本属性。由于焊件在焊接过程中是局部受热且各部分材料冷却速度不同，因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形，引起了应力。焊接时局部加热是焊件产生应力与变形的根本原因。 减小焊接应力的工艺措： （1）选择合理的焊接顺序；设计时，焊缝不要密集交叉，截面和长度也应尽可能小。（2）预热法即在焊前将工件预热到350～400℃，然后再进行焊接。预热可使焊接金属和周围金属的温差减小，焊后又比较均匀地同时缓慢冷却收缩，因此，可显著减小焊接应力，也可同时减小焊接变形。 （3）焊后退火处理这也是最常用的、最有效的消除焊接应力的一种方法。整体退火处理一般可消除80%～90%的焊接应力。

四、制造如图所示的卧式贮罐，壁厚为16mm，人孔直径450mm，人孔管高250mm，排污管120×10（mm），原材料是16Mn（化学成分为0.16%C，1.4%Mn。0.4%Si），钢板尺寸2000×5000×16（mm）生产数量：3台 1.画出贮罐外表图，并表示出焊接缝布置。（接管焊缝不标） 2.选择下表所列的焊接方法、接头型式和坡口形状 3.简述石油贮罐的组装和焊接顺序 答：1）焊接筒身纵想焊缝； 2）焊接筒身的环焊缝及两边的封头； 3）焊接人孔和排污管。 五、阐述电弧焊的冶金特点： 答：答：电弧焊的冶金过程特点①焊接电弧和熔池金属的温度远高于一般的冶金温度，氧化、吸气、蒸发现象严重；②熔池体积小，周围又是温度低的冷金属，熔池处于液态的时间很短，冷却速度极快，冶金反应不完全，易产生气孔、夹渣等缺陷；焊件形成较大的热应力。

A356铸造铝合金生产工艺流程

A356铸造铝合金生产工艺流程 目录 第一章概述 第一节铝合金的定义、性质和用途 第二节铝合金的分类及表示方法 第三节 A356合金的成分、组织和性能 第四节 A356合金的生产设备 第二章 A356合金的生产工艺 第一节 A356合金的生产工艺流程第二节熔炼 （1）铝熔体的特点 （2）铝熔体的精炼与净化 （3）熔炼工艺参数对铸锭质量的影响 第三节铸造 （1）铸造方法的分类 （2）铸造原理 （3）铸造工艺参数对铸锭质量的影响 第四节熔铸工艺 （1）配料工艺 （2）熔炼工艺 （3）铸造工艺 （4）取样工艺

第三章 A356合金常见缺陷及预防措施 第一节化学成分 第二节外观质量 第三节低倍针孔度 （1）针孔的定义与分类 （2）针孔形成的原因 （3）形成气孔的H2来源 （4）预防针孔形成的工艺措施 第一章概述 第一节铝合金的定义、性质和用途 所谓铝合金就是在工业纯铝中加入适量的其他元素，使铝的本质得到该善，以满足工业上和人们生活中的各种需要。由于其比重小，比强度高，具有良好的综合性能，因此，被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器皿制造等方面。 第二节铝合金的分类及表示方法 铝合金可分为两大类：变形铝合金和铸造铝合金，变形铝合金要先铸成锭，用于压延或拉伸，如：管、棒和板等；铸造铝合金，用于铸造固定铸件，如：活塞、汽缸和支架等。 变形铝合金牌号的表示方法大致有两种： 1、国家标准

用第一个字母L表示工业纯铝或铝合金，（取铝的汉语拼音第一个字母）。 第二个字母表示铝合金类别，下面几个字母分别表示： G——工业高纯铝 F——防锈铝合金 Y——硬铝合金 C——超硬铝合金 D——锻造铝合金 T——特殊铝合金 字母后面的数字表示该类合金的序号。如LF3表示3号防锈铝合金；LD2表示2号锻造铝合金；LY12表示12号硬铝合金；LC4表示4号超硬铝合金；LT21表示21号特殊铝合金。 2、引用美国四位数铝合金牌号表示方法，作为国家标准第一位数字表示铝合金系列，如： 1XXX 表示纯铝 2XXX 表示AL－Cu系合金 3XXX 表示AL－Mn系合金 4XXX 表示AL－Si系合金 5XXX 表示AL－Mg系合金 6XXX 表示AL－Mg－Si系合金 7XXX 表示AL－Zn系合金 8XXX 表示AL和其它元素的合金 9XXX 表示尚未使用的系列 最后两位数字表示某种具体的铝合金或铝的纯度，第二位数字表示对原来的合金或杂质范围的修改。 铸造铝合金牌号的表示方法：

铝合金件金属型铸造工艺附设备

铝合金件金属型铸造工艺及设备 发布时间：2010-03-05 09:34:04 阅读：27次 1．概述 铝合金件金属型铸造方法由于其生产率高、劳动环境清洁、铸件表面光洁和内部组织致密等优点而被广泛应用。尤其是汽车发动机部件，日、美、英、德和意等工业发达国家很多采用金属型重力浇注方法生产汽车发动机铝缸体、铝缸盖和铝活塞。近几年，我国许多厂家也引进先进金属型设备或自制设备生产汽车发动机缸盖、进气管和活塞等铝铸件。金属型铸铝技术也广泛应用于航空、航天、高压电器、电力机械以及仪器仪表等行业。铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法（压铸、低压铸造和砂型铸造等）相比主要具有如下几方面的优势： 1）几何尺寸和金相组织等综合质量好。 2）较低压及高压铸造工艺灵活，可生产较复杂铸件。 3）更有利于大批量生产，实现高度自动化和简化维修；在同等生产规模下，与高、低压铸造相比，铸造设备和金属型等工装的一次性投资更低。 2．铝合金件金属型铸造工艺技术 （1）铝合金件金属型铸造工艺设计金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。 l）铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布，进而影响铸件的生产效率，尺寸精度等内、外质量。因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定。百分之百的缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液，铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证了铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷，缸盖成品率

铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程

铝合金熔炼与铸造工艺 规范与流程 Revised by Chen Zhen in 2021

铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程 资料来源：全球铝业网铝业知识频道一、铝合金熔炼规范 （1）总则 ①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T 9438-1999《铝合金铸件》、JISH 5202-1999《铝合金铸件》、ASTM B 108-03a《铝合金金属型铸件》、GB/T 15115-1994《压铸铝合金》、JISH 5302-2006《铝合金压铸件》、ASTM B 85-03《铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。 ②本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。一般采取石墨坩埚或铸铁坩埚。铸铁坩埚须进行液体渗铝。 （2）配料及炉料 1）配料计算 ①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。 ②铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。 2）金属材料及回炉料 ①新金属材料 铝锭：GB/T 1196－2002《重熔用铝锭》

铝硅合金锭：GB/T 8734-2000《铸造铝硅合金锭》 镁锭： GB 3499-1983《镁锭》 铝铜中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 铝锰中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 各牌号的预制合金锭：GB/T 8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH 2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTM B 197-03《铸造铝合金锭》、JISH 2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996《铸造铝合金锭》等。 ②回炉料 包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。 回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50% 。 3）清除污物 为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。 4）炉料预热 预热一般为350～450℃下保温2～4h。Zn、Mg、RE在200～250℃下保温2～4h。在保证坩埚涂料完整和充分预热的情况下，除Zn、Mg、Sr、Cd及RE等易燃材料外的炉料允许随炉预热。