<p>材料科学与工程学院</p>
<p>华中科技大学</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>授课教师：董选普 教 授</p>
<p>刘鑫旺 副教授</p>
<p><number></p>
<p>2.1 液态金属成形综述</p>
<p>2.2 浇注系统设计</p>
<p>2.3 凝固过程的收缩分析</p>
<p>2.4 冒口与冷铁</p>
<p>第2章 液态金属充型过程</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>第一讲 液态金属成形概述</p>
<p>主讲教授：董选普</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1 液态金属成形概述</p>
<p>2.1.1 液态金属成形原理和特点</p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>2.1.3 液态金属成形之应用范围</p>
<p>2.1.4 液态金属成形之科学内涵</p>
<p>铸造是什么？</p>
<p>铸造做什么用？</p>
<p>铸造学科特点？</p>
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<p><number></p>
<p>2.1.1 液态金属成形原理和特点</p>
<p>液态金属成形原理－－－－铸造</p>
<p>“水随方圆之器”的技术，也就是说可以让金属液 (水)流动凝固在预先制备的铸型(器)中而获得任何形状的毛坯或零件(铸件)的一种技术。</p>
<p>核心问题：</p>
<p>充型 ＋ 凝固→液态成形→铸件质量</p>
<p>金属学原理</p>
<p>水力学原理</p>
<p>流动控制</p>
<p>凝固控制</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>（1）难成形的材料---高温合金</p>
<p>（2）难以机械加工的复杂结构</p>
<p>（3）异型金属结构件</p>
<p>（4）特大型金属构件</p>
<p>转轮直径：10.56m； 转轮高度：5.060m; 转轮重量：430t； 焊接厚度：280mm</p>
<p>（二重为某钢厂制造的5000㎜轧机机架正在浇注）</p>
<p>（5）要求大批量制造、成本低的通用设备结构件</p>
<p>（6）艺术类的金属构件</p>
<p>铸造技术和其他金属成型技术相比有许多独特的优势，使其在工程中占据着重要地位，尤其在装备制造业中不可替代。</p>
<p>2.1.1 液态金属成形原理和特点</p>
<p>液态金属成形产品特点</p>
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<p><number></p>
<p>液态金属成形特点</p>
<p>适用于各种尺寸复杂形状的毛坯或零件；-----好的工艺柔性</p>
<p>材料不受限制；--------------------------------------材料的广谱性</p>
<p>生产成本低； ---------------------------------------成形加工容易性</p>
<p>应用广泛；--------------------------------------------产品广泛的适应性</p>
<p>废品率高；--------------------------------------------工艺参数复杂</p>
<p>劳动条件较差。-----------------------------------------高温、多粉尘</p>
<p>2.1.1 液态金属成形原理和特点</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1 液态金属成形概述</p>
<p>2.1.1 液态金属成形原理和特点</p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>2.1.3 液态金属成形之应用范围</p>
<p>2.1.4 液态金属成形之科学内涵</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>铸造是将液态金属浇注到与零件形状尺寸相适应的铸型空腔中，待金属冷却凝固后获得毛坯或零件的生产工艺。</p>
<p>它包括熔化﹑凝固和成形三个部分，考察指标和影响因素多达几十个！！</p>
<p>睁眼造型、闭眼浇注</p>
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<p><number></p>
<p>1、液态金属成形的浇注系统</p>
<p>浇注系统由浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道和内浇道等组成</p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>2、 液态金属充型过程水力学特性</p>
<p>金属液在浇注系统中的流动具有水力学特性：</p>
<p>粘性流动 ← 粘度 → 合金成分、温度、结晶</p>
<p>流动的不稳定性</p>
<p>散体材料的“多孔管流动”</p>
<p>湍流流动，Re</p>
<p>如何控制流动？</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>3、液态金属充型过程控制</p>
<p>阻流单元的设计是关键</p>
<p>、内浇口</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>3、液态金属充型过程控制</p>
<p>阻流单元的设计是关键</p>
<p>、过滤器</p>
<p>能有效滤除夹渣及非金属杂质。</p>
<p>能梳整紊乱的金属液流，减少湍流，使金属液流变得平滑整洁。</p>
<p>可以任何角度放置于浇注系统中。安放位置靠近型腔越好。</p>
<p>使用陶瓷过滤器时可不考虑其他挡渣措施，简化浇注系统。</p>
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<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>3、液态金属充型过程控制</p>
<p>表面/渣饼和纵深多重过滤</p>
<p>过滤器滤渣的作用</p>
<p>陶瓷网格型</p>
<p>陶瓷泡沫型</p>
<p>主要是表面过滤</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>3、液态金属充型过程控制</p>
<p>过滤器稳流的作用</p>
<p>Direction of flow</p>
<p>水流模型实验</p>
<p>陶瓷纤维网</p>
<p>泡沫陶瓷网</p>
<p>大量夹杂积累在过滤器前端</p>
<p>数值模拟图</p>
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<p><number></p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>3、液态金属充型过程控制</p>
<p>过滤器提高铸件质量的作用</p>
<p>在铸造生产中，由于非金属夹杂物等铸造缺陷导致的铸件废品率一般占废品总数的50％—60％。采用金属液过滤技术，可以有效地减少或消除其中的非金属夹杂物，净化液态铸造合金。</p>
<p>减少金属中的夹杂物－夹渣缺陷减少</p>
<p>改善了金属的力学性能（疲劳、抗蚀等）</p>
<p>改进了切削性能，延长刀具寿命</p>
<p>提高了铸件表面品质，减少了加工余量</p>
<p>简化了浇注系统结构，提高了工艺出品率</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1 液态金属成形概述</p>
<p>2.1.1 液态金属成形原理和特点</p>
<p>2.1.2 液态金属成形过程和控制</p>
<p>2.1.3 液态金属成形之应用范围</p>
<p>2.1.4 液态金属成形之科学内涵</p>
<p>26/5/27</p>
<p><number></p>
<p>2.1.3 液态金属成形之应用范围</p>
<p>铸造是工业化现代经济的基础 ，几乎融入了我们的生活，隐而不见却无所不在， 以至于人们已经习惯到不以为然了。</p>
<p>大型发电设备三峡水轮机不锈钢转轮</p>
<p>二重为日本某公司制造的整铸立辊轧机机架</p>
<p>机床部件</p>
<p>高铁车辆的行走部件</p>

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<p> <em>本资料来自模极社资源库</em></p>

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