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实验报告工程材料液态成型实验报告学院：机械与运载工程运载学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：何振学号：20090430708实验时间：一、实验目的和要求1.了解铸造工艺的基本过程。2.通过具体的熔炼浇注工艺，了解基本概念，工艺特点，以用在日常生活中的具体应用。3.了解一种金属材料(A356铝合金)的熔炼基本工序。二、实验原理铸造过程是指将金属置于熔炼炉内的坩埚中,加热熔炼成符合一定要求的液体并浇铸到锭模或铸模中，经冷却凝固,液态金属转变成固态金属,清整处理后获得一定形状、尺寸的铸件或铸件的工艺过程。铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造,②特种铸造.根据熔制合金的实际重量W，计算各元素的需要量AA＝100W×Q三、主要仪器设备实验所用设备包括：加热熔炼炉,熔炼用金属,坩埚,熔炼工具,模具四、实验内容及实验数据记录1．了解铸造的基本设备并熟悉其基本操作；答：1.压块机：用以将铸造用物料压块的设备。物料压块后便于储运及减少回收再利用过程中运输、冶炼的损耗。2.混砂机：用于混制型砂或芯砂的铸造设备。混砂机一般具有下列功能：将旧砂﹑新砂﹑型砂黏结剂和辅料混合均匀。3.落砂机：利用振动和冲击使铸型中的型砂和铸件分离的铸造设备。落砂机的振动源分为机械﹑电磁和气动。4.抛丸机：利用抛丸器抛出的高速弹丸清理或强化铸件表面的铸造设备。抛丸机能同时对铸件进行落砂﹑除芯和清理。5.造芯机：用于制造型芯的铸造设备。根据制芯时实砂方法的不同，造芯机可分为震击式制芯机﹑挤芯机和射芯机等。6.造型机：用于制造砂型的铸造设备。它的主要功能是：填砂，将松散的型砂填入砂箱中，紧实型砂。7.浇注机：为将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的信道。包括：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道。2、配料熔炼A356铝合金20Kg，A356化学成分:Si6.5～7.5％,Mg0.20～0.40％;铝为余量。根据熔制合金的实际重量W，计算各元素的需要量AA＝100W×Q答：镁的需要量为20﹡0.40％=0.08Kg硅的需要量为20﹡7.5％=1.5Kg铝的需要量为20-0.08-1.5=18.42Kg3．炉前准备由于本试验所用坯料需要加热至液态金属，所需时间较长，故在试验前由指导老师提前加热熔炼至700℃4.精炼+浇注五、思考题1.液态成型定义，分类；：1、金属的液态成型常称为铸造，铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。2、铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。2.铸件中常见的缺陷有哪些？答：冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。1冷隔和浇不足液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。2气孔气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。3粘砂铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏，泵或发动机等机器零件中若有粘砂，则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动，并会玷污和磨损整个机器。4夹砂在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。5砂眼在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷6胀砂浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力