金属凝固解释:从熔化到铸造
金属凝固是从液体到固体的综合转变过程,是铸造技术的基础,包括熔化、浇注和在模具内重新凝固金属或金属合金以生产最终所需的产品。
1。熔化
铸造过程首先在坩埚中加热金属合金直至熔化。加热的金属在达到熔点时会变成液体。金属的熔点取决于金属或合金的类型。例如,锌合金的熔化温度约为 900 华氏度,而某些青铜合金的熔化温度高于 2000 华氏度。纯金属在相同的恒定温度下熔化。相反,金属合金会在一定温度范围内熔化,具体取决于材料的成分。在熔融状态下,金属含有大量的能量。将合金加热至熔点以上,以便在金属冷却之前有足够的时间将其倒入模具中。
2。脱气与改性
锌合金和铝合金在浇注前需要进行脱气。通过将石墨喷枪插入熔体中来完成脱气。喷枪旋转得非常快,然后通过喷枪注入氩气或氮气,将其分散在熔化的合金中。氩气或氮气将溶解的氢气和其他污染物移动到熔体表面。然后,我们在将合金倒入模具之前去除表面的污染物。
许多合金在浇注前需要进行改性。这些改性可提高金属流动性、改善晶粒结构、去除污染物等。我们用于实现这一目标的材料包括钛硼、铜磷、锶、锰等。
3。浇注
脱气和修改后,我们测试金属温度,确保其比所需浇注温度高出约 50-150 华氏度。额外的 50-150 度将使金属有足够的时间在浇注过程中凝固之前流过整个零件。我们将坩埚或钢包运输到浇注线,并将液态金属倒入准备好的模具中。模具的空腔是所需最终产品的形状。有时,该空腔是一个部分,有时,它是多个单独的部分。必须使坩埚唇部尽可能靠近砂型,以降低金属进入型腔时的速度。
4。冷冻
一旦熔化的液体倒入模具中,它就会迅速冷却。当液态金属的温度变化到低于特定金属或合金的熔点时,凝固过程开始。冷冻过程通常需要不到几分钟的时间。
5。凝固
随着温度进一步下降,熔融金属失去能量,晶体开始形成。这个过程从模具壁附近开始,首先在那里冷却。这些晶体最终成为最终结构内的晶粒。如果金属凝固缓慢,晶粒就会更长。如果冷却得很快,颗粒就会明显变短。晶体(或枝晶)继续形成并硬化,直到整个熔体凝固。
在凝固过程中,金属正在收缩。发生收缩是因为大多数金属作为液体时的密度低于固体时的密度。收缩会在最后凝固点产生空隙。可以通过使用冒口和其他技术来避免收缩缺陷。冒口,也称为冒口,是内置于金属铸造模具中的储液器,有助于防止铸件中出现空腔。
6。铸造
硬化后,将冷却的金属产品从砂模中取出或摇松,以完成凝固过程。成品称为铸件。
尽管不同的铸造方法采用不同的设备和技术,但都观察金属凝固过程。需要经验丰富、技术精湛的铸造厂来控制这一过程,并避免因凝固过程处理不当而导致铸造缺陷。
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金属
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- EN 10095 等级 X15CrNiSi25-21 固溶退火 (+AT)
- ASTM A463 级 EDDS 热浸工艺镀铝
- 铂 (Pt) 软退火 (+A)
- DIN 1654-5 等级 X3CrNiCu18-9 淬火 (+Q)
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- EN 10277-2 St52-3 级车削
- EN 10088-1 等级 X6Cr17 软退火 (+A)