铸造合金的凝固方式有哪些

① 铜合金的铸造工艺是什么

铜合金的铸造工艺：
各种成分的铜合金的结晶特征不同，铸造性能不同，铸造工艺特点也不同。
1、锡青铜：结晶特征是结晶温度范围大，凝固区域宽。铸造性能方面流动性差，易产生缩松，不易氧化。工艺特点是壁厚件采取定向凝固（顺序凝固），复杂薄壁件、一般壁厚件采取同时凝固。
2、铝青铜和铝黄铜：结晶特征是结晶温度范围小，为逐层凝固特征。铸造性能方面流动性较好，易形成集中缩孔，极易氧化。工艺特点是铝青铜浇注系统为底注式，铝黄铜浇注系统为敞开式。
3、硅黄铜：结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。铸造性能最好（在特殊黄铜中）。工艺特点是顺序凝固工艺，中注式浇注系统，暗冒口尺寸较小。
黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36～42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能；这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手，就是黄铜加铝铸造而成。

② 铸件的凝固方式分为哪三种

1.逐层凝固方式

逐层凝固方式如图所示，从图中可以看出，铸件温度梯度较大，而合金的结晶温度范围较窄，固液两相区的宽度较小，固相界面逐层向铸件中心推进。逐层凝固方式铸件组织致密，铸件质量好，但在最后凝固的位置会形成集中缩孔。可通过在铸件最后凝固部位设置冒口使缩孔产生在冒口中，从而消除铸件中的缩孔。纯金属、共晶合金等结晶温度范围窄的合金一般通过控制铸件温度场使铸件形成逐层凝固方式，并在最后凝固部位设置冒口清除铸件中的缩孔。

逐层凝固方式示意图

（1）体积凝固方式对结晶温度范围较宽的合金，如果铸件温度梯度较小，则在从铸件表面到中心的范围内几乎全部为液固两相区，即整个铸件体积内几乎同时结晶。体积凝固方式如图所示。

体积凝固方式示意图

宽结晶温度范围的合金在小的温度梯度下易形成体积凝固方式。体积凝固方式使铸件在整个体积内几乎同时结晶，许多同时凝固的最终部位因没有补缩金属液而形成分散的缩孔，使铸件的力学性能降低。对宽结晶温度范围的合金，可通过控制使铸件形成较大温度梯度，铸件以逐层凝固方式凝固消除缩孔，从而提高铸件质量。

（2）中间凝固方式一般情况下，以中间凝固方式凝固的合金具有一定的结晶温度范围，铸件温度梯度具有一定数值，铸件凝固过程中存在固相区、液相区和固液两相区，固液两相区的宽度并不是很大，如图所示。

中间凝固方式示意图

2.凝固时间计算

为保证冒口和冷铁具有合适的尺寸和正确的位置，并掌握合适的开箱时间，应对铸件的凝固时间进行估算。

实践表明，铸件的凝固时间与铸件的形状、铸型材料有关。对于平板铸件（厚度为D），铸件的凝固时间τ为τ＝14J2D式中，K为铸件的凝固系数，可通过实验方法得到。几种合金在砂型中的凝固系数如表所示。

合金在砂型中的凝固系数K（M／S12）

对于除平板以外形状（圆柱、球等）的铸件，用铸件体积V与铸件表面积S的比值M＝V／S来代替平板厚度，称M为铸件凝固模数或当量厚度，其凝固时间为τ＝1K2VS()2＝1K2M2此公式为“CHVORINOV”法则。此公式表明，只要铸件的模数相等，不管质量如何，凝固时间相近。

③ 什么金属倾向于逐层凝固如何改变凝固形式

动态凝固曲线很小，铸件凝固区很小称为逐层凝固，相对的就是糊状凝固了，也叫体积凝固，中间凝固就是介于这两者之间，画相图的画就看他们的凝固区的大小了。

铸件的温度梯度。合金结晶温度范围一定时，凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小，凝固区愈宽。（内外温差大，冷却快，凝固区窄）。合金的结晶温度范围。范围小：凝固区窄，愈倾向于逐层凝固。如：砂型铸造，低碳钢逐层凝固，高碳钢糊状凝固。

影响因素

影响铸件凝固方式的主要因素是合金的结晶温度区间（取决于合金化学成分）和铸件的温度梯度（取决于合金冷却速度）。合金的结晶温度区间越小，则凝固区域越窄，越趋向于逐层凝固。当合金成分一定时，凝固方式取决于铸件截面上的温度梯度，温度梯度越大，对应的凝固区域越窄，越趋向于逐层凝固。

④ 合金的凝固方式与流动性的关系

一） 合金的凝固方式：
1． 顺序凝固：铸件的顺序凝固原则是采取各种措施，保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时，可使缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。带有冒口的板状铸件，采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的，所以铸件纵断面中心线上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。在向着冒口张开的ϕ 角范围内，金属都处于液态，形成“楔形”补缩通道，ϕ 角越大，越有利于冒口的补缩如图所示。同时凝固条件下，扩张角ϕ 等于零，没有补缩通道，无法实现补缩。合金的流动性好。
2． 同时凝固：采取工艺措施保证铸件各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固，凝固时铸件温差小，不容易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形，因此常在以下情况下采用。
（1）碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩较小甚至不收缩，合金本身不易产生缩孔和缩松。
（2）结晶温度范围大，容易产生缩松的合金（如锡青铜），对气密性要求不高时，可采用这一原则，以简化工艺。
（3）壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向于同时凝固，消除缩松困难，应采用同时凝固原则。
（4）球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时， 必须采用同时凝固原则。
（5）某些适合采用顺序凝固原则的铸件，当热裂、变形成为主要矛盾时，可采用同时凝固原则。
合金的流动性比顺序凝固好。

3． 糊状凝固：在整个铸件开始结晶，始终存在液固混合物，呈糊状, 如同水泥充型能力差，结构不紧密、机械性能不好。如球墨铸铁、锡青铜、铝铜合金，倾向糊状凝，合金的流动性差。
二） 合金的流动性：
合金影响合金流动性的因素
（1）   化学成份  纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小，同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好；其它成分的合金是在一定温度范围内结晶的，由于初生树枝状晶体与液体金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。
（2）   铸型及浇注条件  铸型的结构越复杂、导热性越好，合金的流动性就越差。提高合金的浇注温度和浇注速度，以及增大静压头的高度会使合金的流动性增加。合金流动性差铸件容易产生浇不到、冷隔等缺陷。也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。
三） 结论
本人在实际教育及实现中体会：合金的凝固方式与流动性的关系：1）糊状凝固差、2） 顺序凝固中等、3） 同时凝固最好。

⑤ 铸件的凝固方式有哪些哪些合金倾向于逐层凝固

铸件在凝固的过程中，其断面上一般分为三个区:1固相区2凝固区3液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄，依此划分凝固方式。

1)中间凝固：大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。

2)逐层凝固:纯金属，共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区，断面液，固两相由一条界限清楚分开，随温度下降，固相层不断增加，液相层不断减少，直达中心。

3)糊状凝固：合金结晶温度范围很宽，在凝固某段时间内，铸件表面不存在固体层，凝固区贯穿整个断面，先糊状，后固化。

影响铸件凝固方式的因素总结：

1)铸件的温度梯度。合金结晶温度范围一定时，凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小，凝固区愈宽。(内外温差大，冷却快，凝固区窄)。

2)合金的结晶温度范围。范围小:凝固区窄，愈倾向于逐层凝固。如:砂型铸造，低碳钢逐层凝固，高碳钢糊状凝固。

⑥ 铜合金的铸造方法有哪几种

铜合金的铸造方法:
1、砂型重力浇注（主要用于小批量的普通品）；
2、压力铸造（主要用于大批量的精密品）；
3、失蜡铸造（主要用于小批量的工艺品）；
4、低压铸造（主要用于中小批量的精密品）；
5、金属模重力浇注（主要用于中小批量的一般件）；
6、连续铸造（主要用于大批量的铜棒、铜板）；
7、真空吸铸（主要用于中小批量的精密品）；

还有其他，想不出来了。