鑄造合金的凝固方式有哪些

① 銅合金的鑄造工藝是什麼

銅合金的鑄造工藝：
各種成分的銅合金的結晶特徵不同，鑄造性能不同，鑄造工藝特點也不同。
1、錫青銅：結晶特徵是結晶溫度范圍大，凝固區域寬。鑄造性能方面流動性差，易產生縮松，不易氧化。工藝特點是壁厚件採取定向凝固（順序凝固），復雜薄壁件、一般壁厚件採取同時凝固。
2、鋁青銅和鋁黃銅：結晶特徵是結晶溫度范圍小，為逐層凝固特徵。鑄造性能方面流動性較好，易形成集中縮孔，極易氧化。工藝特點是鋁青銅澆注系統為底注式，鋁黃銅澆注系統為敞開式。
3、硅黃銅：結晶特徵是介於錫青銅和鋁青銅之間。鑄造性能最好（在特殊黃銅中）。工藝特點是順序凝固工藝，中注式澆注系統，暗冒口尺寸較小。
黃銅以鋅作主要添加元素的銅合金﹐具有美觀的黃色﹐統稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含鋅30%的黃銅常用來製作彈殼﹐俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36～42%之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐其中最常用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能﹐常添加其他元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性降低﹐適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強度和對海水的耐腐性﹐故稱海軍黃銅﹐用作船舶熱工設備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能；這種易切削黃銅常用作鍾表零件。黃銅鑄件常用來製作閥門和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手，就是黃銅加鋁鑄造而成。

② 鑄件的凝固方式分為哪三種

1.逐層凝固方式

逐層凝固方式如圖所示，從圖中可以看出，鑄件溫度梯度較大，而合金的結晶溫度范圍較窄，固液兩相區的寬度較小，固相界面逐層向鑄件中心推進。逐層凝固方式鑄件組織緻密，鑄件質量好，但在最後凝固的位置會形成集中縮孔。可通過在鑄件最後凝固部位設置冒口使縮孔產生在冒口中，從而消除鑄件中的縮孔。純金屬、共晶合金等結晶溫度范圍窄的合金一般通過控制鑄件溫度場使鑄件形成逐層凝固方式，並在最後凝固部位設置冒口清除鑄件中的縮孔。

逐層凝固方式示意圖

（1）體積凝固方式對結晶溫度范圍較寬的合金，如果鑄件溫度梯度較小，則在從鑄件表面到中心的范圍內幾乎全部為液固兩相區，即整個鑄件體積內幾乎同時結晶。體積凝固方式如圖所示。

體積凝固方式示意圖

寬結晶溫度范圍的合金在小的溫度梯度下易形成體積凝固方式。體積凝固方式使鑄件在整個體積內幾乎同時結晶，許多同時凝固的最終部位因沒有補縮金屬液而形成分散的縮孔，使鑄件的力學性能降低。對寬結晶溫度范圍的合金，可通過控制使鑄件形成較大溫度梯度，鑄件以逐層凝固方式凝固消除縮孔，從而提高鑄件質量。

（2）中間凝固方式一般情況下，以中間凝固方式凝固的合金具有一定的結晶溫度范圍，鑄件溫度梯度具有一定數值，鑄件凝固過程中存在固相區、液相區和固液兩相區，固液兩相區的寬度並不是很大，如圖所示。

中間凝固方式示意圖

2.凝固時間計算

為保證冒口和冷鐵具有合適的尺寸和正確的位置，並掌握合適的開箱時間，應對鑄件的凝固時間進行估算。

實踐表明，鑄件的凝固時間與鑄件的形狀、鑄型材料有關。對於平板鑄件（厚度為D），鑄件的凝固時間τ為τ＝14J2D式中，K為鑄件的凝固系數，可通過實驗方法得到。幾種合金在砂型中的凝固系數如表所示。

合金在砂型中的凝固系數K（M／S12）

對於除平板以外形狀（圓柱、球等）的鑄件，用鑄件體積V與鑄件表面積S的比值M＝V／S來代替平板厚度，稱M為鑄件凝固模數或當量厚度，其凝固時間為τ＝1K2VS()2＝1K2M2此公式為「CHVORINOV」法則。此公式表明，只要鑄件的模數相等，不管質量如何，凝固時間相近。

③ 什麼金屬傾向於逐層凝固如何改變凝固形式

動態凝固曲線很小，鑄件凝固區很小稱為逐層凝固，相對的就是糊狀凝固了，也叫體積凝固，中間凝固就是介於這兩者之間，畫相圖的畫就看他們的凝固區的大小了。

鑄件的溫度梯度。合金結晶溫度范圍一定時，凝固區寬度取決於鑄件內外層的溫度梯度。溫度梯度愈小，凝固區愈寬。（內外溫差大，冷卻快，凝固區窄）。合金的結晶溫度范圍。范圍小：凝固區窄，愈傾向於逐層凝固。如：砂型鑄造，低碳鋼逐層凝固，高碳鋼糊狀凝固。

影響因素

影響鑄件凝固方式的主要因素是合金的結晶溫度區間（取決於合金化學成分）和鑄件的溫度梯度（取決於合金冷卻速度）。合金的結晶溫度區間越小，則凝固區域越窄，越趨向於逐層凝固。當合金成分一定時，凝固方式取決於鑄件截面上的溫度梯度，溫度梯度越大，對應的凝固區域越窄，越趨向於逐層凝固。

④ 合金的凝固方式與流動性的關系

一） 合金的凝固方式：
1． 順序凝固：鑄件的順序凝固原則是採取各種措施，保證鑄件各部分按照距離冒口的遠近由遠及近朝著冒口方向凝固，冒口本身最後凝固。鑄件按照這一原則凝固時，可使縮孔集中在冒口中，獲得緻密的鑄件。帶有冒口的板狀鑄件，採用頂注式澆注。由於金屬液是從冒口澆入的，所以鑄件縱斷面中心線上的溫度自遠離冒口處向冒口方向依次遞增。在向著冒口張開的ϕ 角范圍內，金屬都處於液態，形成「楔形」補縮通道，ϕ 角越大，越有利於冒口的補縮如圖所示。同時凝固條件下，擴張角ϕ 等於零，沒有補縮通道，無法實現補縮。合金的流動性好。
2． 同時凝固：採取工藝措施保證鑄件各部分之間沒有溫差或溫差盡量小，使各部分同時凝固，凝固時鑄件溫差小，不容易產生熱裂，凝固後不易引起應力和變形，因此常在以下情況下採用。
（1）碳硅含量高的灰鑄鐵，其體收縮較小甚至不收縮，合金本身不易產生縮孔和縮松。
（2）結晶溫度范圍大，容易產生縮松的合金（如錫青銅），對氣密性要求不高時，可採用這一原則，以簡化工藝。
（3）壁厚均勻的鑄件，尤其是均勻薄壁鑄件，傾向於同時凝固，消除縮松困難，應採用同時凝固原則。
（4）球墨鑄鐵件利用石墨化膨脹進行自補縮時， 必須採用同時凝固原則。
（5）某些適合採用順序凝固原則的鑄件，當熱裂、變形成為主要矛盾時，可採用同時凝固原則。
合金的流動性比順序凝固好。

3． 糊狀凝固：在整個鑄件開始結晶，始終存在液固混合物，呈糊狀, 如同水泥充型能力差，結構不緊密、機械性能不好。如球墨鑄鐵、錫青銅、鋁銅合金，傾向糊狀凝，合金的流動性差。
二） 合金的流動性：
合金影響合金流動性的因素
（1）   化學成份  純金屬和共晶成分的合金，由於是在恆溫下進行結晶，液態合金從表層逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對液態合金的流動阻力較小，同時，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動性最好；其它成分的合金是在一定溫度范圍內結晶的，由於初生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流動阻力加大，合金的流動性大大下降，合金的結晶溫度區間越寬，流動性越差。
（2）   鑄型及澆注條件  鑄型的結構越復雜、導熱性越好，合金的流動性就越差。提高合金的澆注溫度和澆注速度，以及增大靜壓頭的高度會使合金的流動性增加。合金流動性差鑄件容易產生澆不到、冷隔等缺陷。也是引起鑄件氣孔、夾渣和縮孔缺陷的間接原因。
三） 結論
本人在實際教育及實現中體會：合金的凝固方式與流動性的關系：1）糊狀凝固差、2） 順序凝固中等、3） 同時凝固最好。

⑤ 鑄件的凝固方式有哪些哪些合金傾向於逐層凝固

鑄件在凝固的過程中，其斷面上一般分為三個區:1固相區2凝固區3液相區對凝固區影響較大的是凝固區的寬窄，依此劃分凝固方式。

1)中間凝固：大多數合金的凝固介於逐層凝固和糊狀凝固之間。

2)逐層凝固:純金屬，共晶成分合金在凝固過程中沒有凝固區，斷面液，固兩相由一條界限清楚分開，隨溫度下降，固相層不斷增加，液相層不斷減少，直達中心。

3)糊狀凝固：合金結晶溫度范圍很寬，在凝固某段時間內，鑄件表面不存在固體層，凝固區貫穿整個斷面，先糊狀，後固化。

影響鑄件凝固方式的因素總結：

1)鑄件的溫度梯度。合金結晶溫度范圍一定時，凝固區寬度取決於鑄件內外層的溫度梯度。溫度梯度愈小，凝固區愈寬。(內外溫差大，冷卻快，凝固區窄)。

2)合金的結晶溫度范圍。范圍小:凝固區窄，愈傾向於逐層凝固。如:砂型鑄造，低碳鋼逐層凝固，高碳鋼糊狀凝固。

⑥ 銅合金的鑄造方法有哪幾種

銅合金的鑄造方法:
1、砂型重力澆注（主要用於小批量的普通品）；
2、壓力鑄造（主要用於大批量的精密品）；
3、失蠟鑄造（主要用於小批量的工藝品）；
4、低壓鑄造（主要用於中小批量的精密品）；
5、金屬模重力澆注（主要用於中小批量的一般件）；
6、連續鑄造（主要用於大批量的銅棒、銅板）；
7、真空吸鑄（主要用於中小批量的精密品）；

還有其他，想不出來了。