铸造应力的产生及消除

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当一个铸件凝固之后，伴随着温度的下降，铸件都会变为固态在这个过程中会发生相变，随着铸件变为固态的相变过程，相变体也会发生收缩或者膨胀的过程，由于铸件较为厚的外壁存在，所以外层的温度下降的很快，内层的温度下降的慢，所以壁厚越厚冷却用时越长。这种现象致使一个完整的铸件的内层和外层以及薄厚不一样的地方的收缩程度不一样，这样的现象会影响到铸件的薄厚和内外层之间发生相互牵制的作用，导致铸件拉伸或者发生不可逆的形变。热应力现象就是由于铸造过程中铸件壁的薄厚不一致在相同的单位时间内它们收缩的程度不同而产生的一种现象。要去研究热应力形成的条件，需要研究金属在冷却的进程中内部的应力是如何进行分布的。

铸造应力的危害之处铸造应力的残存对于一个铸件的质量来说有着十分恶略的影响。铸件应力是在铸件的生产存放过程中产生变质变形的重要因素，在长时间的积累后会降低铸件的部分性能。比如说一个铸件得到残存应力方向和它的工作应力方向是重复的，那么在这个铸件工作时候，这两个力会产生相互的效应，致使这个方向上的力超过铸件材料的承受范围，使铸件变形甚至断裂。而且在大规模的生产过程中，铸件如果发生形变会使得铸件不能放入事先准备好的模具中去导致流水作业失败。另外对于某些有高精度要求的铸件生产来说，如果铸件中残存的应力致使铸件发生形变，那么就会极大程度影响到精确度，还会造成经济损失。

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铸造应力的影响因素
铸件在凝固和冷却过程中，受到的总的应力大小为其所受到的热应力、相变应力和机械阻碍应力的代数之和。
热应力和相变应力往往就是铸件中的残存应力。残存应力主要和以下四个方面的因素有关系：
1 .金属性质方面
①金属的残存应力和金属的弹性模量是成正比的。例如，铸钢、白口铁等弹性模量大的金属材料的残余应力比弹性模量小的灰口铸铁的残余应力就要大，这就证实了这一理论。
②铸件的残余应力大小和使用的合金的自由线收缩系数成正比例。
③金属的导热系数会影响铸件的内外层温度差。碳钢的导热系数相对于碳钢来说高，所以在统一标准下对比的话，碳钢的铸造应力会小于合金钢中的应力。
$ ]' b( \3 j  C, G/ a2. 铸型性质方面
1 B1 m3 J0 ^* P. S蓄热系数代表着铸件的冷却速度，铸件冷却快会导致内外的温度差加大。温差大则会导致铸造应力变大。所以金属铸件比砂型铸件的应力大。
3. 浇注条件
/ Y1 n" [" i' K  J2 `. o" D提高浇注的温度，使得浇注后的温度分布更加的均匀，也会使得铸件冷却速度加快，这对于消除铸造应力有
积极影响。
- |( S2 z- S. r4 w  B5 k+ x1 F9 y4. 铸件结构
& T3 D+ J1 O# `. v. M' a一个铸件的结果内外壁厚差值越大，表面它在浇注过程中冷却的速度差别越大，产生的铸造应力就越大。
& t, s8 p+ o2 u1 g- |4 m减小和消除铸造应力的措施
( L$ w& i* R$ z# [% g1 .合理地设计铸件的结构
6 }' Z% C8 Y. O在铸件的设计过程中应该尽量使得铸件的壁厚变得均匀一点，还应避免出突起尖角的现象，这种设计手段可
: o& ~3 c# X( A9 \, G6 g$ [, j( h以有效地减少铸造应力的产生。为了解决铸件变形的难题，提出了以下几种解决措施：
①设计铸件时候应该使得铸件内外壁厚基本一致，在铸件冷却的时候尽量让内外壁一起冷却。
& g% [+ L/ l! i# o" @②在铸件的设计时候使得铸件的整体结构对称设计，即使内部有应力的存在可以让相反方向的应力进行抵消
  c, I5 m9 E: t③反变性法。专门把铸件的形状铸造成与铸造应力相同时冷凝就是采取一些手段使得铸件内外冷却的速率基本相同。这样做的目的就是使得铸件内外的温度差值小，避免铸件变形。因此可以在铸造过程中巧妙地设置浇注口。
2 .采用同时凝固的工艺

, b2 |; r4 T5 Z( t同时冷凝就是采取一些手段使得铸件内外冷却的速率基本相同。这样做的目的就是使得铸件内外的温度差值小，避免铸件变形。因此可以在铸造过程中巧妙地设置浇注口。
7 s( J0 G, g* T9 c3.时效处理
3.1 人工时效
对于不同的金属材料在消除残存应力时候采取的温度和保留时间都应该视具体情况而定。铸造过程中通常采取的方法是加热到弹塑性状态，冷却一段时间使得应力消除。
4 V* Z& P. p* ?" c* t% P" Z) D为了使得铸件在升温和降温过程中温度均匀分布，在温度控制过程中应该匀速进行。在实际生产过程中对于铸件的冷却或者加热速度以及保留时间都应该视具体情况设置。
3.2 自然时效
自然时效指的是将铸造完毕后的铸件在露天环境下长时间放置，随着时间的推移铸造应力自然会消失掉。残留的铸造应力会导致该铸件的晶格发生变形，并且内部极不稳定。这种处理方法虽然最简单，而且不需要任何费用。但是在惜时如金的现代社会，很少会采用这种原始的方法。
# m( n% |; l7 N2 v- G, [3.3 振动时效处理
相比热处理成本低效果好，保证尺寸精度效果更好；相比自然时效周期短，仅用30min。
2 h; r- E( F8 m; T& c振动时效处理是目前消除应力防止变形最为环保一项技术，仅需要电能即可，不占用场地，可以户外施工，降低应力峰值应力，均化应力，防止变形很有效果。大型锥铸件的壳体、模具、机床床身采用此工艺的非常多，华云振动时效技术是非常全面和丰富，有效解决应力问题。

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你总是说有蚊子

振动时效消除铸造应力看原理：http://yingli.huawin.com/vsrgy/143.html

你总是说有蚊子

振动时效全套~

彭贵飞

再多外力 或者热学的办法，都不如时间沉淀。所有铸件只有经过长时间的风吹雨打才能成就一个完全释放应力的铸件。（当然这需要时间）

五面怪

你总是说有蚊子 发表于 2018-9-10 09:23
2 h  I" `# ^1 J9 u1 S# V振动时效消除铸造应力看原理：http://yingli.huawin.com/vsrgy/143.html

$ L# v* _/ ~7 c3 d0 g* m振动后的效果怎么样？ 需30t左右，上一台什么价位？
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你总是说有蚊子

五面怪 发表于 2018-9-10 10:28
振动后的效果怎么样？ 需30t左右，上一台什么价位？

" v9 k# d8 c( a& ]/ a可以的  保证尺寸精度没问题的 1866 8909 875 可以问问她

五面怪

你总是说有蚊子 发表于 2018-9-11 08:12
- L# X9 n3 h7 l可以的  保证尺寸精度没问题的 1866 8909 875 可以问问她

8 v! R! s/ K: d- t收到，thanks

复活节的微笑

这广告做的好！

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重型机器厂、山川机床铸造厂、潍坊柴油机厂、洛阳矿山机器厂等都先后也开展了振动时效的推广应用, 效果也很明显。同时, 航天部602 所、603 所、上海交通大学、上海长江科学仪器厂等单位协作, 研究振动时效新工艺取得成功, 先后在江南造船厂、上海锅炉厂成功地对核电站主体工程的压紧顶帽, 北京天文台的圆顶环梁、大拱等直径数十米、重达百吨的特大工件实施振动时效处理, 解决了热时效不能解决的问题。由此可见, 振动时效的技术经济效益非常明显, 其应用范围正不断扩大。