鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生及消除

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當(dāng)一個鑄件凝固之后，伴隨著溫度的下降，鑄件都會變?yōu)楣虘B(tài)在這個過程中會發(fā)生相變，隨著鑄件變?yōu)楣虘B(tài)的相變過程，相變體也會發(fā)生收縮或者膨脹的過程，由于鑄件較為厚的外壁存在，所以外層的溫度下降的很快，內(nèi)層的溫度下降的慢，所以壁厚越厚冷卻用時越長。這種現(xiàn)象致使一個完整的鑄件的內(nèi)層和外層以及薄厚不一樣的地方的收縮程度不一樣，這樣的現(xiàn)象會影響到鑄件的薄厚和內(nèi)外層之間發(fā)生相互牽制的作用，導(dǎo)致鑄件拉伸或者發(fā)生不可逆的形變。熱應(yīng)力現(xiàn)象就是由于鑄造過程中鑄件壁的薄厚不一致在相同的單位時間內(nèi)它們收縮的程度不同而產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。要去研究熱應(yīng)力形成的條件，需要研究金屬在冷卻的進(jìn)程中內(nèi)部的應(yīng)力是如何進(jìn)行分布的。
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鑄造應(yīng)力的危害之處鑄造應(yīng)力的殘存對于一個鑄件的質(zhì)量來說有著十分惡略的影響。鑄件應(yīng)力是在鑄件的生產(chǎn)存放過程中產(chǎn)生變質(zhì)變形的重要因素，在長時間的積累后會降低鑄件的部分性能。比如說一個鑄件得到殘存應(yīng)力方向和它的工作應(yīng)力方向是重復(fù)的，那么在這個鑄件工作時候，這兩個力會產(chǎn)生相互的效應(yīng)，致使這個方向上的力超過鑄件材料的承受范圍，使鑄件變形甚至斷裂。而且在大規(guī)模的生產(chǎn)過程中，鑄件如果發(fā)生形變會使得鑄件不能放入事先準(zhǔn)備好的模具中去導(dǎo)致流水作業(yè)失敗。另外對于某些有高精度要求的鑄件生產(chǎn)來說，如果鑄件中殘存的應(yīng)力致使鑄件發(fā)生形變，那么就會極大程度影響到精確度，還會造成經(jīng)濟(jì)損失。
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鑄造應(yīng)力的影響因素
2 {; k/ c2 z' Y& T# J鑄件在凝固和冷卻過程中，受到的總的應(yīng)力大小為其所受到的熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力的代數(shù)之和。
熱應(yīng)力和相變應(yīng)力往往就是鑄件中的殘存應(yīng)力。殘存應(yīng)力主要和以下四個方面的因素有關(guān)系：
1 .金屬性質(zhì)方面
  O9 E! t. ]/ u, E①金屬的殘存應(yīng)力和金屬的彈性模量是成正比的。例如，鑄鋼、白口鐵等彈性模量大的金屬材料的殘余應(yīng)力比彈性模量小的灰口鑄鐵的殘余應(yīng)力就要大，這就證實了這一理論。
②鑄件的殘余應(yīng)力大小和使用的合金的自由線收縮系數(shù)成正比例。
③金屬的導(dǎo)熱系數(shù)會影響鑄件的內(nèi)外層溫度差。碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)相對于碳鋼來說高，所以在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下對比的話，碳鋼的鑄造應(yīng)力會小于合金鋼中的應(yīng)力。
& t$ S6 j5 l" l6 a- c1 w* j# v' T2. 鑄型性質(zhì)方面
蓄熱系數(shù)代表著鑄件的冷卻速度，鑄件冷卻快會導(dǎo)致內(nèi)外的溫度差加大。溫差大則會導(dǎo)致鑄造應(yīng)力變大。所以金屬鑄件比砂型鑄件的應(yīng)力大。
2 D9 w4 f6 Q, j$ ?, Y8 Z/ K2 R3. 澆注條件
提高澆注的溫度，使得澆注后的溫度分布更加的均勻，也會使得鑄件冷卻速度加快，這對于消除鑄造應(yīng)力有
8 X# K# Q7 ?' @2 M" X) b$ ]9 e$ B) x積極影響。
4. 鑄件結(jié)構(gòu)
) u9 l8 ]) O6 p  _" t  I4 W5 E一個鑄件的結(jié)果內(nèi)外壁厚差值越大，表面它在澆注過程中冷卻的速度差別越大，產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力就越大。
: T/ Y  O% Y5 w. W+ s: C減小和消除鑄造應(yīng)力的措施
; u# ~6 H: r5 t/ @1 .合理地設(shè)計鑄件的結(jié)構(gòu)
在鑄件的設(shè)計過程中應(yīng)該盡量使得鑄件的壁厚變得均勻一點，還應(yīng)避免出突起尖角的現(xiàn)象，這種設(shè)計手段可
以有效地減少鑄造應(yīng)力的產(chǎn)生。為了解決鑄件變形的難題，提出了以下幾種解決措施：
①設(shè)計鑄件時候應(yīng)該使得鑄件內(nèi)外壁厚基本一致，在鑄件冷卻的時候盡量讓內(nèi)外壁一起冷卻。
. V' Q( ]+ L6 l6 Q- L②在鑄件的設(shè)計時候使得鑄件的整體結(jié)構(gòu)對稱設(shè)計，即使內(nèi)部有應(yīng)力的存在可以讓相反方向的應(yīng)力進(jìn)行抵消
8 J) o  f, n6 c- l; B( a# n③反變性法。專門把鑄件的形狀鑄造成與鑄造應(yīng)力相同時冷凝就是采取一些手段使得鑄件內(nèi)外冷卻的速率基本相同。這樣做的目的就是使得鑄件內(nèi)外的溫度差值小，避免鑄件變形。因此可以在鑄造過程中巧妙地設(shè)置澆注口。
2 .采用同時凝固的工藝
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; T  p" d9 H2 ?同時冷凝就是采取一些手段使得鑄件內(nèi)外冷卻的速率基本相同。這樣做的目的就是使得鑄件內(nèi)外的溫度差值小，避免鑄件變形。因此可以在鑄造過程中巧妙地設(shè)置澆注口。
3.時效處理
3.1 人工時效
對于不同的金屬材料在消除殘存應(yīng)力時候采取的溫度和保留時間都應(yīng)該視具體情況而定。鑄造過程中通常采取的方法是加熱到彈塑性狀態(tài)，冷卻一段時間使得應(yīng)力消除。
% P) ^8 s" x2 w( g" L9 D. }- b+ |為了使得鑄件在升溫和降溫過程中溫度均勻分布，在溫度控制過程中應(yīng)該勻速進(jìn)行。在實際生產(chǎn)過程中對于鑄件的冷卻或者加熱速度以及保留時間都應(yīng)該視具體情況設(shè)置。
2 Q# J0 t: l, p! K6 s3.2 自然時效
7 X2 ~; X& a' w! K* D# Q# x* P" ~- W自然時效指的是將鑄造完畢后的鑄件在露天環(huán)境下長時間放置，隨著時間的推移鑄造應(yīng)力自然會消失掉。殘留的鑄造應(yīng)力會導(dǎo)致該鑄件的晶格發(fā)生變形，并且內(nèi)部極不穩(wěn)定。這種處理方法雖然最簡單，而且不需要任何費用。但是在惜時如金的現(xiàn)代社會，很少會采用這種原始的方法。
, c9 [) [- W7 B3.3 振動時效處理
相比熱處理成本低效果好，保證尺寸精度效果更好；相比自然時效周期短，僅用30min。
振動時效處理是目前消除應(yīng)力防止變形最為環(huán)保一項技術(shù)，僅需要電能即可，不占用場地，可以戶外施工，降低應(yīng)力峰值應(yīng)力，均化應(yīng)力，防止變形很有效果。大型錐鑄件的殼體、模具、機(jī)床床身采用此工藝的非常多，華云振動時效技術(shù)是非常全面和豐富，有效解決應(yīng)力問題。
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振動時效消除鑄造應(yīng)力看原理：http://yingli.huawin.com/vsrgy/143.html

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振動時效全套~

彭貴飛

再多外力 或者熱學(xué)的辦法，都不如時間沉淀。所有鑄件只有經(jīng)過長時間的風(fēng)吹雨打才能成就一個完全釋放應(yīng)力的鑄件。（當(dāng)然這需要時間）

五面怪

你總是說有蚊子 發(fā)表于 2018-9-10 09:23
振動時效消除鑄造應(yīng)力看原理：http://yingli.huawin.com/vsrgy/143.html

4 k, j4 M5 b5 Z3 o! l3 T& @$ Z# P4 X振動后的效果怎么樣？ 需30t左右，上一臺什么價位？
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你總是說有蚊子

五面怪 發(fā)表于 2018-9-10 10:28
振動后的效果怎么樣？ 需30t左右，上一臺什么價位？

) M0 Y7 L6 d5 K. p可以的  保證尺寸精度沒問題的 1866 8909 875 可以問問她

五面怪

你總是說有蚊子 發(fā)表于 2018-9-11 08:12
可以的  保證尺寸精度沒問題的 1866 8909 875 可以問問她

3 M- V* T( I2 e# ]! z) d8 o0 F( J# a0 b收到，thanks
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復(fù)活節(jié)的微笑

這廣告做的好！

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重型機(jī)器廠、山川機(jī)床鑄造廠、濰坊柴油機(jī)廠、洛陽礦山機(jī)器廠等都先后也開展了振動時效的推廣應(yīng)用, 效果也很明顯。同時, 航天部602 所、603 所、上海交通大學(xué)、上海長江科學(xué)儀器廠等單位協(xié)作, 研究振動時效新工藝取得成功, 先后在江南造船廠、上海鍋爐廠成功地對核電站主體工程的壓緊頂帽, 北京天文臺的圓頂環(huán)梁、大拱等直徑數(shù)十米、重達(dá)百噸的特大工件實施振動時效處理, 解決了熱時效不能解決的問題。由此可見, 振動時效的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益非常明顯, 其應(yīng)用范圍正不斷擴(kuò)大。