鑄造應力的產生及消除

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當一個鑄件凝固之后，伴隨著溫度的下降，鑄件都會變為固態在這個過程中會發生相變，隨著鑄件變為固態的相變過程，相變體也會發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，內層的溫度下降的慢，所以壁厚越厚冷卻用時越長。這種現象致使一個完整的鑄件的內層和外層以及薄厚不一樣的地方的收縮程度不一樣，這樣的現象會影響到鑄件的薄厚和內外層之間發生相互牽制的作用，導致鑄件拉伸或者發生不可逆的形變。熱應力現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它們收縮的程度不同而產生的一種現象。要去研究熱應力形成的條件，需要研究金屬在冷卻的進程中內部的應力是如何進行分布的。

' r" F; Y1 r! j) h; J鑄造應力的危害之處鑄造應力的殘存對于一個鑄件的質量來說有著十分惡略的影響。鑄件應力是在鑄件的生產存放過程中產生變質變形的重要因素，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力方向和它的工作應力方向是重復的，那么在這個鑄件工作時候，這兩個力會產生相互的效應，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。而且在大規模的生產過程中，鑄件如果發生形變會使得鑄件不能放入事先準備好的模具中去導致流水作業失敗。另外對于某些有高精度要求的鑄件生產來說，如果鑄件中殘存的應力致使鑄件發生形變，那么就會極大程度影響到精確度，還會造成經濟損失。

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鑄造應力的影響因素
( A8 i9 w6 e) |9 {/ z鑄件在凝固和冷卻過程中，受到的總的應力大小為其所受到的熱應力、相變應力和機械阻礙應力的代數之和。
熱應力和相變應力往往就是鑄件中的殘存應力。殘存應力主要和以下四個方面的因素有關系：
" h% Z! R! r  c" [) b7 y1 .金屬性質方面
3 }5 J/ [9 p& g( b: O①金屬的殘存應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力比彈性模量小的灰口鑄鐵的殘余應力就要大，這就證實了這一理論。
②鑄件的殘余應力大小和使用的合金的自由線收縮系數成正比例。
8 U; r( M3 N5 h9 n$ q& c' U  F③金屬的導熱系數會影響鑄件的內外層溫度差。碳鋼的導熱系數相對于碳鋼來說高，所以在統一標準下對比的話，碳鋼的鑄造應力會小于合金鋼中的應力。
# B* b: h& X# [" f5 q2. 鑄型性質方面
. T7 R5 d- i1 ]$ t8 N0 ]6 A蓄熱系數代表著鑄件的冷卻速度，鑄件冷卻快會導致內外的溫度差加大。溫差大則會導致鑄造應力變大。所以金屬鑄件比砂型鑄件的應力大。
; i9 t' d3 h  A# C0 w  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，這對于消除鑄造應力有
" Q" M3 i7 g: s4 H+ L積極影響。
% D1 f2 P* j/ |! l6 e0 k4. 鑄件結構
一個鑄件的結果內外壁厚差值越大，表面它在澆注過程中冷卻的速度差別越大，產生的鑄造應力就越大。
減小和消除鑄造應力的措施
7 u' d, g4 Q7 P7 Y, i* ?1 .合理地設計鑄件的結構
在鑄件的設計過程中應該盡量使得鑄件的壁厚變得均勻一點，還應避免出突起尖角的現象，這種設計手段可
- P, m3 _& o: @% v2 c" q) ~以有效地減少鑄造應力的產生。為了解決鑄件變形的難題，提出了以下幾種解決措施：
/ u4 y$ Q- d7 X" k' A+ N7 @①設計鑄件時候應該使得鑄件內外壁厚基本一致，在鑄件冷卻的時候盡量讓內外壁一起冷卻。
' H/ X! O1 n! Q# ?4 N9 q②在鑄件的設計時候使得鑄件的整體結構對稱設計，即使內部有應力的存在可以讓相反方向的應力進行抵消
( ~  r/ S. E( @5 o" C' @③反變性法。專門把鑄件的形狀鑄造成與鑄造應力相同時冷凝就是采取一些手段使得鑄件內外冷卻的速率基本相同。這樣做的目的就是使得鑄件內外的溫度差值小，避免鑄件變形。因此可以在鑄造過程中巧妙地設置澆注口。
' t# M4 w& L8 q; H" p0 e2 .采用同時凝固的工藝
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同時冷凝就是采取一些手段使得鑄件內外冷卻的速率基本相同。這樣做的目的就是使得鑄件內外的溫度差值小，避免鑄件變形。因此可以在鑄造過程中巧妙地設置澆注口。
% A# r; i" e1 P. n( ~- `3.時效處理
+ W1 f  h/ K& }8 _& R1 l1 K# j" n3.1 人工時效
, c3 @" j! d+ L對于不同的金屬材料在消除殘存應力時候采取的溫度和保留時間都應該視具體情況而定。鑄造過程中通常采取的方法是加熱到彈塑性狀態，冷卻一段時間使得應力消除。
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該勻速進行。在實際生產過程中對于鑄件的冷卻或者加熱速度以及保留時間都應該視具體情況設置。
3.2 自然時效
自然時效指的是將鑄造完畢后的鑄件在露天環境下長時間放置，隨著時間的推移鑄造應力自然會消失掉。殘留的鑄造應力會導致該鑄件的晶格發生變形，并且內部極不穩定。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代社會，很少會采用這種原始的方法。
3.3 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力防止變形最為環保一項技術，僅需要電能即可，不占用場地，可以戶外施工，降低應力峰值應力，均化應力，防止變形很有效果。大型錐鑄件的殼體、模具、機床床身采用此工藝的非常多，華云振動時效技術是非常全面和豐富，有效解決應力問題。
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振動時效消除鑄造應力看原理：http://yingli.huawin.com/vsrgy/143.html

你總是說有蚊子

振動時效全套~

彭貴飛

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

五面怪

你總是說有蚊子 發表于 2018-9-10 09:23
7 s; A% o' E' Z. ^5 K6 q振動時效消除鑄造應力看原理：http://yingli.huawin.com/vsrgy/143.html

1 M. S8 S% Y4 V' d振動后的效果怎么樣？ 需30t左右，上一臺什么價位？

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五面怪 發表于 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？

4 n) O4 a- ?& U5 |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 發表于 2018-9-11 08:12
0 Y6 R: c' D2 ?0 H  k3 p8 l可以的  保證尺寸精度沒問題的 1866 8909 875 可以問問她

收到，thanks
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復活節的微笑

這廣告做的好！

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重型機器廠、山川機床鑄造廠、濰坊柴油機廠、洛陽礦山機器廠等都先后也開展了振動時效的推廣應用, 效果也很明顯。同時, 航天部602 所、603 所、上海交通大學、上海長江科學儀器廠等單位協作, 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梁、大拱等直徑數十米、重達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, 振動時效的技術經濟效益非常明顯, 其應用范圍正不斷擴大。
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