《熔炼与铸锭》课件

熔炼与铸锭熔炼是指将金属或合金加热至熔化状态的过程，是金属加工的重要步骤之一铸锭是将熔化的金属或合金浇注到模具中，冷却凝固形成的金属块铸锭是金属加工的后续环节，为后续加工提供原材料主要内容熔炼铸锭熔炼与铸锭的工艺熔炼是将固态金属加热至熔融状态的过铸锭是将熔化的金属浇注到模具中，使熔炼和铸锭是金属材料加工的重要环节程，以便进行后续铸造、加工或其他处其冷却凝固成特定形状的金属块，直接影响最终产品的质量和性能理熔炼概述金属熔化冶炼过程熔炼设备熔炼是将金属加热到熔点，使其从固态转变熔炼是金属冶炼的重要环节，为后续铸造、熔炼过程通常在专门的熔炼炉中进行，例如为液态的过程锻造等工艺提供熔融金属感应电炉、电阻熔炉等熔炼目的净化金属改变成分便于铸造去除杂质，提高纯度，改善金属性能添加合金元素，改变金属的物理和化学性质将固态金属熔化成液态，易于成型熔炼温度熔炼温度是金属材料熔化所需的温度，由金属的化学成分、杂质含量和外界压力等因素决定1500°C1083°C铁金327°C-39°C铅汞熔炼时间熔炼时间影响因素熔炼温度温度越高，熔炼时间越短金属类型熔点不同的金属，熔炼时间不同熔炼炉型不同炉型，加热效率不同，熔炼时间不同金属数量金属数量越多，熔炼时间越长熔炼炉型熔炼炉型常见熔炼炉熔炼炉的类型多种多样，选择合适的熔炼常见的熔炼炉类型包括坩埚熔炉、感应电炉型是确保熔炼效率和质量的关键因素炉、电阻熔炉、真空熔炉等每种炉型都熔炼炉的选择主要取决于金属的类型、熔有其独特的特点和适用范围，需要根据实炼温度、熔炼量、成本以及环保要求等因际情况选择合适的炉型素常见熔炼炉熔炼炉根据加热方式分为三大类电阻炉、感应炉和电弧炉电阻炉利用电阻丝发热，适用于金属材料的熔炼和热处理感应炉利用电磁感应原理，适用于金属材料的熔炼和热处理电弧炉利用电弧产生的高温，适用于金属材料的熔炼和冶炼坩埚熔炉坩埚熔炉是一种常用的熔炼设备它通常由耐高温的材料制成，例如石墨、陶瓷或金属坩埚被放置在加热装置中，通常是电炉或燃气炉加热装置会将热量传递给坩埚，从而使金属材料熔化坩埚熔炉通常用于熔炼贵金属、合金和半导体材料感应电炉工作原理结构组成应用范围感应电炉利用电磁感应原理，通过高频电流感应电炉主要由感应线圈、坩埚、炉体、冷感应电炉广泛应用于钢铁、有色金属、冶金产生磁场，使金属材料发热熔化却系统等部分组成等行业，可用于熔炼、加热、保温等电阻熔炉电阻熔炉利用电阻加热元件产生的热量来熔化金属电阻加热元件通常由高电阻率的金属制成，例如钨、钼或镍铬合金电阻熔炉的优点是结构简单，操作方便，成本相对较低但其功率密度较低，加热效率也相对较低金属的熔化特性熔点熔化过程12金属从固态转变为液态的温度金属在熔点以上开始熔化，吸，称为熔点收热量，温度保持不变熔化热影响因素34金属从固态完全转变为液态所金属的纯度、压力和杂质等因需的热量，称为熔化热素会影响熔点和熔化热纯金属熔化特性纯金属具有明确的熔点，在特熔化过程中，温度保持不变，熔化过程伴随着晶格结构的破熔化需要吸收热量，称为熔化定温度下，固态金属会完全转直到所有固态金属完全熔化坏，金属从有序的固态转变为热，以克服金属原子之间的吸变为液态无序的液态引力合金熔化特性熔点范围熔化过程合金熔点通常比其组成金属的熔点低合金的熔点取决于其成分和合金的熔化过程是一个复杂的现象不同的合金元素以不同的速度比例熔化液体相凝固特性在合金完全熔化后，形成一个液体金属相液体相的性质取决于合合金的凝固过程也很复杂合金元素在不同的温度下凝固，形成不金成分同的微观结构铸锭概述铸锭是金属材料生产过程中重要的环节，它决定了最终产品的质量和性能铸锭过程将熔融金属浇注到模具中，冷却凝固成所需的形状和尺寸铸锭的质量直接影响着后续加工和产品质量，如轧制、锻造、挤压等铸锭目的

11.成形

22.纯度控制将熔融金属塑造成所需的形状减少杂质和气体，提高金属的，例如圆形、方形或其他定制纯度，控制材料的微观结构，形状获得所需的力学性能

33.尺寸控制

44.降低成本准确控制铸锭的尺寸，以满足铸锭是金属加工的重要环节，后续加工和使用的要求通过优化工艺可以降低成本铸锭方法重力铸锭利用重力将熔融金属从熔炉中倒入铸模成本低，操作简单，应用广泛压铸通过高压将熔融金属压入模具中，生产精度高，表面光洁度好挤压铸锭将熔融金属压入模具中，形成连续的金属棒或型材，广泛用于制造各种金属制品离心浇注将熔融金属注入旋转的模具中，利用离心力形成空心铸件，常用于制造管道、轮毂等重力铸锭优点操作简单，成本低廉适用于各种金属材料将熔融金属直接倒入模具中利用重力使金属充满模具压铸高压注入模具填充高压注塑通过高压将金属液注入模具，快速形成铸件模具设计复杂，可实现精密铸造高压注塑，金属液完全充满模具挤压铸锭挤压铸锭优点挤压铸锭具有以下优点材料利用率高、尺寸精度高、表面质量好、铸件内部组织结构均匀、强度和塑性高适用于形状复杂、精度要求高的铸件挤压铸锭概述挤压铸锭是利用压机将金属熔体以一定速度和压力通过模具孔挤出，形成铸锭挤压铸锭可获得高密度、高强度、高精度和良好表面质量的铸锭离心浇注原理特点设备利用离心力，使液态金属在旋转的模具中均铸锭内部结构致密、性能均匀，适用于生产离心浇注设备由旋转模具、液态金属供给系匀分布，形成铸锭高性能材料统、冷却系统等组成模具材料耐高温导热性好铸锭过程需要高温，因此模具材金属液在模具中冷却凝固过程中料需要耐高温，不易变形，模具需要快速散热，才能获得均匀的组织结构耐腐蚀性机械强度高熔融金属会与模具材料发生反应模具在使用过程中会受到高温金，所以模具材料要耐腐蚀，防止属液的冲击，需要具备一定的机模具被腐蚀械强度，以保证模具的完整性和使用寿命模具设计原则

11.尺寸精度

22.耐热性能模具尺寸应精确，以保证铸件尺寸符合要求模具材料应具有良好的耐热性，以承受熔融金属的高温

33.表面光洁度

44.强度与硬度模具表面应光滑，以保证铸件表面光滑模具应具有足够的强度和硬度，以承受铸造过程中的压力铸造缺陷气孔接缝气孔是铸件中常见的缺陷之一，接缝是铸件中的一种表面缺陷，它会导致铸件强度降低、耐腐蚀它会导致铸件强度降低、外观不性降低等问题气孔的形成原因佳等问题接缝的形成原因包括包括熔炼过程中气体的溶解、铸铸造过程中模具的闭合不严密、造过程中气体的吸入等熔融金属的流动性差等收缩孔收缩孔是铸件中的一种内部缺陷，它会导致铸件强度降低、耐腐蚀性降低等问题收缩孔的形成原因包括熔融金属的冷却速度过快、铸造过程中的温度控制不当等气孔气孔形成原因气孔影响气孔修复铸造过程中，空气或其他气体被困在熔化的气孔降低铸件强度，影响其机械性能和外观气孔可以通过预处理或热处理修复金属中，导致气孔接缝接缝是铸锭表面出现的裂缝接缝的出现会影响铸锭的强度和韧性铸造过程中，金属冷却收缩时，内部产生的应力无法释放，导致表严重的接缝甚至会造成铸锭报废面裂开收缩孔

11.形成原因

22.类型铸造过程中，金属液冷却凝固包括中心缩孔、表面缩孔、气，体积收缩，形成孔洞孔等，影响铸件质量

33.影响因素

44.预防措施金属种类、浇注温度、冷却速控制浇注温度、使用冷铁、合度、铸型设计等因素影响收缩理设计浇口等，可以有效减少孔形成收缩孔总结与展望熔炼与铸锭是金属材料制备的关键环节，两者紧密相连，缺一不可未来将着重关注熔炼工艺的优化，提高铸锭质量，降低生产成本。