铝合金铸造培训教材(铸造基本知识)
1.铸造基本知识
铸造基本定义 珠光体――由铁素体和渗碳体片交替组成的共折组织 铁素体――即δ组、α组，由碳在铁中形成的间隙固溶体，纬心立方晶格，δ相存在于1392℃~1536℃；α相存在于911℃以下。
奥氏体――即γ相，符号γ或а，由碳在γ铁中形成的间隙固溶体，而心立方晶格，存在于727℃~1483℃ 石墨――铸铁中以游离状态存在的碳，有折石墨，共晶石墨及共折石墨，共形态可呈片状、蠕虫状、团絮状及球状。 渗碳体――即fe3c，铁与碳形成的间隙化合物，复杂的正交晶格，有一次渗碳体、共晶渗碳体、二次渗碳体和共折渗碳体，开头可呈片状、扳条状及网状。
莱氏体――由奥氏体及其轻变产物和渗碳体组成的混合物。为共晶组织。
马氏体相变――替换原子经无扩散切变位移而产生的形状改变，形核-长大型的相变 马氏体――马氏体相变的产物贝氏体――由铁素体和碳休物组成的针状聚合物，存在于马氏体温度以下珠光体温度以下 索氏体――属于珠光体类型，共组织比珠光体细小，具有良好的综合机械性能 屈氏体――极细的珠光体组织，比索氏体还细 灰铸铁――基体组织和片状石墨组成，断口呈灰口 球墨铸铁――基体组织和球状石墨组成，断口呈银白色 蠕墨铸铁――基体组织和蠕状石墨组成，也会伴有少量球状石墨，断口呈胶状，断口呈白色 可锻铸铁――组织为珠光体和莱氏体组成，退火后组织为基体和团絮状石墨组成，断口呈黑绒状 控磨铸铁――基体组织和碳化物组成，断口呈白口 耐热铸铁――基体组织和片状或球状石墨组成，断口呈灰口 耐腐蚀铸铁――基体组织和片状或球状石墨组成，断口呈灰口 碳钢――即碳素钢，指含碳量。
2.铝的铸造常识 有哪些
铝的铸造 铝的铸造一般采用立式或水平式水冷半连续铸造法。
为改善立式铸造的坯锭组织和表面质量，还发展出电磁结晶槽、矮结晶槽和热顶铸造法（见金属的凝固）。水冷半连续铸造法是通过流槽将液体金属导入用水冷却的结晶器内，使液体金属冷却形成凝固的外壳，由铸造机底座牵引或靠自身重量均匀下降而脱出结晶器，形成坯锭。
工艺参数因合金成分和坯锭尺寸的不同，差异很大。一般应尽量提高铸造速度和冷却速度，降低结晶槽的高度。
铸造温度通常比合金的液相线高50~110℃。此外，还发展出铝板带连续铸轧工艺。
板材、带材生产 采用平辊轧制，基本工序为热轧、冷轧、热处理和精整。对化学成分复杂的 LY12、LC4等硬铝合金，热轧前应进行均匀化处理。
处理温度一般低于合金中低熔点相的共晶温度10~15℃，保温12~24小时。硬铝合金的包铝是将包铝板放在经过铣面的坯锭两面，借助于热轧焊合。
包铝层的厚度一般为板材厚度的4%。热轧一般在再结晶温度以上进行。
热轧可在单机架可逆轧机上进行，或在多机架上实行连轧。为提高成品率和生产效率发展大铸锭轧制，锭重达10~15吨以上。
年产量在10万吨以下的工厂，一般用四辊可逆热轧和采用热上卷工艺，热轧带材厚度为6~8毫米左右。产量10万吨以上的工厂，多在四辊可逆热轧机开坯后采用单机架或两机架、三机架、五机架连轧，实行热精轧，带材厚度可达2.5~3.5毫米。
热轧带材成卷后作为冷轧坯料。为保证金属有最佳的塑性，应在单相组织状态下进行热轧。
LY11、LY12等合金的热轧开坯温度为400~455℃。前几道道次变形率一般在10%以内，以后逐渐增大。
纯铝和软铝合金道次变形率可达50%，硬铝合金则为40%左右。热轧总变形率可达90%以上。
冷轧常在室温下进行，通过冷轧可获得尺寸精确、表面光洁和平整的较薄的板材和带材，并可获得具有特定力学性能的加工硬化的板材和带材。冷轧主要采用带式法生产工艺，应用四辊可逆轧机或四辊不可逆轧机进行冷轧，当前发展不可逆轧机进行冷轧。
轧机装备有液压压下、液压弯辊、厚度自动控制系统或测辊缝的厚度自动控制系统及板形控制仪，由微型电子计算机控制、记录、储存各种参数，以获得尺寸精确、板形平整的板带材，如 0.18毫米带材公差可达±5微米。小工厂也有块式法生产板材的。
退火后铝的冷变形率可达90%以上。多相的硬铝合金冷加工硬化明显，需中间退火。
中间退火后的冷变形率为60~70%。热轧用乳液润滑，冷轧已由乳液发展为全油润滑。
采用单独控制喷嘴的多段冷却系统，以减少铝板和轧辊的摩擦，冷却轧辊，控制辊型，洗除铝粉及其他杂质，以获得良好的表面质量及板形。 经冷轧和热处理后的带卷常在辊式矫直机上或在拉弯连续矫直机列上进行精整。
平整淬火后的板片应在时效孕育期内进行，一般在淬火后30~40分钟内完成。淬火板的平直压光总变形量不应超过2%。
1955年试验成功的铝板带连续铸轧可生产薄板和铝箔坯料。中国于70年代初开始用此法生产薄板。
3.铸造基本知识
一 液态金属的流动特点
金属夜的流动性越高，则越易充满铸型的型腔、获得健全的铸件。那么可以提高浇铸速度来保证金属夜的流动。
二 合金的凝固特点
逐层凝固时合金的充型能力强，产生冷隔、浇不足、缩松等缺陷的倾向小，这主要在于选材，是技术人员考虑的问题。
三 合金的收缩特点
如果铸件在凝固过程中，由于金属液态收缩和凝固收缩，造成体积减小，得不到液态的补充，会在铸件最后凝固的部位形成了孔洞，容积较大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的叫缩松。才用顺序凝固的方法可以防止。所谓的顺序凝固是指在铸件的厚大部位附设冒口的工艺措施，使铸件的凝固顺序由远离冒口的部位先凝固并依次向冒口推进，冒口部位最后凝固的方法。
铸件在凝固过程中，由于铸件壁厚不均匀和各部位的散热情况不同，造成各部委的冷却速度不同，似的各部位在同一时刻的收缩量不一致而产生应力。热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。铸件的壁厚差别越大，热应力越大。防治方法：设法减少铸件冷却过程中各部位的温差，使各部位收缩一致，如将浇铸系统开在薄壁处，在厚壁处安放冷铁等。
四 砂型
合理的选择分形面的位置，这关系到模样的结构、型芯的数量、造型工艺等。合理选择浇铸位置。
分形面的位置跟浇铸位置的选择，都因铸件类型不同而不同，这个你可以问有经验的师傅。
4.铝的铸造常识 有哪些
铝的铸造一般采用立式或水平式水冷半连续铸造法。为改善立式铸造的坯锭组织和表面质量，还发展出电磁结晶槽、矮结晶槽和热顶铸造法（见金属的凝固）。水冷半连续铸造法是通过流槽将液体金属导入用水冷却的结晶器内，使液体金属冷却形成凝固的外壳，由铸造机底座牵引或靠自身重量均匀下降而脱出结晶器，形成坯锭。工艺参数因合金成分和坯锭尺寸的不同，差异很大。一般应尽量提高铸造速度和冷却速度，降低结晶槽的高度。铸造温度通常比合金的液相线高50~110℃。此外，还发展出铝板带连续铸轧工艺。
板材、带材生产 采用平辊轧制，基本工序为热轧、冷轧、热处理和精整。对化学成分复杂的 LY12、LC4等硬铝合金，热轧前应进行均匀化处理。处理温度一般低于合金中低熔点相的共晶温度10~15℃，保温12~24小时。硬铝合金的包铝是将包铝板放在经过铣面的坯锭两面，借助于热轧焊合。包铝层的厚度一般为板材厚度的4%。热轧一般在再结晶温度以上进行。热轧可在单机架可逆轧机上进行，或在多机架上实行连轧。为提高成品率和生产效率发展大铸锭轧制，锭重达10~15吨以上。年产量在10万吨以下的工厂，一般用四辊可逆热轧和采用热上卷工艺，热轧带材厚度为6~8毫米左右。产量10万吨以上的工厂，多在四辊可逆热轧机开坯后采用单机架或两机架、三机架、五机架连轧，实行热精轧，带材厚度可达2.5~3.5毫米。热轧带材成卷后作为冷轧坯料。为保证金属有最佳的塑性，应在单相组织状态下进行热轧。LY11、LY12等合金的热轧开坯温度为400~455℃。前几道道次变形率一般在10%以内，以后逐渐增大。纯铝和软铝合金道次变形率可达50%，硬铝合金则为40%左右。热轧总变形率可达90%以上。
冷轧常在室温下进行，通过冷轧可获得尺寸精确、表面光洁和平整的较薄的板材和带材，并可获得具有特定力学性能的加工硬化的板材和带材。冷轧主要采用带式法生产工艺，应用四辊可逆轧机或四辊不可逆轧机进行冷轧，当前发展不可逆轧机进行冷轧。轧机装备有液压压下、液压弯辊、厚度自动控制系统或测辊缝的厚度自动控制系统及板形控制仪，由微型电子计算机控制、记录、储存各种参数，以获得尺寸精确、板形平整的板带材，如 0.18毫米带材公差可达±5微米。小工厂也有块式法生产板材的。退火后铝的冷变形率可达90%以上。多相的硬铝合金冷加工硬化明显，需中间退火。中间退火后的冷变形率为60~70%。热轧用乳液润滑，冷轧已由乳液发展为全油润滑。采用单独控制喷嘴的多段冷却系统，以减少铝板和轧辊的摩擦，冷却轧辊，控制辊型，洗除铝粉及其他杂质，以获得良好的表面质量及板形。
经冷轧和热处理后的带卷常在辊式矫直机上或在拉弯连续矫直机列上进行精整。平整淬火后的板片应在时效孕育期内进行，一般在淬火后30~40分钟内完成。淬火板的平直压光总变形量不应超过2%。
1955年试验成功的铝板带连续铸轧可生产薄板和铝箔坯料。中国于70年代初开始用此法生产薄板。
5.想学习铸造看那些书
1·
铸造工艺及工装设计 李晨希 主编 /2014-08-01 /化学工业出版社
全书旨在为读者提供铸造工艺设计的理论依据和实用手段。书中重点介绍了铸铁件、铸钢件和非铁合金铸件的浇注系统设计、补缩系统设计、出气孔设计以及工装设计等内容，同时也阐明了特种铸造工艺设计的有关要求和要点。书中列举了典型铸件工艺设计实例，详细介绍工艺设计有关的步骤和计算方法，帮助读者透彻学习和理解工艺设计有关的知识。
2·
铸造造型材料实用手册 作者：李远才
本书是一本关于铸造造型材料的工具书，全面系统地介绍了铸造造型材料及其应用。其主要内容包括：原砂及耐火原料、粘结材料、添加材料、辅助材料、工艺过程材料、无机粘结剂型砂和芯砂、有机化学粘结剂砂、其他铸型（芯）砂、铸造涂料、熔模铸造材料、消失模铸型。书中汇集了丰富的铸造造型材料相关技术资料、数据和图表，实用性较强。
本书可供铸造工程技术人员、从事铸造造型材料生产和销售的相关人员参考，也可作为相关专业在校师生的参考书。
出版社：北京：机械工业出版社 出版社时间：2009年3月
6.铝合金铸造工艺
一、铸造概论 铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
（1） 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
（2） 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。
缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。
对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。 ②线收缩 线收缩大小将直接影响铸件的质量。
线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。 对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。
应根据具体情况而定。 （3） 热裂性 铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。
裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。 不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。
生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。
（4） 气密性 铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。 铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。
同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。
（5） 铸造应力 铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。
①热应力 热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。
②相变应力 相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。
③收缩应力 铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。
但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。 铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。
铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。
（6） 吸气性 铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢。
7.学习铸造技术
如果你只是想学习一下铸造知识，我建议你浏览铸造手册。一共全六册。（第1卷）铸铁 （第2卷）铸钢 （第3卷）铸造非铁合金 （第4卷）造型材料 （第5卷）铸造工艺 （第6卷）特种铸造
如果你想从事铸造行业，我认为应该系统的学习。个人意见，《材料科学基础》《金属学原理》这是所有学金属材料的基础，首先看，而且必须看。然后是《金属液态成型原理》，《冶金传输原理》，《金属热处理原理与工艺》，这些就是铸造过程中比较重要的几个过程了。然后再看《铸造工技师培训教材》，这就比较贴近实际了。最后浏览一般铸造手册。这样过一遍，你就算基本入行了，但也就是刚刚入行。想做精就要多看书，在实际工作中多问，多听，多思考了，铸造这一行经验很重要。
8.关于铝合金的知识
关于铝合金知识。
减轻重量就是在提高性能，比如越野车的前后轮，如果使用合格的铝合金轮圈，使重量减少后，抗冲击能力有所提高，使用中响应能力的提高与越野的乐趣同步上升。
铝合金及铝基符合材料在摩托车上使用，尤其是在越野车的使用，比例会越来越高。从目前看，铝及铝产品是比多数钢铁稍贵，而比其他有色金属却便宜，并且铝资源的储量是极大的~~
世界前端的产品早已用上了钛、铍等产品，从价格上看，铝产品的广泛应用是必然的~
关于铝合金制品，其重量轻、抗冲击、耐用等方面优势，在摩托车上逐渐增多，为此查阅了相关书籍，将自己的粗浅理解献丑于这里的朋友。
铝是地壳中分布最光杆的元素之一，约为8.8%。仅仅次于氧和硅也就是金属元素的第一位。近几十年来，铝的材料工艺技术突飞猛进，如果想提高性能必然要考虑采用轻金属及复合材料。比如活塞，如果摩托车采用钢制的活塞，其性能只能达到铝合金的一半。
铝合金的分两大类，加工材和铸造材。加工材目前为8个系，其编号多为4位数字，有些人以为编号越高越好，其实是不尽正确的。还有的朋友认为硬度越高越好，也是有些片面的。
变形铝合金（加工材）方面：
1, 1***系，非热处理型合金，为纯铝，如1000合金。1***系导电、导热性优。在表面处理后适合做外观件，其强度不足，但做为反射板却不错，1060、1070可做配电用途及散热材料
2, 2***系，热处理型合金，铝-铜系合金，如2024合金。实际上多为铝-铜-镁合金。杜拉铝、超杜拉铝（硬铝）就是指2017、2024等材料，该系材料的强度可与刚相抗衡，由于它含有较多的铜，耐蚀性较差。该系合金的焊接性能较差，在结合时适宜用铆接、螺丝固定，以及电阻焊接。
3, 3***系，非热处理型合金，铝-锰系合金，如3034合金。多用语建材容器及汽车配管，最常见的是易拉罐。
4, 4***系，非热处理型合金，铝-硅系合金，如4043合金。4032添加了硅，抑制他的热膨胀，改善它的耐热性，当作锻造活塞材料使用。
5, 5***系，热处理型合金，铝-镁系合金，如5083合金。装饰材料，如天花板。
6, 6***系，热处理型合金，铝-镁-硅系合金，如6063合金。6***系列合金强度与耐蚀性都好，是结构用才的常用材料，但无法达到2***系、7***系的强度性能。
7, 7***系，热处理型合金，铝-锌-镁-铜系合金，如7075合金。7***系合金中有些为不含铜的合金。主要用于飞机、体育运动器材等，是目前主要开发的铝合金之一。
8, 8***系，热处理型合金，铝-锂系合金，如8089合金。
铸造铝合金方面：
1， 铝-硅系合金，如ZL102合金
2， 铝-镁系合金，如ZL103合金
3， 铝-铜-硅系合金，如ZL107合金
4， 铝-铜-镁-硅系合金，如ZL110合金
5， 铝-镁-硅系合金，如ZL104合金
6， 铝-镁-锌系合金，如ZL104合金
并非是所有铝合金都适合使用，而且热处理的效果直接影响性能。我比较关注2***系、7***系铝合金，它们地适合越野车的部件，比较成熟的是2014、7075。当然2***系的2618-T61抗拉强度达到625M，布氏硬度为的115，这是不错的钢的指标。铝合金的使用，不仅要在不同的温度情况下看它的抗拉伸、布氏硬度、疲劳强度、强度，还要看它热处理的指标等，以及是否适合耐腐蚀等。我国铝产品和铝加工材的产品均为世界首屈一指，但材料工艺也急需成为世界第一强国。
