铸铜件在现代技术发展中发挥着巨大的潜在作用,无论是航天飞行器进入太空,还是智能机器人步入深海;也无论是计算机装置的更新一日千里,还是工程科学技术的飞速发展,都离不开高质量的铸件的使用和支持。大多数铸造铜合金(铸铜件)都不能热处理强化,而是在铸造状态下使用。但也有少数铸造铜合金在热处理后使用,如铍青铜、铬青铜、硅青铜和部分高铜合金是热处理强化合金。此外,ω(Al)≥9.4%的铝青铜,经过适当的热处理后能在一定程度上改善其力学性能,特别是耐蚀性能。
铸铜件由于多种因素影响,常常会出现气孔、针孔、夹渣、裂纹、凹坑等缺陷。常用的修补设备为氩弧焊机、电阻焊机、冷焊机等。对于质量与外观要求不高的铸件缺陷可以用氩弧焊机等发热量大、速度快的焊机来修补。但在精密铸铜件缺陷修补领域,由于氩焊热影响大,修补时会造成铸件变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等二次缺陷。冷焊机正好克服了以上缺点,其优点主要表现在热影响区域小,铸件无需预热,常温冷焊修补,因而无变形、咬边和残余应力,不会产生局部退火,不改变铸件的金属组织状态。因而冷焊机适用于精密铸铜件的表面缺陷修补。
铸铜件有优良的机械、物理性能,它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能,还可兼具一种或多种特殊性能,如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。铸件的重量和尺寸范围都很宽,重量最轻的只有几克,最重的可达到400吨,壁厚最薄的只有0.5毫米,最厚可超过1米,长度可由几毫米到十几米,可满足不同工业部门的使用要求。
铸造铜合金的热处理按其应用可分为:
1、消除应力退火目的在于消除铸造和补焊后产生的内应力。
2、强化热处理包括固溶处理和时效处理,目的在于提高合金的物理性能、力学性能和耐蚀性。
3、消除铸造缺陷的热处理铸造锡青铜当加热至400-500℃ 时,α枝晶间的δ相扩散溶入α
1、逐层凝固
纯铝或共晶成分铝合金在凝固过程中不存在液、固并存的凝固区,故断面上外层的固体和内层的液体由一条界线 (凝固 前沿)清楚分开。随着温度的下降,固体层不断加厚,液体层不断减少,直达铝铸件中心,这种凝固方式为逐层凝固。
2、糊状凝固
如果铝合金的结晶温度范围很宽,且铝铸件的温度分布较为平坦,则在凝固的某段时间内,铸件表面并不存在固体层,而液、固并存的凝固区贯穿整个断面,类似于水泥凝固, 糊状而后固化,称为糊状凝固。
3、中间凝固
大多数凝固介于逐层与糊状凝固之间,称为中间凝固。一般来说,铝铸件质量与其凝固方式密切相关金的充型能力强,便于防止缩孔和缩松;糊状凝固时是获得紧实的铝铸件的凝固方式。
铝铸件表面各种多肉类缺陷的总称。包括飞边、毛刺、抬型、胀砂、冲砂、掉砂、外渗物等。
1、飞边 垂直于铸件表面上厚薄不均匀的薄片状金属突起物。 常出现在铸件分型面和芯头。
2、毛刺 铝铸件表面上刺状金属突起物。常出现在型和芯的裂缝处,形状及不规则。
3、抬型 由于金属液的浮力使上型或型芯局部或全部抬起,使铸件高度增加的现象。
4、胀砂 铸件内外表面局部胀大,重量增加的现象。由型壁退移引起。
5、冲砂 砂型或砂芯表面局部型砂被金属液冲刷掉,在铝铸件表面的相应部位上形成的粗糙、 不规则的金属瘤状物。常位于浇口部位,被冲刷掉的型砂,往往在铸件的其它部位形成砂眼。
6、掉砂 砂芯或是砂芯的局部砂块在机械力作用下掉落, 使铸件表面相应部位形成块状金属 突起物。其外形与掉落的砂块很相似。铸件在其它部位往往出现砂眼和残缺。
7、 外渗物 铸件表面渗出来的金属物。多呈豆粒状,一般出现在铝铸件的自由表面上。
铜套硬度高,耐磨性极好,不易产生咬死现象,有较好的铸造性能和切削加工性能,在大气和淡水中有良好的耐蚀性。可用于高负荷(20Mpa以下)和高滑动速度(8m/s)下工作的耐磨零件,如连杆、衬套、轴瓦、齿轮、蜗轮等。
铜套表面压力高,又有侧压力的轴承,可用来制造冷轧机的铜冷却管,耐冲击负荷达 50Mpa的零件,内燃机的双金属轴瓦,主要用于负荷达70Mpa的活塞销套,耐酸配件。更换铜套内壁9个导向带和3个格栏圈。更换密封前,在其与铜 套内壁接触面上摸上少许黄油,以避免贴合不紧及后续安装过程中错位。每根导向带的斜角接口处用强力胶水粘接牢固,9个导向带的接口应均匀错开约230mm 为宜。
在缺乏润滑剂和用水质润滑剂条件下,滑动性和自润滑性能好,易切削,铸造性能差,对 稀硫酸耐蚀性能好。一般用途的结构件,船舶、仪表等使用的外型简单的的铸件,如套筒、衬套、轴瓦、滑块等。是典型的锡磷青铜,硬度和耐磨性都很高,可用于 制造重荷载、高速度和较高温度下工作,受强烈摩擦的零件,如连杆衬套、齿轮、蜗轮等。