1. FUNDAMENTALS OF METAL CASTING 1.

1. FUNDAMENTALS OF METAL CASTING 1. Why metal casting is so important -casting in manufacturing process 1. Solidification of molten metal -heating the metal, pouring, analysis, fluidity 1. Solidification and Cooling -solidification of metals and time, shrinkage, directional solidifications
2. Why metal casting important?  Capability of metal casting  Can produce internal cavities or hollow section  Very large parts and complex part can be produced in one piece  Can utilize materials that are difficult or uneconomical to process  Can create both external and internal shapes  Some casting methods are suited to mass production  Some casting processes are net shape; others are near net shape
3. Disadvantages of Casting  Different disadvantages for different casting processes:  Limitations on mechanical properties  Poor dimensional accuracy and surface finish for some processes; e.g., sand casting  Safety hazards to workers due to hot molten metals  Environmental problems
4. Parts Made by Casting  Big parts  Engine blocks and heads for automotive vehicles, wood burning stoves, machine frames, railway wheels, pipes, church bells, big statues, pump housings  Small parts  Dental crowns, jewelry, small statues, frying pans  All varieties of metals can be cast - ferrous and non-ferrous.
5. Cooling Curve for a Pure Metal  A pure metal solidifies at a constant temperature equal to its freezing point (same as melting point) Figure 10.4 Cooling curve for a pure metal during casting.
6. Solidification of Alloys  Most alloys freeze over a temperature range rather than at a single temperature Figure 10.6 (a) Phase diagram for a copper-nickel alloy system and (b) associated cooling curve for a 50%Ni-50%Cu composition during casting.
7. Figure 10.7 Characteristic grain structure in solidification Solidification of Alloys
8. Solidification Time  Solidification takes time  Total solidification time TTS = time required for casting to solidify after pouring  TTS depends on size and shape of casting by relationship known as Chvorinov's Rule where TST = total solidification time; V = volume of the casting; A = surface area of casting; n = exponent with typical value = 2; and Cm is mold constant. n mTS A V CT       
9. Mold Constant in Chvorinov's Rule  Mold constant Cm depends on:  Mold material  Thermal properties of casting metal  Pouring temperature relative to melting point  Value of Cm for a given casting operation can be based on experimental data from previous operations carried out using same mold material, metal, and pouring temperature, even though the shape of the part may be quite different
10. What Chvorinov's Rule Tells Us  A casting with a higher volume-to-surface area ratio cools and solidifies more slowly than one with a lower ratio  To feed molten metal to main cavity, TST for riser must greater than TST for main casting  Since mold constants of riser and casting will be equal, design the riser to have a larger volume-to-area ratio so that the main casting solidifies first  This minimizes the effects of shrinkage
11. Casting  Process in which molten metal flows by gravity or other force into a mold where it solidifies in the shape of the mold cavity  The term casting also applies to the part made in the process  Steps in casting is simple: 1. Melt the metal 2. Pour it into a mold 3. Allow to freeze or solidify
12. Solidification Processes  Starting work material is either a liquid or is in a highly plastic condition, and a part is created through solidification of the material  Solidification processes can be classified according to engineering materials:  Metals  Ceramics, specifically glasses  Polymers and polymer matrix composites (PMCs)
13. Heating the Metal  Heating furnaces are used to heat the metal to molten temperature sufficient for casting  The heat required is the sum of: 1. Heat to raise temperature to melting point 2. Heat of fusion to convert from solid to liquid 3. Heat to raise molten metal to desired temperature for pouring

Kết quả (Việt) 1:

1. NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA ĐÚC 1 KIM LOẠI. Tại sao đúc kim loại là rất quan trọng - đúc sản xuất xử lý 1. Solidification của nóng chảy kim loại - kim loại, đổ, phân tích, tính lưu loát 1 Hệ thống sưởi. Solidification và làm mát - solidification của kim loại và thời gian, co rút, định hướng solidifications2. tại sao kim loại đúc quan trọng?  khả năng của đúc kim loại  có thể sản xuất nội bộ sâu răng hoặc rỗng phần  rất lớn các bộ phận và phần phức tạp có thể được sản xuất trong một mảnh  có thể sử dụng vật liệu khó khăn hoặc uneconomical để quá trình  có thể tạo ra cả bên ngoài và nội bộ hình dạng  một số phương pháp đúc có phù hợp để sản xuất hàng loạt  một số quy trình đúc hình dạng lưới; những người khác đang ở gần lưới hình dạng3. nhược điểm của đúc  nhược điểm khác nhau cho quá trình đúc khác nhau:  các hạn chế về tính chất cơ học  kém chính xác chiều và kết thúc bề mặt cho một số quy trình; Ví dụ, đúc cát  an toàn mối nguy hiểm cho người lao động do nóng nóng chảy kim loại  các vấn đề môi trường4. bộ phận Made by đúc  phần lớn  khối động cơ và đầu cho xe ô tô, bếp lò đốt gỗ, khung máy, bánh xe đường sắt, đường ống, chuông nhà thờ, bức tượng lớn, bơm vỏ  bộ phận nhỏ  Nha khoa Vương miện, đồ trang sức, bức tượng nhỏ, chảo rán  tất cả các loại kim loại có thể được đúc - kim loại màu và kim.5. làm mát đường cong một  A tinh khiết kim loại kim loại nguyên chất rắn ở nhiệt độ thường xuyên bằng điểm đóng băng (giống như nóng chảy) hình 10.4 làm mát đường cong cho một kim loại tinh khiết trong quá trình đúc.6. solidification của hợp kim  hầu hết các hợp kim đóng băng trên một phạm vi nhiệt độ chứ không phải là một biểu đồ nhiệt độ duy nhất con số 10.6 (a) giai đoạn cho một hệ thống hợp kim đồng-niken và làm mát (b) liên quan đến đường cong cho 50% thành phần Cu Ni - 50% trong quá trình đúc.7. tìm cấu trúc đặc trưng hạt 10,7 solidification Solidification hợp kim8. solidification thời gian  Solidification mất thời gian  solidification tất cả thời gian TTS = thời gian cần thiết để đúc để củng cố sau khi đổ  TTS phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của đúc bởi các mối quan hệ được gọi là quy tắc của Chvorinov nơi TST = solidification tất cả thời gian; V = khối lượng của đúc; A = diện tích bề mặt của đúc; n = số mũ với giá trị tiêu biểu = 2; và Cm là hằng số mốc. n mTS A V CT       9. khuôn hằng số trong Chvorinov's Rule  khuôn hằng Cm phụ thuộc vào:  nấm mốc tài liệu  nhiệt đặc tính của đúc kim loại  Pouring nhiệt độ tương đối với sự nóng chảy điểm  giá trị Cm cho một hoạt động nhất định đúc có thể được dựa trên các dữ liệu thực nghiệm từ các hoạt động trước đó được thực hiện bằng cách sử dụng cùng một nấm mốc tài liệu, kim loại và nhiệt độ đổ, mặc dù hình dạng của một phần có thể khá khác nhau10. những gì Chvorinov Rule Tells thiệu  A đúc với một tỷ lệ cao hơn khối lượng bề mặt lá nguội đi và rắn lại chậm hơn so với một với một tỷ lệ thấp hơn  ăn kim loại nóng chảy vào khoang chính, TST cho riser phải lớn hơn TST cho đúc chính  kể từ mốc hằng riser và đúc sẽ được bình đẳng, thiết kế riser có tỉ lệ khối lượng trên diện tích lớn hơn để đúc chính rắn  đầu tiên này giảm thiểu những ảnh hưởng của co ngót11. đúc  quá trình trong đó dòng chảy kim loại nóng chảy của trọng lực hoặc lực lượng vào khuôn mà nó củng cố trong hình dạng của khuôn khoang  đúc hạn cũng áp dụng cho một phần được thực hiện trong quá trình  bước trong đúc là đơn giản: 1. làm tan chảy kim loại 2. Đổ vào một mốc 3. Cho phép đóng băng hoặc củng cố12. solidification  quy trình bắt đầu làm việc vật chất là một chất lỏng hoặc là hoặc là trong một tình trạng rất nhựa, và một phần được tạo ra thông qua các solidification của vật liệu  Solidification các quá trình có thể được phân loại theo kỹ thuật vật liệu:   gốm sứ kim loại, đặc biệt kính  polyme và ma trận polyme, vật liệu tổng hợp (PMCs)13. Hệ thống sưởi  kim loại hệ thống sưởi lò được sử dụng để làm nóng các kim loại nóng chảy nhiệt độ đủ để đúc  nhiệt cần thiết là tổng số: 1. nhiệt độ để nâng cao nhiệt độ nóng chảy 2. Nhiệt độ của phản ứng tổng hợp để chuyển đổi từ rắn với chất lỏng 3. Nhiệt để nâng cao các kim loại nóng chảy đến nhiệt độ mong muốn cho đổ