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標題: 鑄造磷青銅套熱裝后整體收縮，求指點方向 [打印本頁]

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-20 12:57
標題: 鑄造磷青銅套熱裝后整體收縮,，求指點方向
俺這兩天做了熱裝銅套,，過盈量0.15~0.18mm,，鋼套溫度190°C~200°C ,，操作時間18:30~19:30,，木有精確記錄時間點,。

第一次,，裝好后自然冷卻；隔天銅套松動,。測內(nèi)徑收縮-0.45~0.50mm,；外徑收縮-0.25~0.30mm，高于過盈量所以就松動,，輕敲就退出來,。

第二次，先將銅套加溫到220°C急速水冷,，測內(nèi)外徑尺寸沒明顯變化,；再次加熱銅套到240°C后自然冷卻，測內(nèi)外徑尺寸沒明顯變化,。這次的過盈量有0.23mm~0.26mm,，鋼套溫度270°C~280°C ,，裝好后快速冷卻,，先用小水滴淋,，待溫度降至150°C后入水冷卻。測內(nèi)徑收縮-0.45~0.50mm,；外徑收縮-0.25~0.30mm,，高于過盈量所以就松動，輕敲就退出來,。

昨天網(wǎng)搜到現(xiàn)在還未找到沾邊的信息,，也往組織晶態(tài)方向搜了，同樣還未有頭緒,。求指點方向

磷青銅銅套如附圖,，
(, 下載次數(shù): 204)

作者: 逛逛論壇 時間: 2015-12-20 13:21
鋼套尺寸？

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-20 14:32
本帖最后由 LIAOYAO 于 2015-12-20 15:36 編輯

逛逛論壇發(fā)表于 2015-12-20 13:21
鋼套尺寸,？

估計是過盈量太大,，銅套被擠壓的“永久”變形了。

復制代碼

這個解釋不能滿足現(xiàn)象,，有另一款銅套Ø75XØ85X70,，同樣是大過盈0.18~0.20mm，操作次數(shù)更多（約有10次）也未發(fā)生過收縮,，兩批銅套都在07~08年鑄造,。

--- 亂馬 1/2
這個解釋不能滿足現(xiàn)象，有另一款銅套內(nèi)徑75X外徑85X70,，同樣是大過盈0.18~0.20mm,，操作次數(shù)更多（約有10次）也未發(fā)生過收縮，兩批銅套都在07~08年鑄造,。
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作者: ValleyViews 時間: 2015-12-20 14:36
銅套的槽形結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)在承受外壓時,，應該有局部的應力集中現(xiàn)象。要么造成局部彈性失穩(wěn),，要么局部有朔性變形,。

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-20 14:50

ValleyViews 發(fā)表于 2015-12-20 14:36
銅套的槽形結(jié)構(gòu)和通孔結(jié)構(gòu)在承受外壓時，應該有局部的應力集中現(xiàn)象,。要么造成局部彈性失穩(wěn),，要么局部有朔性 ...

連續(xù)兩天操作兩次，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果很接近,。不同尺寸銅套采相同操作模式也未曾發(fā)生層主說的局部彈性失穩(wěn),、變形。

這次是整體收縮而不是局部變形,，從測量內(nèi)外徑尺寸的數(shù)據(jù)可以判定,。

作者: ValleyViews 時間: 2015-12-20 14:54

LIAOYAO 發(fā)表于 2015-12-20 14:50
連續(xù)兩天操作兩次,，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果很接近。不同尺寸銅套采相同操作模式也未曾發(fā)生層主說的局部彈性失穩(wěn),、 ...

不園度的前后變化測過沒有,？

作者: ValleyViews 時間: 2015-12-20 15:24
整體收縮是現(xiàn)象。

作者: 冷月梧桐 時間: 2015-12-20 17:02
我記得不錯的話,，像這種銅套和軸瓦,。考慮的都是周長和厚度,，不是內(nèi)外徑,。如你所說，內(nèi)外同時收縮,，說明加工的時候還是熱的,，應該要到恒溫再進行加工

作者: chixianhu 時間: 2015-12-20 17:45
是不是用水激冷的時候，金屬產(chǎn)生向內(nèi)收縮力,，而收縮力的釋放需要一個過程,，比較緩慢，

作者: chixianhu 時間: 2015-12-20 17:48
鑲進去以后,，里面插個棍子怎么樣,。

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-20 18:18
下午再網(wǎng)搜后大概有個方向，輔以前后尺寸變化與體積變化值來判斷,，俺會朝鑄造缺陷方面去找問題,。

尺寸變化：（非精密測量值，TESA 0.02mm附表卡尺測,，僅供粗略判斷用）
初始外徑 72.15 ,；收縮后外徑 71.8 收縮比 0.485%
初始內(nèi)徑 59.0 ；收縮后內(nèi)徑 58.5 收縮比 0.847%

作者: 海鵬.G 時間: 2015-12-20 22:45
提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動屏蔽

作者: zerowing 時間: 2015-12-21 03:12
LIAO大能否提供下鋼套的尺寸數(shù)值,，包括公差,。
按照目前的數(shù)據(jù)看，如果鋼套存在下偏差使得裝配鋼套的內(nèi)徑尺寸小于71.7,。那么最終的銅套整體變形可能來自于磷青銅的蠕變性,。
但按照帖子中的數(shù)據(jù)，過盈量只有0.23~0.26,，因此以72.15計算最終變形后尺寸也不應小于71.9,。因此，如果最終尺寸為71.8的話,，這種收縮變化就應該是源于應變性之外的變形原因,。加之磷青銅的熱導能力較高，因此,，可以考慮裝配冷卻中的部分蠕變+熱應力變形,。這點,，可以通過針對高度方向上不同位置的內(nèi)徑測量進行比對。如果出現(xiàn)收頸顯現(xiàn),，則可認定為熱應力變形為成因之一,。
查了下銅合金相圖，目前基本排除相變可能,。磷青銅的錫含量不高,，不會在180度左右出現(xiàn)相變。固可以不考慮金相影響,。
另，亦不認為屬于鑄造缺陷,。因為尺寸變化量上看,，鑄造缺陷的影響不應超過過盈配合量上限。
個人觀點,。有待校驗,。

作者: kingreader 時間: 2015-12-21 08:58
不是很懂，但您給的信息就是擠壓變形,；速冷情況間隙符合,，自然冷卻間隙偏大，如果不是擠壓不知道什么原因,。

作者: 螺旋線 時間: 2015-12-21 10:40
樓主試試冷裝工藝,，買干冰就好了。

作者: 相當帥的卒 時間: 2015-12-21 10:50
我這一般冷裝,，液氮,，過盈量20絲可以的

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-21 12:21
外出中，使用手機在回復,，有重復或漏字的,，請見諒。

作者: frazil 時間: 2015-12-21 22:50
本帖最后由 frazil 于 2015-12-21 22:54 編輯

大致看了一下,，對描述還有點糊涂,。
不過大致想想可能是如此：
1、在熱裝過程中,，實際上發(fā)生銅套與鋼套的接觸,。此時，鋼套內(nèi)孔冷卻速度高于外徑,，孔徑減小速度變慢,；銅套表面被加熱，發(fā)生膨脹,。印象中銅的線膨脹系數(shù)應當大于鋼,，這樣會引起銅的被過度的壓縮（比理論的要大）,。
2、然后繼續(xù)冷卻,，鋼的內(nèi)孔由于冷卻速度較快,，實際上楊氏模量是與溫度有關系的，屈服應力也與溫度有關系,。因此,，鋼內(nèi)孔最終是減小不到理論值的。銅的外徑收縮又要小于理論值（高溫被壓縮）,，因此,，會出現(xiàn)過盈量比理論要小的情況。
3,、銅套的內(nèi)徑變化,，銅套的壁厚并不是遠遠大于內(nèi)孔尺寸，不可以被認為是厚壁件,，內(nèi)外徑的受力是相互影響對方的變形的,。上述不正常的影響也會對內(nèi)徑產(chǎn)生不正常的影響。只是程度的大小,。
4,、另外，鑄件如果有縮孔,，又為過盈量減小起到了促進作用,。
所以，個人認為,，此鑄件應當從以下幾部分考慮：
1,、不同材料、不同溫度的線膨脹系數(shù)的影響
2,、溫度非均勻變化與均勻變化的溫度場之間的計算差異
3,、圓筒件在變化的分均勻溫度場的動態(tài)作用下的受力過程分析
4、鑄件縮孔的影響
5,、此領域應當屬于精密機械中機械熱變形理論在裝配中的作用
6,、根據(jù)理上分析，建議冷裝,，理論上會好一些
以上純屬個人觀點,，如有偏差，還請慢砸

作者: 三腳貓 時間: 2015-12-22 01:33
本帖最后由三腳貓于 2015-12-22 01:51 編輯

干過軸承(內(nèi)徑大概300左右,記不清了)熱套到軸上,軸承放入熱柴油池內(nèi)加熱到120度左右,軸承內(nèi)孔超大0.15左右,套到軸上,自然泠卻

銅有一個特點：即加工硬化,，
銅和鋼進行淬火處理其結(jié)果不同,，銅會變軟－應該叫退火處理或叫軟化處理。請測下前后硬度變化
黃銅冷加工產(chǎn)生殘余應力，會導致應力腐蝕,，產(chǎn)生季節(jié)性碎裂現(xiàn)象,。低溫退火的主要目的在于消除殘余應力，因此低溫退火溫度應盡量低,，以避免材料的軟化,。對于錫磷和鋅白銅低溫退火還可顯著提高硬度。

不清楚鋼套套到銅套外還是銅套套到鋼套外?是鋼套套到銅套外吧,

計算下鋼套的加熱溫度,盡可能低點
190°C~200°C對銅來說是退火溫度
銅線膨脹系數(shù)18(x0.000001/°C)=0.000018mm/°C
<有三種(線面體)的膨脹系數(shù),此系數(shù)可能選錯了>
△=0.000018*200*72=0.26mm
先箅外徑體積變化,再反算出直徑變化,請你自已核算

http://wenku.baidu.com/link?url=3IhF7U4WvlDrdLkAU_sIRSn8aYqF263XB-NLUoWSbOzKY3CNJxKwnFHjGLC9JWmCmMn0s8wy1chf7jMdbtrVz_hk9KRmwN4pAbOzw6j7-Xe

http://www.doc88.com/p-5894409536368.html

供參考
受熱,銅材料變軟,零件外徑尺寸理應變大,但受鋼套內(nèi)徑限制,產(chǎn)生塑性變形零件外徑尺寸是銅套的內(nèi)徑尺寸,泠卻后零件外徑尺寸回縮,即過盈量減小.
建議銅套冷縮(硬度反而提高)
或鋼套的加熱溫度盡可能低點

作者: 螺旋線 時間: 2015-12-22 11:30

三腳貓發(fā)表于 2015-12-22 01:33
干過軸承(內(nèi)徑大概300左右,記不清了)熱套到軸上,軸承放入熱柴油池內(nèi)加熱到120度左右,軸承內(nèi)孔超大0.15左右, ...

樓主說了,，鋼套加熱到190度到200度,。很顯然是鋼套在外，銅套在內(nèi),。
象這種雙金屬滑動軸承,，如果銅層設計得薄，那選擇離心澆注是妥當?shù)摹?br /> 壁厚的選擇冷裝是妥當?shù)摹?br /> 樓主糾結(jié)其實是在那個壁厚的熱裝就沒事,，主要是這個,。
正是基于這個現(xiàn)象，來解釋這個結(jié)果,，俺是這么理解的：
先做等溫，常溫的鋼套,，銅套,，到等溫條件下，比如140度,。那鋼套的內(nèi)徑是多少,？銅套外徑是多少？
此時,，強行“壓”入,，銅套會如何變形？此時,，壁厚會有什么影響,？
鋼和銅的熱膨脹系數(shù)，就算是合金的影響,，也得差超過20%,。

作者: 三腳貓 時間: 2015-12-22 22:39
1銅套先半精加工,去應力退火,再精加工至尺寸
2從銅套的零件尺寸來看,屬薄壁小型零件,鋼套內(nèi)孔大于銅套外徑有0.05間隙就能套入,
不知樓主何故要把鋼套加熱到200度,計算過嗎?????????

樓主試過銅套單獨加熱冷卻沒發(fā)現(xiàn)尺寸變化,為什么熱套鋼套后銅套會尺寸變小?熱套鋼套時銅套瞬間被加熱,所以-----不再累述
裝過熱套鋼套+銅滑動軸承,沒出現(xiàn)松動現(xiàn)象,還是裝配工藝出了問題吧?

建議降低鋼套的加熱溫度
再搞下試驗.快速浸入40度左右的柴油中冷卻

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-22 23:37
這是另外一款銅套，材質(zhì)：鑄造磷青銅,；鑄造年份：2008,；
從08年至今陸續(xù)已操作10次，換過之銅套零件尚未有返修,。
采用同樣的過盈熱裝法,。

附記：當時對這銅套的制作工藝就一個字“不清楚”，當時是不懂去選用離心鑄造法制作,。

(, 下載次數(shù): 82)

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-22 23:49
這是鋼套圖,，內(nèi)孔加工不到位,，實際數(shù)據(jù)是71.90~71.92
因不影響使用，可以由銅套半成品胚料調(diào)整外徑后能滿足功能,，也就允收使用,。

(, 下載次數(shù): 92)

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-23 00:15
俺讓兄弟幫俺測了銅套收縮后的長度，從原始的59.00mm縮短為58.86mm,。

鋼套內(nèi)徑 71.90~71.93 ,；操作倆次后數(shù)據(jù)沒明顯變化。
銅套尺寸 59.0x72.08x59.0,，
變形后,， 71.8x58.7x58.86。

按照體積去驗算,，變形前后木有明顯差異,。因使用的量具為0.02附表卡尺，因此俺所提供之數(shù)值會有一定范圍的誤差存在,，這誤差還不至于影響到本帖的問題方向,。

作者: ValleyViews 時間: 2015-12-23 02:00
如果條件允許的話，做一個輪廓尺寸相同,，不帶溝槽,，不帶兩通孔的銅套再試試，看看會不會出現(xiàn)類似所說的整體收縮現(xiàn)象,。

作者: ValleyViews 時間: 2015-12-23 02:58
到底是“整體收縮”還是“整體折皺”,？我覺得這是個問題。

作者: kingreader 時間: 2015-12-23 10:33
哈哈,，這是沖床曲軸連桿套,；YAO帥自己委外加工，不是廠家配件,。

作者: 110675873 時間: 2015-12-23 20:13
銅套現(xiàn)在還用鑄造嗎,，你的問題還沒解決嗎？都這么多天了呀

作者: 漁夫機修工 時間: 2015-12-23 21:42
沒看懂,，鋼套是干啥用的,？

作者: 三腳貓 時間: 2015-12-25 12:20
本帖最后由三腳貓于 2015-12-25 12:26 編輯

72尺寸過盈量0.15~0.18mm,相似x7配合,膽夠大的
現(xiàn)在按以前的方法處理不能用,那肯定是換人換腦筋了,

干過連桿上裝銅套,
銅套72過盈量p7夠了,外徑頭部車導向錐度,壓入,鉸內(nèi)孔或上機床鏜內(nèi)孔至尺寸

作者: LIAOYAO 時間: 2015-12-27 09:25
查找了幾個約略相關的材料
基于有限元的連桿襯套過盈分析求解 http://wenku.baidu.com/view/2a0b1640a8956bec0975e3f1.html
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過盈配合件裝配力的估算  http://wenku.baidu.com/view/3887610102020740be1e9ba0.html
過盈配合應力的接觸非線性有限元分析  http://wenku.baidu.com/view/b9d3f6c10c22590102029dd0.html
過盈配合件是依靠相配件裝配以后的過盈量達到緊固聯(lián)接 http://wenku.baidu.com/view/7df5ddd284254b35eefd34fb.html?re=view
過盈配合壓入力計算  http://wenku.baidu.com/view/77d28e32ee06eff9aef8071c.html?re=view
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機械設計手冊第5版第2卷 2 圓柱面過盈連接計算

作者: 110675873 時間: 2015-12-27 20:00

110675873 發(fā)表于 2015-12-23 20:13
銅套現(xiàn)在還用鑄造嗎，你的問題還沒解決嗎,？都這么多天了呀

我們的成品最終是旋壓出來的,，因為公差太小，一次毛坯是外圓83和89的內(nèi)孔56

作者: 110675873 時間: 2016-1-4 19:39

110675873 發(fā)表于 2015-12-27 20:00
我們的成品最終是旋壓出來的,，因為公差太小,，一次毛坯是外圓83和89的內(nèi)孔56

我們是全套做的

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