中小型鑄造廠的技術人員和爐工往往忽視鑄件的凝固收縮現(xiàn)象。當鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松、裂紋和變形缺陷時,解決方案文件中并未包含熔融金屬的收縮現(xiàn)象,這往往會使鑄件的縮孔、縮松和裂紋缺陷得不到徹底解決。它給中小型鑄造廠造成了巨大的損失。
今天,讓我們充分了解鑄件的縮孔特征,當鑄件出現(xiàn)縮孔缺陷時,我們應該制定什么樣的解決方案。
熔融金屬倒入模具中,冷卻凝固時分為三個階段,即液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)。在這三個階段中,鑄件的體積收縮是由于溫度降低而發(fā)生的,這就是我們常說的鑄件收縮率。
不同材質的鑄件收縮率不同。與鑄鐵不同,鑄鋁不同于鑄銅。關于不同金屬的收縮率,我們今天不做詳細介紹,以后會寫詳細的介紹文章。
在這里,我們只明確了熔融金屬在各個階段的收縮,這樣就可以對凝固收縮有一個清晰的認識。
將熔融金屬倒入模具后,鑄件的第1個收縮階段從液態(tài)收縮開始。進入模具的熔融金屬從澆注溫度冷卻到液相線溫度。此時,熔融金屬完全處于液態(tài),但溫度急劇下降。此時鑄件收縮很大。此外,澆注溫度越高,鑄件的液體收縮越大。鑄造時,如果不注意澆注溫度對鑄件收縮率的影響,追求高溫澆注,鑄件很容易出現(xiàn)縮孔和氣孔。
避免鑄液收縮缺陷,補充鐵水是常用的措施。鑄造時,澆注一箱鑄件后,腳輪應根據(jù)澆口內鐵水的收縮量及時補鑄。
鑄造的第二個收縮階段是凝固收縮,即熔融金屬從液相線溫度冷卻到固相線溫度。從凝固開始到凝固結束,表現(xiàn)為鑄件從液態(tài)到固態(tài)的收縮。
在凝固過程中,有兩種現(xiàn)象:
1.對于純金屬和共晶成分在一定溫度下結晶的合金,凝固收縮只是由于合金的狀態(tài),與溫度無關或基本無關。
2.對于有結晶溫度區(qū)間的合金,凝固收縮不僅與狀態(tài)的變化有關,而且隨著結晶溫度區(qū)間的增大而增大。
液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔縮松的根本原因。
因此,掌握液態(tài)收縮和凝固收縮的動態(tài)變化對防止鑄件縮孔縮松非常重要。
確定鑄件的收縮率需要通過調整鑄件的化學成分、澆注溫度和澆注系統(tǒng)設計來完成。
看似簡單的鑄件縮孔問題,需要系統(tǒng)的工藝措施來控制。
鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮也稱為體積收縮,與固態(tài)收縮的線性收縮相對應。鑄件凝固的第三階段是:固態(tài)收縮。這個階段是指鑄件從固相線溫度冷卻到常溫。收縮是在固態(tài)下進行的。在這個階段,鑄件的線材尺寸在各個方向上減小,這對鑄件的形狀和尺寸精度影響很大。
鑄件的變形、裂紋和應力缺陷大多是由于固體收縮不當造成的。固體收縮通常用線性收縮來表示。
鑄件的線收縮率是指鑄件的凝固長度相對于液體在線性方向上的收縮率,計算方法為:(L1-L0)/L0*100%。
以上三個收縮階段可以概括為體積收縮和線性收縮。我們在做鑄造工藝的時候,一定要注意。處理不當往往會導致縮孔、裂紋、變形等有害的鑄造缺陷,給鑄造企業(yè)造成很大的損失。
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