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西安铸造件厂家告诉您铸造合金的收缩性及缩孔的形成
编辑:西安三冶优源钢铁有限责任公司   时间:2018-06-25

      一.西安铸造件厂家铸造合金的收缩性
  1.收缩的基本概念
  液态合金当温度下降而由液态转变为固态时,因为金属原子由近程有序逐渐转变为远程有序,以及空穴的减少及消失,一般都会发生体积减少。液态合金凝固后,随温度的继续下降,原子间距离还要缩短,体积也近一步减少。铸造合金在液态、凝固和固态冷却的过程中,由于温度的降低而发生体积减小的现象,称为铸造合金的收缩性。
  收缩又是铸件中许多缺陷,如缩孔、缩松、应力、变形、和裂纹等产生的基本原因,是铸造合金的重要铸造性能之一。它对铸件(如获得符合要求的几何形状和尺寸,致密的优质铸件)有着很大的影响。
  西安铸造件合金由液态转变为常温时的体积改变量来表示,称为体积收缩。合金在固态时的收缩,除了用体积改变量表示外,还可用长度该变量来表示,称为线收缩。因为在设计和制造模样时,线收缩更有意义。线收缩率一般是体收缩率的1/3.合金在收缩要经历三个阶段:液态收缩阶段;凝固收缩阶段;固态收缩阶段。
  (1)液态收缩当液态合金从浇注温t浇冷却至开始凝固的液相线温度t液的收缩,由于合金处于液体状态,故称其为液态收缩,表现为型腔内液面的降低。

        (2)凝固收缩对于具有一定温度范围的的合金,由液态转变为固态时,由于合金处于凝固状态,故称为凝固收缩。这类合金的凝固体收缩主要包括温度降低(于合金的结晶温度范围有关)和状态改变(状态改变时的体积变化)两部分。
  对于少数合金及金属,因其凝固体收缩率为负值,所以凝固时发生体积增大。(Bi、Si、Bi-Si合金和灰铸铁)。
  液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。
  (3)固态收缩当铸造合金从固相线温度t固冷却到室温t室的收缩,由于合金处于固体状态,故称为固态收缩。
  但在实际生产中,西安铸造件由于固态收缩往往表现为铸件外形尺寸的减小,因此一般采用线收缩率来表示。
  如果合金的线收缩不受到铸型外部条件的阻碍,称为自由收缩。负则,为受阻线收缩。
  铸造合金的线收缩不仅对铸件的尺寸精度有着直接影响,而且是铸件中产生应力、裂纹、变形的基本原因。
  2.铸件线收缩率
  以上讨论的铸造合金收缩率只与合金的化学成分、收缩系数、温度变化以及相变时体积改变等因素有关。在进行铸件工艺设计时,考虑到收缩,需要将模样尺寸放大,模样尺寸L模与铸件尺寸L件之间存在如下关系。£=L模-L铸件/L模×100%
  西安铸造件的铸造收缩率不仅与所用合金的因素有关,而且还与铸型工艺特点、铸件结构形状以及合金在熔炼过程中溶解气体量等因素有关。
  二、铸件中的缩孔和缩松
  1.缩孔、缩松的基本概念
  铸件在冷却凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的地方出现孔洞。容积大而且比较集中的孔洞称为缩孔;细小而且分散的孔洞称为缩孔。缩孔的形状不规则,表面粗糙,可以看到发达的树枝晶末梢,故可以明显地与气孔区别开来。
  铸件中若有缩孔、缩松存在,一方面会使铸件有效承载面积减小,另一方面引起应力集中,且都会使铸件的力学性能明显降低。同时还降低铸件的气密性和物理化学性能。特别是对于耐压零件,则容易发生渗漏而使铸件报废。
  2缩孔的形成
  缩松形成的基本原因和缩孔一样,主要是由于合金的结晶温度范围较宽,树枝晶发达,合金液几乎同时凝固,液态和凝固收缩形成的细小、分散孔洞得不到外部金属液的补充而造成。
  西安铸造件中形成缩孔和缩松的倾向与合金的成分之间有一定的规律性。定向凝固的合金倾向于产生集中缩孔;糊状凝固的合金倾向于产生缩松,其缩孔和缩松的数量可以相互转换,但他们总容积基本保持不变。
  3.影响缩孔、缩松大小的因素及防治措施
  铸造合金的液态收缩愈大,则缩孔形成的倾向愈大;合金的结晶温度范围愈宽,凝固收缩愈大,则缩松形成的倾向愈大。凡能促使合金减小液态和凝固期收缩工艺措施(如调整化学成分,降低浇注温度和减慢浇注速度,增大铸件的激冷能力,增加在铸件凝固过程中的补缩能力,对于灰口铸件可促进凝固期间的石墨化等),都有利于减小缩孔和缩松的形成。
  针对合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺,使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件,尽可能地使缩松转化为缩孔,并使缩孔出现在最后的凝固位置。
  要使西安铸造件在凝固过程建立良好的补缩条件,主要是通过控制铸件凝固方式(采用设置冒口和冷铁配合)使之符合“定向凝固原则”或“同时凝固原则”。

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