金屬液與鑄型的相互作用

時間：2016-08-17作者：吳橋盈豐鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件制造有限公司瀏覽：75

金屬液在充填鑄型和凝固過程中，與鑄型發(fā)生熱的、物理的、化學(xué)的和機(jī)械的作用。由于這些作用，鑄件可能產(chǎn)生夾砂、砂眼、氣孔、粘砂、表面氧化或脫碳等鑄造缺陷。
1.	熱作用
1）	鑄型水分遷移和鑄型強(qiáng)度的變化  砂型表面層中的水分受熱蒸發(fā)后，在砂型內(nèi)層的空隙中凝結(jié)，并由溫度高處向低處移動，鑄型強(qiáng)度隨之發(fā)生變化
2）	鑄型產(chǎn)生膨脹和應(yīng)力變形  鑄型被加熱時的膨脹和應(yīng)力不僅與鑄型本身的材質(zhì)、加入的黏結(jié)劑和附加物的種類有關(guān)，同時與加熱溫度、加熱速度以及膨脹時的外界條件等因素有關(guān)。當(dāng)砂型表面層受熱膨脹而產(chǎn)生的熱應(yīng)力**過水分凝聚區(qū)的熱濕強(qiáng)度時，砂型表層拱起開裂，是造成鑄件夾砂的主要原因。
   型砂中加入煤粉、渣油、木屑等物質(zhì)可提高砂型的退讓性，降低熱壓應(yīng)力；采用鈉基膨潤土或?qū)⑩}基膨潤土進(jìn)行活化處理可提高型砂的熱濕拉強(qiáng)度。
2.	物理、化學(xué)作用
金屬液與鑄型之間的物理、化學(xué)作用表現(xiàn)為，鑄型中水分蒸發(fā)和**物燒失、碳酸鹽分解等而產(chǎn)生大量的氣體；金屬液滲入鑄型表面空隙；金屬液與鑄型材料在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成低熔點的化合物等。這些作用使鑄件產(chǎn)生氣孔、粘砂以及鑄件表面氧化或脫碳等缺陷。
1）	皮下氣孔  濕型鑄造薄壁碳鋼、球墨鑄鐵和銅合金鑄件時，易在表面下1~2MM處產(chǎn)生直徑1~3MM、長2~10MM的皮下氣孔。
碳鋼鑄件產(chǎn)生皮下氣孔的原因是，鋼液與水蒸氣接觸生成氫和氧化鐵，一部分氫擴(kuò)散進(jìn)入鋼液，外層氫的濃度增加，氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)生成的一氧化碳不溶于鋼液，在凝固的金屬和夾雜物表面集聚成為氣泡的**。鋼中的氫不斷析出，并進(jìn)入一氧化碳?xì)夂酥?，使氣泡沿晶體方向長大，形成下氣孔。
防止碳鋼鑄件產(chǎn)生氣孔的方法是，鋼液充分脫氧、去氣；加鋁脫氧時，鋁量要有適當(dāng)余量；嚴(yán)格控制型砂的水分，必要時采用干型或表干型。
2）	粘砂  按鑄件表面粘砂形成過程的不同，可分為機(jī)械粘砂、化學(xué)粘砂和熱粘砂。實際上，鑄件表面粘砂往往同時具有這三種類型的粘砂特征。
   澆注溫度高、金屬液對鑄型的濕潤性大、金屬液的靜壓力高以及砂型表面空隙度大等，是產(chǎn)生粘砂的重要原因?？刹扇¤T型表面涂刷涂料、提高砂型緊實度和盡可能降低澆注溫度等措施來防止粘砂。
   金屬液在澆注過程中形成的氧化亞鐵（FeO）與鑄型材料反應(yīng)形成低溶點的熔融硅酸鐵，潤濕硅砂粒而滲入砂型（芯）表面空隙，產(chǎn)生化學(xué)粘砂。可在型砂中加入煤粉、渣油、**黏結(jié)劑等能燃燒形成還原性氣氛的附加物，以減少金屬氧化，減輕粘砂程度。
   原砂的燒結(jié)點低或粘土加入量過多的鑄型，在澆注溫度過高、鑄件厚度過大的情況下，型腔表面易在高溫下燒結(jié)，生成熱粘砂層。防止熱粘砂的主要措施是，采用耐火度高的鋯砂、鎂砂、鉻鐵礦砂等配制的面砂或以涂料涂覆型腔表面。
3.	機(jī)械作用
  型腔表面砂粒或涂料層在流動的金屬液摩擦或動壓力作用下脫落，此種散落物如留在鑄件中，則造成砂眼、渣氣孔、多肉等缺陷。
  為防止沖砂，除提高砂型表面強(qiáng)度外，應(yīng)合理設(shè)計澆注系統(tǒng)。


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