第14章縮孔與縮松

1、1/28 材料成形原理材料成形原理材料成型與控制專業(yè)材料成型與控制專業(yè) 2/28 第一節(jié)第一節(jié) 收縮的基本概念收縮的基本概念1 1、收縮、收縮 （1 1）液態(tài)液態(tài)金屬在冷卻過(guò)程中，隨著溫度下降，金屬在冷卻過(guò)程中，隨著溫度下降，空穴數(shù)量減少，原子集團(tuán)中原子間距縮短，液態(tài)金屬空穴數(shù)量減少，原子集團(tuán)中原子間距縮短，液態(tài)金屬的體積減?。坏捏w積減?。?（2 2）液態(tài)液態(tài)金屬發(fā)生金屬發(fā)生凝固凝固時(shí)，狀態(tài)的變化也導(dǎo)致金時(shí)，狀態(tài)的變化也導(dǎo)致金屬體積顯著減小；屬體積顯著減?。?（3 3）金屬在）金屬在固態(tài)固態(tài)下繼續(xù)冷卻，原子間距還要縮短，下繼續(xù)冷卻，原子間距還要縮短，體積會(huì)進(jìn)一步減小。體積會(huì)進(jìn)一步減小。 把鑄件

2、在把鑄件在液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)冷卻過(guò)程中發(fā)生的冷卻過(guò)程中發(fā)生的體積減小現(xiàn)象稱為體積減小現(xiàn)象稱為收縮收縮。3/28 2 2、體收縮、體收縮 金屬?gòu)囊簯B(tài)到常溫的金屬?gòu)囊簯B(tài)到常溫的體積改變量體積改變量稱為體收稱為體收縮?？s。 3 3、線收縮、線收縮 金屬在固態(tài)時(shí)從高溫到常溫的金屬在固態(tài)時(shí)從高溫到常溫的線尺寸改變線尺寸改變量量稱為線收縮。稱為線收縮。 4 4、收縮率收縮率 在實(shí)際使用中，通常用相對(duì)收縮來(lái)表示金在實(shí)際使用中，通常用相對(duì)收縮來(lái)表示金屬的收縮特性，把這一相對(duì)收縮稱為收縮率。屬的收縮特性，把這一相對(duì)收縮稱為收縮率。%100)(10TTVV%100)(10TTLL4/28 收縮三

3、個(gè)階段收縮三個(gè)階段 根據(jù)上述分析，根據(jù)上述分析，鑄造合金從澆注溫度冷卻到常溫，鑄造合金從澆注溫度冷卻到常溫，一般要經(jīng)歷以下三個(gè)一般要經(jīng)歷以下三個(gè)收縮收縮階段：階段： 1 1液態(tài)收縮：液態(tài)收縮：鑄造合金從澆注溫度冷卻到液相線溫度鑄造合金從澆注溫度冷卻到液相線溫度發(fā)生的體收縮。發(fā)生的體收縮。 2 2凝固收縮：凝固收縮：金屬?gòu)囊合嗑€溫度到固相線溫度間產(chǎn)生金屬?gòu)囊合嗑€溫度到固相線溫度間產(chǎn)生的體收縮。的體收縮。 對(duì)于純金屬和共晶合金，凝固期間的體收縮是由于狀態(tài)的改對(duì)于純金屬和共晶合金，凝固期間的體收縮是由于狀態(tài)的改變，與溫度無(wú)關(guān)，具有一定的數(shù)值。變，與溫度無(wú)關(guān)，具有一定的數(shù)值。 對(duì)于對(duì)于BiBi、SbS

4、b合金，在凝固過(guò)程中體積不但不收縮，反而膨脹，合金，在凝固過(guò)程中體積不但不收縮，反而膨脹，因此，其凝固收縮率為負(fù)值。因此，其凝固收縮率為負(fù)值。 3 3固態(tài)收縮：固態(tài)收縮：金屬在固相線以下發(fā)生的體收縮。金屬在固相線以下發(fā)生的體收縮。 5/28 第二節(jié)第二節(jié) 縮孔與縮松的形成機(jī)理縮孔與縮松的形成機(jī)理 1 1、縮孔：縮孔：鑄造合金在凝固過(guò)程中，由于液態(tài)收縮和凝固鑄造合金在凝固過(guò)程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮的產(chǎn)生，往往在鑄件最后凝固的部位出現(xiàn)孔洞，收縮的產(chǎn)生，往往在鑄件最后凝固的部位出現(xiàn)孔洞，稱為縮孔，把尺寸較大而且集中的孔洞稱為集中縮孔，稱為縮孔，把尺寸較大而且集中的孔洞稱為集中縮孔，簡(jiǎn)稱縮孔。簡(jiǎn)稱

5、縮孔。2 2、縮松：縮松：尺寸細(xì)小而且分散的孔洞稱為分散性縮孔，簡(jiǎn)尺寸細(xì)小而且分散的孔洞稱為分散性縮孔，簡(jiǎn)稱縮松。稱縮松。3 3、對(duì)鑄件性能的影響、對(duì)鑄件性能的影響 1 1）減少鑄件的有效受力面積，在尖角處產(chǎn)生應(yīng)）減少鑄件的有效受力面積，在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)，力集中，導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)，顯著降低顯著降低其其力學(xué)性能力學(xué)性能。 2 2）降低鑄件的氣密性，降低其）降低鑄件的氣密性，降低其承壓能力承壓能力。6/28 一、縮孔的形成一、縮孔的形成 純金屬、共晶成分合金和窄結(jié)晶溫度范圍純金屬、共晶成分合金和窄結(jié)晶溫度范圍的合金，的合金，按按逐層凝固逐層凝固方式凝固，由于其凝固前沿直接與液態(tài)金

6、方式凝固，由于其凝固前沿直接與液態(tài)金屬接觸，當(dāng)液體金屬凝固成固體而發(fā)生體積收縮時(shí)，屬接觸，當(dāng)液體金屬凝固成固體而發(fā)生體積收縮時(shí)，可以不斷得到液體的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地方產(chǎn)可以不斷得到液體的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地方產(chǎn)生縮孔。生縮孔。7/28 縮凹的產(chǎn)生縮凹的產(chǎn)生 在液態(tài)金屬中含氣量不大的情況下，當(dāng)液在液態(tài)金屬中含氣量不大的情況下，當(dāng)液態(tài)金屬與頂面層脫離時(shí)，液面上部要形成真空。態(tài)金屬與頂面層脫離時(shí)，液面上部要形成真空。在大氣壓力的作用下，頂面固體層可能向縮孔在大氣壓力的作用下，頂面固體層可能向縮孔方向凹進(jìn)去。因此縮孔應(yīng)包括外部的縮凹和內(nèi)方向凹進(jìn)去。因此縮孔應(yīng)包括外部的縮凹和內(nèi)部的縮孔兩部分。

7、當(dāng)鑄件頂面薄層強(qiáng)度很大時(shí)，部的縮孔兩部分。當(dāng)鑄件頂面薄層強(qiáng)度很大時(shí)，也可能不出現(xiàn)縮凹。也可能不出現(xiàn)縮凹。 8/28 形成縮孔的原因及條件形成縮孔的原因及條件 1 1、基本原因：、基本原因： 合金的合金的液態(tài)收縮液態(tài)收縮和和凝固收縮凝固收縮值之和值之和大于大于固態(tài)收縮固態(tài)收縮值。值。 2 2、條件：、條件： 鑄件由表及里鑄件由表及里逐層凝固逐層凝固。9/28 二、縮松的形成二、縮松的形成 當(dāng)某種成分下的合金當(dāng)某種成分下的合金結(jié)晶溫度范圍較寬結(jié)晶溫度范圍較寬時(shí)，通常按時(shí)，通常按體積凝固體積凝固的方式凝固。凝固區(qū)域?qū)?，的方式凝固。凝固區(qū)域?qū)?，晶體容易發(fā)展成為樹枝發(fā)達(dá)的晶體容易發(fā)展成為樹枝發(fā)達(dá)的粗大等

8、軸晶粗大等軸晶，當(dāng)，當(dāng)固相約占固相約占7070( (體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)) )時(shí)，尚未凝固的液體時(shí)，尚未凝固的液體被分割為一個(gè)個(gè)互不相通的被分割為一個(gè)個(gè)互不相通的小熔池小熔池。 隨溫度降低，同樣要發(fā)生液態(tài)收縮、凝隨溫度降低，同樣要發(fā)生液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮，由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮和固態(tài)收縮，由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮，出現(xiàn)的細(xì)小孔洞固收縮大于固態(tài)收縮，出現(xiàn)的細(xì)小孔洞得不到得不到外部合金液的外部合金液的補(bǔ)充補(bǔ)充而形成分散性的細(xì)小縮孔，而形成分散性的細(xì)小縮孔，即即縮松縮松。10/28 形成縮松的原因及條件形成縮松的原因及條件1 1、形成縮松基本原因和形成縮孔是相同的：、形成縮

9、松基本原因和形成縮孔是相同的： 合金的液態(tài)收縮值和凝固收縮值之和大于固合金的液態(tài)收縮值和凝固收縮值之和大于固態(tài)收縮。態(tài)收縮。2 2、形成縮松的條件：、形成縮松的條件： 合金的結(jié)晶溫度范圍較寬，傾向于合金的結(jié)晶溫度范圍較寬，傾向于體積凝固體積凝固方式。方式。11/28 三、灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件的縮孔和縮松 共晶灰鑄鐵和球墨鑄鐵有一個(gè)共同點(diǎn)，共晶灰鑄鐵和球墨鑄鐵有一個(gè)共同點(diǎn)，這就是這就是初生奧氏體枝晶具有很大連成骨初生奧氏體枝晶具有很大連成骨架的能力，使補(bǔ)縮通道受阻。架的能力，使補(bǔ)縮通道受阻。因此，這因此，這兩種鑄鐵兩種鑄鐵都有產(chǎn)生縮松的可能性都有產(chǎn)生縮松的可能

10、性，但是，但是，由于它們的共晶凝固方式和石墨長(zhǎng)大的由于它們的共晶凝固方式和石墨長(zhǎng)大的機(jī)理不同，產(chǎn)生縮孔和縮松的傾向性有機(jī)理不同，產(chǎn)生縮孔和縮松的傾向性有很大差別。很大差別。12/28 灰鑄鐵的灰鑄鐵的“自補(bǔ)縮能力自補(bǔ)縮能力” 灰鑄鐵共晶團(tuán)中的片狀石灰鑄鐵共晶團(tuán)中的片狀石墨，與枝晶間的共晶液體直接墨，與枝晶間的共晶液體直接接觸，因此接觸，因此片狀石墨長(zhǎng)大時(shí)所片狀石墨長(zhǎng)大時(shí)所產(chǎn)生的體積膨脹大部分作用在產(chǎn)生的體積膨脹大部分作用在所接觸的晶間液體上所接觸的晶間液體上，迫使它，迫使它們通過(guò)枝晶間通道去充填?yuàn)W氏們通過(guò)枝晶間通道去充填?yuàn)W氏體枝晶間由于液態(tài)收縮和凝固體枝晶間由于液態(tài)收縮和凝固收縮所產(chǎn)生的小孔洞

11、，從而大收縮所產(chǎn)生的小孔洞，從而大大降低了灰鑄鐵產(chǎn)生縮松的嚴(yán)大降低了灰鑄鐵產(chǎn)生縮松的嚴(yán)重程度。這就是重程度。這就是灰鑄鐵的所謂灰鑄鐵的所謂“自補(bǔ)縮能力自補(bǔ)縮能力”。13/28 片狀石墨片狀石墨橫向長(zhǎng)大的作用橫向長(zhǎng)大的作用 被共晶奧氏體包圍的片狀石墨，由于碳原子的擴(kuò)被共晶奧氏體包圍的片狀石墨，由于碳原子的擴(kuò)散作用，在橫向上也要長(zhǎng)大，但是速度很慢。散作用，在橫向上也要長(zhǎng)大，但是速度很慢。 石墨片在橫向上長(zhǎng)大石墨片在橫向上長(zhǎng)大而產(chǎn)生的膨脹力作用在共晶而產(chǎn)生的膨脹力作用在共晶奧氏體上，使共晶團(tuán)膨脹，并傳到鄰近的共晶團(tuán)上或奧氏體上，使共晶團(tuán)膨脹，并傳到鄰近的共晶團(tuán)上或奧氏體枝晶骨架上，使鑄件產(chǎn)生奧氏體枝

12、晶骨架上，使鑄件產(chǎn)生縮前膨脹縮前膨脹。 很顯然，這種縮前膨脹會(huì)抵消一部分自補(bǔ)縮效果，很顯然，這種縮前膨脹會(huì)抵消一部分自補(bǔ)縮效果，但是，由于這種橫向的膨脹作用很小而且是逐漸發(fā)生但是，由于這種橫向的膨脹作用很小而且是逐漸發(fā)生的，同時(shí)因灰鑄鐵在共晶凝固中期，在鑄件表面已經(jīng)的，同時(shí)因灰鑄鐵在共晶凝固中期，在鑄件表面已經(jīng)形成硬殼，因此形成硬殼，因此灰鑄鐵的縮前膨脹一般只有灰鑄鐵的縮前膨脹一般只有0.10.1-0.2-0.2左右左右。 所以，所以，灰鑄鐵件產(chǎn)生縮松的傾向性較小灰鑄鐵件產(chǎn)生縮松的傾向性較小。14/28 球墨鑄鐵在凝固過(guò)程中，當(dāng)石墨球長(zhǎng)大到一定程度后，球墨鑄鐵在凝固過(guò)程中，當(dāng)石墨球長(zhǎng)大到一定程

13、度后，四周形成奧氏體外殼，碳原子是通過(guò)奧氏體外殼擴(kuò)散到共四周形成奧氏體外殼，碳原子是通過(guò)奧氏體外殼擴(kuò)散到共晶團(tuán)中使石墨球長(zhǎng)大。晶團(tuán)中使石墨球長(zhǎng)大。 當(dāng)共晶團(tuán)長(zhǎng)大到相互接觸后，石墨化膨脹所產(chǎn)生的膨當(dāng)共晶團(tuán)長(zhǎng)大到相互接觸后，石墨化膨脹所產(chǎn)生的膨脹力，只有一小部分作用在晶間液體上，而大部分作用在脹力，只有一小部分作用在晶間液體上，而大部分作用在相鄰的共晶團(tuán)上或奧氏體枝晶上，趨向于把它們擠開。因相鄰的共晶團(tuán)上或奧氏體枝晶上，趨向于把它們擠開。因此，此，球墨鑄鐵的縮前膨脹比灰鑄鐵大得多球墨鑄鐵的縮前膨脹比灰鑄鐵大得多。 15/28 由于按照體積凝固方式凝固，鑄件表面在由于按照體積凝固方式凝固，鑄件表面在

14、凝固后期沒(méi)有形成堅(jiān)固的外殼，如果鑄型剛度凝固后期沒(méi)有形成堅(jiān)固的外殼，如果鑄型剛度不夠，膨脹力將迫使不夠，膨脹力將迫使型壁外移型壁外移。尺寸精度變差。尺寸精度變差。 隨著石墨球的長(zhǎng)大，共晶團(tuán)之間的間隙逐隨著石墨球的長(zhǎng)大，共晶團(tuán)之間的間隙逐步擴(kuò)大，使得鑄件普遍膨脹。共晶團(tuán)之間的間步擴(kuò)大，使得鑄件普遍膨脹。共晶團(tuán)之間的間隙就是球墨鑄鐵的顯微縮松，并布滿鑄件整個(gè)隙就是球墨鑄鐵的顯微縮松，并布滿鑄件整個(gè)斷面，所以斷面，所以球墨鑄鐵鑄件產(chǎn)生縮松的傾向性很球墨鑄鐵鑄件產(chǎn)生縮松的傾向性很大大。 如果鑄件厚大，球墨鑄鐵鑄件這種較大的如果鑄件厚大，球墨鑄鐵鑄件這種較大的縮前膨脹也會(huì)導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔。縮前膨脹也會(huì)導(dǎo)

15、致鑄件產(chǎn)生縮孔。 如果如果鑄型剛度足夠大鑄型剛度足夠大，石墨化的膨脹力能，石墨化的膨脹力能夠?qū)⒖s松擠合。在這種情況下，球墨鑄鐵也可夠?qū)⒖s松擠合。在這種情況下，球墨鑄鐵也可看作是看作是具有具有“自補(bǔ)縮自補(bǔ)縮”能力能力。 16/28 第三節(jié)第三節(jié) 影響縮孔與縮松的因素及防止措施影響縮孔與縮松的因素及防止措施 一、影響縮孔與縮松的因素一、影響縮孔與縮松的因素( (一一) )影響縮孔與縮松大小的因素影響縮孔與縮松大小的因素 1 1金屬的性質(zhì)：金屬的性質(zhì)：合金的液態(tài)收縮系數(shù)和凝固收縮率越大，縮合金的液態(tài)收縮系數(shù)和凝固收縮率越大，縮孔及縮松容積越大。合金的固態(tài)收縮系數(shù)越大，縮孔及縮松容積孔及縮松容積越大。

16、合金的固態(tài)收縮系數(shù)越大，縮孔及縮松容積越小。越小。 2 2鑄型條件：鑄型條件：提高鑄型的激冷能力，可以減小縮孔及縮松容提高鑄型的激冷能力，可以減小縮孔及縮松容積。鑄型激冷能力大，容易造成邊澆注邊凝固的條件，使金屬的積。鑄型激冷能力大，容易造成邊澆注邊凝固的條件，使金屬的收縮在較大程度上被后注入的金屬液補(bǔ)充，使實(shí)際發(fā)生收縮的液收縮在較大程度上被后注入的金屬液補(bǔ)充，使實(shí)際發(fā)生收縮的液態(tài)金屬量減少。態(tài)金屬量減少。 3 3澆注條件：澆注溫度越高澆注條件：澆注溫度越高，合金的液態(tài)收縮越大，縮孔容，合金的液態(tài)收縮越大，縮孔容積越大；積越大；澆注速度越緩慢澆注速度越緩慢，澆注時(shí)間越長(zhǎng)，縮孔容積越小。澆注，澆

17、注時(shí)間越長(zhǎng)，縮孔容積越小。澆注條件對(duì)縮松的容積影響不大。條件對(duì)縮松的容積影響不大。 4 4鑄件尺寸：鑄件尺寸：鑄件壁厚越大，表面層凝固后，內(nèi)部的金屬液鑄件壁厚越大，表面層凝固后，內(nèi)部的金屬液溫度越高，液態(tài)收縮越大，縮孔及縮松容積增加。溫度越高，液態(tài)收縮越大，縮孔及縮松容積增加。17/28 （二）影響灰鑄鐵和球墨鑄鐵縮孔和縮松的因素二）影響灰鑄鐵和球墨鑄鐵縮孔和縮松的因素 1 1鑄鐵的成分鑄鐵的成分（1 1）共晶灰鑄鐵，隨碳當(dāng)量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨膨）共晶灰鑄鐵，隨碳當(dāng)量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨膨脹量增加，有利于消除縮孔和縮松。脹量增加，有利于消除縮孔和縮松。 共晶成分灰鑄鐵

18、是以逐層方式凝固，易形成集中縮孔。但是，共晶成分灰鑄鐵是以逐層方式凝固，易形成集中縮孔。但是，由于共晶轉(zhuǎn)變的石墨化膨脹作用，能抵消甚至超過(guò)共晶液體的收由于共晶轉(zhuǎn)變的石墨化膨脹作用，能抵消甚至超過(guò)共晶液體的收縮，使鑄件中不產(chǎn)生縮孔?？s，使鑄件中不產(chǎn)生縮孔。（2 2）球墨鑄鐵的碳當(dāng)量對(duì)縮松有很大影響。當(dāng)鑄型剛度足夠時(shí)，利）球墨鑄鐵的碳當(dāng)量對(duì)縮松有很大影響。當(dāng)鑄型剛度足夠時(shí)，利用共晶石墨化膨脹作用，產(chǎn)生自補(bǔ)縮效果，可以獲得致密的鑄件。用共晶石墨化膨脹作用，產(chǎn)生自補(bǔ)縮效果，可以獲得致密的鑄件。（3 3）球墨鑄鐵中磷含量、殘余鎂量及殘余稀土量過(guò)高，都會(huì)增加縮）球墨鑄鐵中磷含量、殘余鎂量及殘余稀土量過(guò)高，

19、都會(huì)增加縮松傾向。松傾向。 1 1）磷共晶削弱鑄件外殼的強(qiáng)度，使其容易變形，增加縮前）磷共晶削弱鑄件外殼的強(qiáng)度，使其容易變形，增加縮前膨脹值，松弛了鑄件內(nèi)部壓力。膨脹值，松弛了鑄件內(nèi)部壓力。 2 2）形成三元磷共晶時(shí)，使碳以碳化物的方式析出，減少石）形成三元磷共晶時(shí)，使碳以碳化物的方式析出，減少石墨析出，促進(jìn)二次收縮程度的增加。墨析出，促進(jìn)二次收縮程度的增加。 3 3）鎂及稀土?xí)龃蟀卓趦A向，減少石墨析出，石墨膨脹作）鎂及稀土?xí)龃蟀卓趦A向，減少石墨析出，石墨膨脹作用減弱。用減弱。18/28 2 2鑄型剛度鑄型剛度 鑄鐵在共晶轉(zhuǎn)變發(fā)生石墨化膨脹時(shí)，型壁是鑄鐵在共晶轉(zhuǎn)變發(fā)生石墨化膨脹時(shí)，型壁是否

20、遷移，是影響縮孔容積的重要因素，否遷移，是影響縮孔容積的重要因素，鑄型剛度鑄型剛度大，縮前膨脹就減小，縮孔容積會(huì)相應(yīng)減小，甚大，縮前膨脹就減小，縮孔容積會(huì)相應(yīng)減小，甚至不產(chǎn)生縮孔。至不產(chǎn)生縮孔。 鑄型剛度依下列次序逐級(jí)降低：鑄型剛度依下列次序逐級(jí)降低： 金屬型金屬型覆砂金屬型覆砂金屬型水泥型水泥型水玻璃砂型水玻璃砂型干型干型濕型。濕型。19/28 二、防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的途徑二、防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的途徑 ( (一一) )順序凝固和同時(shí)凝固順序凝固和同時(shí)凝固 1 1順序凝固：順序凝固：采用各種措采用各種措施，保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分施，保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分按照距冒口的距離由遠(yuǎn)及近，按照距冒口

21、的距離由遠(yuǎn)及近，朝冒口方向凝固，冒口本身朝冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。最后凝固。 鑄件按照這一原則進(jìn)行鑄件按照這一原則進(jìn)行凝固，產(chǎn)生最佳的補(bǔ)縮效果凝固，產(chǎn)生最佳的補(bǔ)縮效果能夠使縮孔集中在冒口中，能夠使縮孔集中在冒口中，獲得致密鑄件。獲得致密鑄件。20/28 順序凝固順序凝固優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 順序凝固可以充分發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮作用，防止縮順序凝固可以充分發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮作用，防止縮孔和縮松的形成，獲得致密鑄件。因此，對(duì)凝固收縮孔和縮松的形成，獲得致密鑄件。因此，對(duì)凝固收縮大，結(jié)晶溫度范圍較小的合金如某些類型的鑄鋼件，大，結(jié)晶溫度范圍較小的合金如某些類型的鑄鋼件，通常采用這一原則。通常采用這一原則。 但

22、是，順序凝固時(shí)，鑄件各部分存在溫差：但是，順序凝固時(shí)，鑄件各部分存在溫差： （1 1）在凝固過(guò)程中易產(chǎn)生）在凝固過(guò)程中易產(chǎn)生熱裂熱裂； （2 2）凝固后容易使鑄件產(chǎn)生）凝固后容易使鑄件產(chǎn)生變形變形 （3 3）使用冒口和補(bǔ)貼，會(huì)）使用冒口和補(bǔ)貼，會(huì)降低工藝出品率降低工藝出品率。21/28 2 2同時(shí)凝固同時(shí)凝固 同時(shí)凝固同時(shí)凝固：采取工藝措施保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部采取工藝措施保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分之間沒(méi)有溫差或溫差盡量小，使各部分同時(shí)凝分之間沒(méi)有溫差或溫差盡量小，使各部分同時(shí)凝固。固。 在這種凝固條件下，沒(méi)有補(bǔ)縮通道，無(wú)法實(shí)在這種凝固條件下，沒(méi)有補(bǔ)縮通道，無(wú)法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮。但是由于同時(shí)凝固時(shí)鑄件溫差小，不

23、容現(xiàn)補(bǔ)縮。但是由于同時(shí)凝固時(shí)鑄件溫差小，不容易產(chǎn)生熱裂，凝固后不易引起應(yīng)力和變形。易產(chǎn)生熱裂，凝固后不易引起應(yīng)力和變形。22/28 同時(shí)凝固同時(shí)凝固應(yīng)用應(yīng)用 (1)(1)碳硅含量高的灰鑄鐵，其體收縮小甚至不收縮，合碳硅含量高的灰鑄鐵，其體收縮小甚至不收縮，合金本身不易產(chǎn)生縮孔和縮松，可采用這一原則。金本身不易產(chǎn)生縮孔和縮松，可采用這一原則。 (2)(2)結(jié)晶溫度范圍大，容易產(chǎn)生縮松的合金，如錫青銅，結(jié)晶溫度范圍大，容易產(chǎn)生縮松的合金，如錫青銅，即使加冒口也無(wú)法補(bǔ)縮，對(duì)氣密性要求不高時(shí)，可采即使加冒口也無(wú)法補(bǔ)縮，對(duì)氣密性要求不高時(shí)，可采用這一原則，使工藝簡(jiǎn)化。用這一原則，使工藝簡(jiǎn)化。 (3)(3

24、)壁厚均勻的鑄件，尤其是均勻薄壁鑄件，傾向于同壁厚均勻的鑄件，尤其是均勻薄壁鑄件，傾向于同時(shí)凝固，難以補(bǔ)縮，消除縮松困難。時(shí)凝固，難以補(bǔ)縮，消除縮松困難。 (4)(4)球墨鑄鐵件利用石墨化膨脹進(jìn)行自補(bǔ)縮時(shí)，必須采球墨鑄鐵件利用石墨化膨脹進(jìn)行自補(bǔ)縮時(shí)，必須采用同時(shí)凝固原則。用同時(shí)凝固原則。 (5)(5)對(duì)于某些適合采用順序凝固原則的鑄件，如果熱裂、對(duì)于某些適合采用順序凝固原則的鑄件，如果熱裂、變形成為主要矛盾時(shí)，可采用同時(shí)凝固原則。變形成為主要矛盾時(shí)，可采用同時(shí)凝固原則。23/28 ( (二二) )澆注條件澆注條件 采用高溫慢澆，能增加鑄件縱向溫差，有采用高溫慢澆，能增加鑄件縱向溫差，有利于順序

25、凝固原則。利于順序凝固原則。 通過(guò)多個(gè)內(nèi)澆道低溫快澆，則減小縱向溫通過(guò)多個(gè)內(nèi)澆道低溫快澆，則減小縱向溫差，有利于同時(shí)凝固原則。差，有利于同時(shí)凝固原則。 一般情況下，冒口在頂部的頂注式，適合一般情況下，冒口在頂部的頂注式，適合采用高溫慢澆工藝，加強(qiáng)順序凝固；對(duì)底注式采用高溫慢澆工藝，加強(qiáng)順序凝固；對(duì)底注式澆注系統(tǒng)，采用低溫快澆和補(bǔ)澆冒口的方法，澆注系統(tǒng)，采用低溫快澆和補(bǔ)澆冒口的方法，可以減小鑄件的逆向溫差，實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固；冒可以減小鑄件的逆向溫差，實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固；冒口設(shè)在分型面上，液態(tài)金屬通過(guò)冒口引入內(nèi)澆口設(shè)在分型面上，液態(tài)金屬通過(guò)冒口引入內(nèi)澆道，采用高溫慢澆，有利于補(bǔ)縮，屬順序凝固。道，采用高溫慢

26、澆，有利于補(bǔ)縮，屬順序凝固。24/28 ( (三三) )冒口、補(bǔ)貼和冷鐵的應(yīng)用冒口、補(bǔ)貼和冷鐵的應(yīng)用 冒口補(bǔ)貼和冷鐵的使用，是防止縮孔和縮松最冒口補(bǔ)貼和冷鐵的使用，是防止縮孔和縮松最有效的工藝措施。有效的工藝措施。 冒口一般應(yīng)設(shè)置在鑄件厚壁或熱節(jié)部位冒口一般應(yīng)設(shè)置在鑄件厚壁或熱節(jié)部位。 冒口的大小冒口的大小應(yīng)保證鑄件被補(bǔ)縮部位最后凝固，應(yīng)保證鑄件被補(bǔ)縮部位最后凝固，并提供足夠的金屬液用于補(bǔ)縮需要。并提供足夠的金屬液用于補(bǔ)縮需要。 冒口與被補(bǔ)縮部位之間必須有冒口與被補(bǔ)縮部位之間必須有補(bǔ)縮通道補(bǔ)縮通道。 補(bǔ)貼和冷鐵通常是配合冒口設(shè)置使用的，可以補(bǔ)貼和冷鐵通常是配合冒口設(shè)置使用的，可以造成人為的補(bǔ)縮通道及末端區(qū)，延長(zhǎng)冒口的有效補(bǔ)造成人為的補(bǔ)縮通道及末端區(qū)，延長(zhǎng)冒口的有效補(bǔ)縮距離。此外，冷鐵還可以加速鑄件壁局部熱節(jié)的縮距離。此外，冷鐵還可以加速鑄件壁局部熱節(jié)的冷卻，實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固原則。冷卻，實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固原則。25/28 ( (四四) )加壓補(bǔ)縮加壓補(bǔ)縮 加壓補(bǔ)縮是指將鑄件放在具有較高壓力的加壓補(bǔ)縮是指將鑄件放在具有較高壓力的裝置中，使其在較高壓力下凝固，通過(guò)外壓來(lái)裝置中，使其在較高壓力下凝固，通過(guò)外壓來(lái)消除顯微