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  • 鑄鋁件上的缺陷是如何生成的

    发布日期:2018-05-11 发布者:立鹏机械

    鑄鋁件合金中的合金元素添加劑會增大結晶間隔,使流動性變差。但是隨著鋁含量的增加,結晶熱有顯著提高,從而改善了流動性。例如加A110%于钛中,結晶熱由327J/g提高到435J/g。ZTB32合金因含Mo31%~35%元素,結晶間隔較大,流動性差,不適用于鑄造薄壁零件。添加元素含量對合金流動性的影響。

    鑄鋁件材料及其預熱溫度對钛的流動性也有影響,合金與造型材料的濕潤角。工業純钛中的集中縮孔的體積爲1%左右,當添加元素含量達10%時,合金中集中縮孔的體積爲0.5%~1.5%。結晶間隔寬的合金鑄件在凝固過程中所形成的收縮孔通常被剩余液體中的氣體填充而形成縮孔。钛合金鑄件中形成縮孔的傾向性較大。隨著結晶間隔的增大,合金中分散性縮松的體積也增大。钛合金的結晶間隔對鑄件縮松的影響。

    工業純钛的線收縮率爲1.0%~1.1%。钛合金的線收縮隨鋁含量的提高而增加,例如,BT5合金的線收縮率爲1.45%~1.6%。钛合金的結晶溫度間隔與線收縮的關系。合金元素對钛的線收縮的影響。由于凝殼爐熔化金屬的過熱度較低,所以在钛合金鑄件中容易形成冷隔。冷隔深度一般在0.1~1mm範圍內。鑄钛的彈性模具和線膨脹細數下,高溫下的強度較高,因而抗熱烈性好。鑄件表面産生冷裂的原因與澆注過程中钛液和鑄型互相反應或鑄件表面和間隙中的氣體雜質起反應形成有關。鑄件表面很脆,極易生産表面冷裂。

    鑄件上的缺陷是如何生成的以及如何辨別

    1、針孔的生成

    針孔比氣孔小,細而長,如針狀。針孔主要由氫和氧而生成。氫或以分子狀態存在,或以原子狀態存在。以分子狀態存在時如鋼有足夠的氧化亞鐵,則氫與氧化亞鐵的氧化合而成水蒸氣,這種水蒸氣可以直接生成針孔,也可以作爲針孔的核心,周圍的氫向其擴散,聚集而長大,終于生成針孔。以原子狀態存在時,則溶解于鋼水中,隨著溫度下降,氫被析出,並迅速擴散,或擴散至已有核心處,聚集長大或擴散至已有析出氧的地方,與氧化合而成水蒸氣,從而生成針孔。在所有情況下,氫的擴散都受到相鄰金屬晶粒的阻礙,被迫向細長方向發展而成針狀。氧多以分子狀態存在,並與鋼中鐵化合而成氧化亞鐵,氧化亞鐵又與鋼中的碳化合成CO,此CO即可直接生成針孔。大的針孔肉眼可見,小的針孔需用顯微鏡觀察,屬于微觀針孔。

    2、氣疏松的生成

    氣疏松産生于金屬樹狀結晶軸間空隙內,占據了金屬收縮空隙的位置,加劇了金屬疏松的程度。氣疏松常呈網絡狀分布于金屬內,所以又稱爲網絡狀氣孔。

    3、氣縮孔的生成

    在鑄件熱節及厚大部位,熱量多,凝固時間長,砂型受熱程度大,受熱後産生氣體量大,發氣速度快,氣體來不及排放,被迫沖向鑄件熱節厚大部位而生成氣孔。由于氣體壓力,阻止金屬補縮,進而擴大了該部位正在生成的縮孔體積,因而這種氣孔常與縮孔結合在一起稱爲氣縮孔。

    鑄件主要用作機器零部件的毛坯,有些精密鑄件,也可直接用作機器的零部件。鑄件在機械産品中占有很大的比重,如常見的拖拉機中,鑄件重量約占整機重量的50~70%,農業機械中占40~70%,機床、內燃機等中達70~90%。各類鑄件中,以機械用的鑄件品種多,形狀複雜,用量也大,約占鑄件總産量的60%。其次就是冶金用的鋼錠模和工程用的管道。

    鑄件非加工表面和外觀質量對鑄件商品性頗有影響,它們包括以下四種:

    (1)表面凹凸度(漲箱、縮陷和夾砂);

    (2)表面或內腔清潔度(粘砂、粘“塗料層”);

    (3)輪廓清晰度(凸台、臍子等結構單元的輪廓清晰度,用肉眼評定);

    (4)平面度偏差(非加工面起伏不平)、表面粗糙度。

    1、鋁鑄件的流動性:合金的流動性是指液體合金本身的流動能力,是合金的鑄造性能之一,它與合金的成分、溫度、雜質含量及其物理性能有關。純金屬和共晶成分合金在固定的溫度下凝固,已凝固的固體層從鑄件表面逐層向中心推進,與未凝固的液體之間界面分明,而且固體層內表面比較光滑,對液體的流動阻力小,直至析出較多的固相時,才停止流動,所以此類合金液流動時間較長,流動性好。對于具有較寬結晶溫度範圍的合金,其結晶溫度範圍愈寬,鑄件斷面上存在的液固兩相區就愈寬,枝晶也愈發達,阻力愈大,合金液停止流動就愈早,流動性就愈不好。

    2、收縮:鑄造合金從液態到凝固完畢,以及隨後繼續冷卻到常溫的過程中都將産生體積和尺寸上的變化,這種體積和尺寸的變化總稱爲收縮。合金從澆注溫度到常溫的收縮通常分爲三個階段,即液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的液態收縮和凝固收縮對鑄件中縮孔的大小有決定性影響;凝固收縮和固態收縮共同影響熱裂的形成;而固態收縮對鑄件中應力的産生、冷裂的形成以及鑄件形狀尺寸的改變起主要作用。

    3、熱裂:合金的熱裂是指合金在高溫狀態形成裂紋傾向的大小,它是某些非鐵合金鑄件常見的鑄造缺陷之一。通常,熱裂的外形曲折而不規則,多沿晶界産生。裂口的表面往往被強烈氧化,無金屬光澤。按其在鑄件上的位置,熱裂又通常分爲外裂和內裂。外裂常從鑄件表面不規則處、尖角狀、截面厚度有變化處以及其他類似的可以産生應力集中的地方開始,逐漸延伸至鑄件內一般不會延伸至鑄件表面,其裂口表面很不平滑,常有很多分叉,氧化程度較外裂輕些。