【正文】 但壓力過(guò)大或充型速度過(guò)高時(shí)，會(huì)發(fā)生噴射、飛濺和冷隔現(xiàn)象 4 鑄型中的氣體 澆注時(shí)因鑄型發(fā)氣而形 成在鑄型內(nèi)的氣體 能在金屬液與鑄型間產(chǎn)生氣膜，減小摩擦阻力，但發(fā)氣太大，鑄型的排氣能力又小時(shí)，鑄型中的氣體壓力增大，阻礙金屬液的流動(dòng) 5 鑄型的蓄熱系數(shù) 鑄型從其中的金屬吸取并存儲(chǔ)在本身中熱量的能力 蓄熱系數(shù)愈大，鑄型的激冷能力就愈強(qiáng)，金屬液于其中保持液態(tài)的時(shí)間就愈短，充型能力下降 6 鑄型溫度 鑄型在澆注時(shí)的溫度 溫度愈高，液態(tài)金屬與鑄型的溫差就愈小，充型能力愈強(qiáng) 7 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 各澆道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜情況 結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，流動(dòng)阻力愈大，充型能力愈差 8 鑄件的折算厚度 鑄件體積與表面積之比 折算厚度大，散熱慢，充型能力好 9 鑄件復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜狀況 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄型充填困難 表 2 影響充型能力的因素和原因 。 ? 防止： 芯撐、冷鐵表面不得有銹蝕、油污，并保持干燥。 ? 3. 反應(yīng)氣孔 ? 液態(tài)金屬與鑄型材料、芯撐、冷鐵或熔渣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的氣體。 1mm的稱(chēng)為針孔，危害較大。上浮的氣泡若遇阻礙或金屬液因冷卻而粘度增加等情況，則不能浮出金屬液，鑄件中就形成了析出氣孔。 ? 防止： 降低砂型和型芯的發(fā)氣量和增強(qiáng)鑄型的排氣能力。 ? 1. 侵入氣孔 ? 砂型和型芯中的氣體侵入金屬液中形成的氣孔。 ? 氣孔破壞了金屬的連續(xù)性，減少了其承載的有效截面積，并在氣孔附近引起應(yīng)力集中，降低了鑄件的力學(xué)性能。同時(shí)在鑄鋼和鑄鐵中要嚴(yán)格控制合金中的磷含量。壁厚差別大，形狀復(fù)雜或大而薄的鑄件易產(chǎn)生冷裂。 ? ②冷裂： 冷裂是在較低溫度下，由于熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力的綜合作用形成的，常出現(xiàn)在鑄件受拉伸部位，特別是有應(yīng)力集中的地方（如內(nèi)尖角處和縮孔、氣孔及其非金屬夾雜物的附近）。 ? 特點(diǎn)： 裂紋短、形狀曲折、縫隙寬、斷面有嚴(yán)重氧化、無(wú)金屬光澤、裂紋沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展等，在鑄鋼和鋁合金鑄件中常見(jiàn)。裂紋分為 熱裂和冷裂 兩種。因此，對(duì)某些重要的、精密的鑄件，如車(chē)床床身等，必須采取去應(yīng)力退火或自然時(shí)效等方法，將殘余應(yīng)力消除，必要時(shí)還可在粗加工后進(jìn)行去應(yīng)力退火或人工時(shí)效（自然時(shí)效），然后再進(jìn)行精加工，以確保零件的精度。 ? 實(shí)踐證明，盡管鑄件冷卻時(shí)發(fā)生部分變形、但內(nèi)應(yīng)力仍未徹底消除。 圖 116 平板鑄件的變形 為了防止鑄件變形，設(shè)計(jì)應(yīng)使鑄件各部 分壁厚盡可能均勻或形狀對(duì)稱(chēng)。 ? 如圖 115所示：車(chē)床床身的導(dǎo)軌部分因較厚而受拉應(yīng)力，床壁部分因較薄而受壓應(yīng)力， 圖 116所示為一平板鑄件，盡管其壁厚均勻，但其中心部分因比邊緣散熱慢、收縮慢而受拉應(yīng)力，邊緣處則散熱較快，收縮較快而受壓力。 圖 113 ? ⑵鑄件的變形及其防止 ? 如果鑄件存在內(nèi)應(yīng)力， 則鑄件處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，鑄件厚的部分受拉應(yīng)力，薄的部分受壓應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力在鑄件落砂之后可自行消除。簡(jiǎn)稱(chēng) 機(jī)械應(yīng)力 。見(jiàn)圖112 ② 機(jī)械應(yīng)力（收縮應(yīng)力） mechanical stress 機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。 防止熱應(yīng)力產(chǎn)生的途徑： 縮小鑄件各部位的溫差，使其均勻冷卻。薄壁或表層受壓縮。 ? 內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生原因： ? 凝固后固態(tài)收縮受阻引起 + + + +表示拉應(yīng)力 表示壓應(yīng)力 鑄件因壁厚不均勻，或鑄件中存在著較大的溫差，在同一時(shí)間內(nèi)鑄件各部分收縮不同，先冷卻的部位阻礙了后冷卻部位的收縮，在其內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力。 ? 金屬在冷卻過(guò)程中，從凝固終了溫度到再結(jié)晶溫度階段，處于塑性狀態(tài)，在較小的外力作用下，就可以生塑性變形，變形后應(yīng)力可自行消除。 ? ⑴ 內(nèi)應(yīng)力的形成 ? ①鑄件在凝固和其后的冷卻過(guò)程中，因壁厚不均，各部分冷卻速度不同，造成同一時(shí)刻各部分收縮不一致，從而在鑄件中相互制約產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 ? 4. 鑄造內(nèi)應(yīng)力 stress及鑄件的變形 deform和裂紋 鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙時(shí)，在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力稱(chēng)為 鑄造內(nèi)應(yīng)力 。 ? ②縮松的防止 ? 縮松的防止比縮孔困難，目前多采用在熱節(jié)處加冷鐵和加大結(jié)晶壓力的辦法，減少金屬液流動(dòng)的阻力，能達(dá)到部分防止縮松的效果。 定向凝固的缺點(diǎn)： 由于鑄件各部分有溫差，凝固期間容易產(chǎn)生熱裂，凝固后也容易使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形。 冷鐵 熱節(jié) 定向凝固的優(yōu)點(diǎn)： 冒口補(bǔ)縮作用好，可防止縮孔和縮松，鑄件致密。 暗冒口 冒口 — 儲(chǔ)存補(bǔ)縮用金屬液的空腔。凝固期間不容易產(chǎn)生熱裂，凝固后也不易引起應(yīng)力、變形；由于不用冒口或冒口很小而節(jié)省金屬，簡(jiǎn)化工藝、減少工作量。 尋找熱節(jié)的方法 等溫線法 內(nèi)切圓法 冷鐵 同時(shí)凝固 — 整個(gè)鑄件幾乎同時(shí)凝固。見(jiàn)圖 17。 ⑵縮孔和縮松的防止 ① 縮孔的防止 防止產(chǎn)生縮孔的有效措施： 定向凝固 定向凝固 directional freezing圖解 澆注系統(tǒng) Pouring system 型腔 mould cavity 冒口 Riser 溫度 距離 1 2 3 縮孔 shrinkage cavity 定向凝固動(dòng)畫(huà) ? 冷鐵的使用圖解 1 2 3 冷鐵 Chill Chills are metallic objects, which are placed in the mould to increase the cooling rate of castings to provide uniform or desired cooling rate. 在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用 “定向凝同原則” ，目的是使鑄件在凝固過(guò)程中建立良好的 補(bǔ)縮條件， 并設(shè)法使分散的縮松轉(zhuǎn)化為集中的縮孔，再使集中的縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中，最后將冒口割去，即可獲得健全的鑄件。 冒口 riser：鑄型中特設(shè)的空腔，用于儲(chǔ)備多余金屬液體以彌補(bǔ)收縮引起的金屬液體不足。 縮松 動(dòng)畫(huà) 縮孔形成機(jī)理： 逐層凝固方式下最后凝固部位得不到補(bǔ)充而形成的空隙?？s松大多分布在鑄件中心軸線處、熱節(jié)處、冒口根部、內(nèi)澆口附近或縮孔下方 縮松分為宏觀縮松和顯微縮松： 宏觀縮松用肉眼或放大鏡即可看到； 顯微縮松用顯微鏡才能觀察到。 ? ①縮孔的形成（見(jiàn)圖 15）：假定合金在恒溫下凝固或凝固溫度范圍很窄。 ? 縮孔和縮松可使鑄件力學(xué)性能、氣密性和物理化學(xué)性能大大降低，以至成為廢品。 ? ①各部 V冷 不同 ?各部收縮不一致 ?對(duì)收縮產(chǎn)生阻力； ? ②鑄型和型芯 ?收縮機(jī)械阻力 ?實(shí)際收縮率比自由收縮率小。 ? ⑵澆注溫度 ? 澆注溫度 ? ??T過(guò) ? ? ?液 、 總收縮率 ?。 合金的總收縮為上述三種收縮之和。 %100???鑄件鑄件鑄型VVVV?