【正文】 于生產(chǎn)球鐵、灰鐵、鑄鋼件 第四節(jié) 金屬型的破壞原因及防止措施 1 破壞原因 金屬型的制造 費用昂貴 ，因此，應(yīng)盡量 延長其壽命 。 （ 3）由于砂層薄，鑄件既不易變型，又有高的精度，鑄件精度比砂層大為提高。它比金屬型潰散性好。鑄件機械性能普遍提高，一般可以使球鐵牌號由 QT602提高到 QT802。而同樣的溫降在砂型中需要 24分鐘?？赏ㄟ^ 改變砂層厚度等來控制鑄件冷卻的速度。 ： （ 1） 覆砂層有效地調(diào)節(jié)了鑄件的冷卻速度。 （ 1）噴前金屬型要預(yù)熱 180~230℃ ，溫度太低造成干燥慢，流淌；溫度太高造成劇烈蒸發(fā)產(chǎn)生裂紋 （ 2）涂層厚 ，澆冒口部位可以大于 1mm 復(fù)砂金屬型鑄造 涂料雖可調(diào)節(jié)鑄件的凝固速度，但調(diào)節(jié)范圍不大，用它來生產(chǎn)鑄鐵曲軸，仍出現(xiàn)白口，而用砂型鑄造，熱節(jié)處又易出現(xiàn)縮松、縮孔。 （ 4）改善型腔排氣條件 涂料有一定的蓄氣和通氣能力，在死角處，氣體可以通過涂料的蓄氣通氣能力，將氣體排出。同時取鑄件時，防止金屬型磨損。 （ 2）保護金屬型 可保護鑄型免受澆注時的熱沖擊、沖刷和磨損。 金屬型涂料 涂料作用： （ 1）調(diào)節(jié)鑄型冷卻速度 從“鑄件 — 間隙 — 金屬型”系統(tǒng)熱 交換分析看，涂料對鑄件的冷卻十分 重要。一般通過經(jīng)驗獲得。 （ 2）鑄件在金屬型中停留時間過長，型壁溫度升高，需要更多的冷卻時間，降低生產(chǎn)率，降低模壽命。 由于金屬型的特點 , 金屬型的澆注溫度比砂型的高； 金屬型的澆注速度比砂型的快； 如果澆注溫度低，速度慢就會產(chǎn)生澆注不足，冷隔等。金屬型鑄造的工藝規(guī)范 包括：預(yù)熱、澆注、出型、涂料 等。 （ 3）在金屬某些局部（拐角、凹坑）處，氣體的通路被金屬液阻礙、包圍，易產(chǎn)生氣阻、澆不足。 （ 1）如果氣體壓力過高，高過總外壓之和，氣體就有可能沖破金屬液流束表層，通過內(nèi)澆口向外逸出，不僅破壞了金屬的繼續(xù)流動，還會造成強烈氧化。 σ = E a2（ T彈 T2） 其中 E— （ T彈 T2）范圍內(nèi)的彈性模量； a2— （ T彈 T2）范圍內(nèi)的線收縮率； T彈 — 開始產(chǎn)生彈性形變的溫度； T2— 某一時刻鑄件的溫度 σ 超過 T2溫度下的強度極限時，鑄件就會出現(xiàn)冷裂 綜上所述，由于金屬型無退讓性，為防止鑄件產(chǎn)生裂紋，并順利取出型芯和鑄件需采用一些專門的措施： （ 1）設(shè)計專門抽芯，頂出機構(gòu)； （ 2）盡早拔取鑄件，取出型芯； （ 3）嚴重阻礙收縮的孔采用砂芯； （ 4）增大金屬型拔模斜度，涂層厚度增大，據(jù)各件不同而定。 ε= a1(T縮 T1) 其中 a1— 在 (T縮 T1)范圍內(nèi)的線收縮率； T縮 — 鑄件合金開始線收縮的溫度； T1— 凝固到某一時刻鑄件的溫度 若 ε 大于 鑄件本身在該溫度下的 塑性變形極限 ，就出現(xiàn)熱裂 — 有熱節(jié)時，就在熱節(jié)處集中出現(xiàn)裂紋。 鑄件溫度在合金的再結(jié)晶溫度以上，合金處于塑性狀態(tài)。K） 涂料層的厚度和材料對比熱流的影響 由金屬型材料的無退讓性所引起的鑄件的凝固收縮特點 金屬型阻礙鑄件的凝固收縮。 可以用改變涂料的熱物理性能和厚度的方法來控制鑄件的凝固 。 金屬型鑄造時，型壁與鑄件間是有涂料的，涂料可以認為是間隙的一部分。 傳熱過程主要取決于非金屬鑄件本身的熱物理性質(zhì) 鑄件和金屬型在 K1《 1 ， K2《 1時的溫度分布 1金屬型 2間隙 3鑄件 4－鑄件中心 鑄 件 和 金 屬 型 在 K1》 1 ， K2》 1 時的溫度分布 對于 金屬型鑄造，屬于第一種情況 ?？梢哉J為，鑄型內(nèi)表面溫度和鑄件表面溫度相同， 傳熱過程取決與鑄件和鑄型的熱物理量?？梢哉J為，鑄件和鑄型斷面上的溫度分布實際上是均勻的， 傳熱過程主要取決于涂料層的熱物理性質(zhì)。 ?砂型鑄造 砂型鑄造時，砂型本身的熱物理性質(zhì)是決定整個系統(tǒng)熱交換過程的主要因素，亦即鑄件的冷卻強度主要取決與鑄型的熱物理參數(shù) 。 K11, K21。 K11, K21。 關(guān)于間隙熱阻 22?x定義 21101 ttttk???21322 ttttk???1k 2k稱為魏氏準則 t℃ t0 t1 t2 t3 x1 x2 x3 4 3 2 1 圖 24 鑄件 間隙 金屬 型系統(tǒng)的溫度分布 1金屬型 2間隙 3鑄件 4鑄件中心 ?K1是鑄件熱阻與中間層熱阻之比，或是鑄件斷面的溫差與中間層斷面溫差之比。但當超過一定值時，鑄件的冷卻速度變化不大，這主要由于鑄型的熱傳導(dǎo)性能決定了型壁中離工作表面較遠的地方溫度不能升得太高，該處的金屬型壁也就起不到蓄熱作用。這是因為在熱交換過程中，除了導(dǎo)熱外，還兼有蓄熱作用，而公式中卻未反應(yīng)型壁的蓄熱能力。 332211???xxx ??11?x22?x33?x031 2 31 2 3ttqx x x? ? ????? 的影響 金屬型壁導(dǎo)熱系數(shù) λ 3愈大，則其熱阻愈小，鑄件的冷卻速度愈強 鑄鐵 鑄鋼 鑄鋁 鑄銅 常用金屬材料導(dǎo)熱系數(shù) λ（ w/m. ℃ ） 可見，銅鑄型比鐵鑄型冷卻速度要大，所以連鑄結(jié)晶器用銅結(jié)晶器。單位 m （ 1） （ 2） （ 3） t℃ t0 t1 t2 t3 x1 x2 x3 4 3 2 1 圖 24 鑄件 間隙 金屬 型系統(tǒng)的溫度分布 1金屬型 2間隙 3鑄件 4鑄件中心 ? ? ? ? ? ?33221130322110xqxqxqtttttttt?????????????（ 1） +（ 2） +（ 3） 得： 整理得： 031 2 31 2 3ttqx x x? ? ?????分別為三者的熱阻 11?x22x33?x分析： （ 1）比熱流 q