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金属的液态(yètài)成形原理2影响流动性的因素主要是化学成分:1)纯金属流动性好:一定温度下结晶(jiéjīng),凝固层表面平滑,对液流阻力小;2)共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大;3)非共晶成分流动性差:结晶(jiéjīng)在一定温度范围内进行,初生树枝状晶阻碍液流。常用铸造合金中,铸铁的流动性最好,铸钢的流动性最差。不同成分(chéngfèn)合金流动性铁碳合金流动性与相图(xiānꞬtú)关系3流动性对铸件质量影响1)流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2)流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3)流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩(shōusuō)进行补缩.因此,合金流动性好能有效防止铸件出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣、缩孔等缺陷。二)浇注条件1浇注温度:t↑合金粘度下降,过热度高.合金在铸件中保持流动的时间长,∴t↑提高充型能力.但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2充型压力(yālì):液态合金在流动方向上所受的压力(yālì)↑充型能力↑如砂形铸造---直浇道,静压力(yālì).压力(yālì)铸造,离心铸造等充型压力(yālì)高.三)铸型条件1铸型导热能力:导热↑金属降温快,充↓如金属型2铸型温度:t↑充↑如金属型预热3铸型中气体:排气能力↑充↑减少气体来源,提高透气性。少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.4铸型结构:若不合理,如铸型壁厚小,直浇口低,浇口小等充↓.2铸件复杂程度:铸件结构复杂,流动阻力大,铸型的充填(chōnɡtián)就困难。铸件(zhùjiàn)的最小允许壁厚:/二铸件的凝固和收缩一)铸件的凝固1铸件的温度场(梯度)及凝固区域:1)铸件的温度场(梯度):铸件横断面上(截面上)的温度分布曲线.2)铸件的凝固区域:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区:1—固相区2—凝固区3—液相区2凝固方式:对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式。1)逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达(zhídá)中心。2)糊状凝固合金结晶温度范围很宽或温度梯度很小的铸件,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.故3)中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.铸件的温度梯度,凝固区域及凝固方式铸件(zhùjiàn)的温度场及某瞬间的凝固区域铸件(zhùjiàn)的凝固方式铸件的凝固(nínggù)方式铸件(zhùjiàn)的凝固方式决定(juédìng)凝固方式的因素:(1)结晶温度范围(2)铸件断面温度场分布变化3影响铸件凝固方式的因素1)合金的结晶温度范围范围小:凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如:砂型铸造,铸铁,低碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固2)铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定(yīdìng)时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二)合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1收缩的几个阶段1)液态收缩(T浇—T液):从金属液浇入铸型到开始凝固之前.液态收缩减少的体积与浇注温度至开始凝固的温度的温差成正比.2)凝固收缩(T液—T固):从凝固开始到凝固完毕.同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如:35钢,体积收缩率3.0%,45钢4.3%。3)固态收缩(T固—T室):凝固以后到常温.固态体积收缩直观表现为铸件各方向线尺寸的缩小(suōxiǎo),影响铸件尺寸精度及形状的准确性,故用线收缩率表示.2影响收缩的因素主要受化学成分影响:铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少.如:灰口铁C,Si↑,收↓.这是由于石墨比容大,体积膨胀,抵销部分(bùfen)凝固收缩.所以常用合金中,铸钢收缩率最大,灰铸铁收缩率最小(下页表格)。常用(chánꞬyònꞬ)铸造合金的收缩率铸件的收缩会受到铸型、型芯及本身结构的阻碍(zǔài),因此铸件的线收缩率小于合金的自由收缩率。例如,某铸钢直杆件的收缩属自由收缩,其线收缩率为2.4%;若两端加横杆成为Ⅰ字形,则其收缩受到约束,受阻线收缩率为0.92%。铸件的固态收缩受到阻碍(zǔài)时还会产生铸造应力、变形和裂纹等铸造缺陷。三合金铸件的收缩缺陷及防止一)凝固收缩缺陷-缩孔和缩松及防止:1.缩孔及缩松的形成1)缩孔:液体金属浇注(