获得和细化宏观等轴晶组织的方法与技巧

原则是使液态金属中同时或不断产生新晶核，以阻止柱状晶的生长。晶核越多则形成的等轴晶晶粒就越细。主要措施如下：①降低浇注温度；②孕育处理；③加强液态金属的运动。

1.降低浇注温度

降低浇注温度是缩小柱状晶区和扩大等轴晶区并细化晶粒的有效措施。降低浇注温度能使液态金属与型腔壁及浇道壁接触时就产生大量晶体并自型壁脱落。降低浇注温度能使已游离的小晶体在随后的漂移中重新熔化的可能性减小。

图6-2所示是浇注温度对锡青铜（w（Sn）=10%、w（Zn）=2%）宏观组织的影响。图6-2a所示为在1150℃浇注时得到的宏观组织，等轴晶晶粒很粗大（约φ4mm）；图6-2b所示为在1070℃浇注时得到的宏观组织，等轴晶晶粒细小（约φ0.6mm）。

图6-2 浇注温度对锡青铜宏观组织的影响

a）浇注温度为1150℃ b）浇注温度为1070℃

2.孕育处理

用孕育剂促进液态金属内部形核，而获得细等轴晶的方法称为孕育处理。关于孕育的作用有两种观点：一种观点认为孕育剂主要起促进非自发形核作用；另一种观点认为孕育剂主要使溶质偏析系数增大，使枝晶易产生更细的缩颈，促进晶体自型壁脱落和晶枝的熔断脱落，从而增加漂移于型腔内部的小晶体数量。

悬浮浇注是一种新的浇注工艺，其特点是在浇注时将一定数量的金属（合金或化合物）粉末冲入金属液流中，使粉末材料与液态金属混合均匀，然后进入型腔。液态金属中的金属粉末在结晶过程中起到孕育处理和降低液态金属温度的作用，可以消除柱状晶、细化等轴晶，减小金属体收缩，消除轴线缩松，减少热裂倾向，减少偏析，改善非金属夹杂物形态及分布等，从而提高铸件性能和质量。(www.xing528.com)

图6-3所示是用涡流导入法悬浮浇注的浇注系统。液态金属沿着离心式集液包2侧面呈切线方向进入后即绕其中心线旋转，而后通过直浇道1流入型腔。由于旋转，液态金属在集液包2内将悬浮剂由料斗3定量地加入旋涡中心，使它与旋转的液态金属混合并流入型腔。目前悬浮浇注工艺已成功地应用于铸钢件生产。

3.加强液体金属的运动

采用不同的方法（如振动、搅拌、冲刷等）使正在生长的枝晶分支熔断脱落，或促使凝固初期晶体从型壁及一切可能产生它的表面上脱落，以利于等轴晶区的扩大和晶粒细化。所有这些方法都涉及一定程度的物理扰动，故亦称动态下结晶。

4.提高冷却速度

使整个铸件断面产生很大的过冷，可获得细等轴晶组织。

图6-3 涡流导入法悬浮浇注的浇注系统

1—直浇道 2—离心集液包 3—料斗 4—浇包