液态金属充满铸型的型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,称为液态金属的充型能力。
影响液态金属充型能力的因素主要是金属液本身的流动能力(即流动性),同时还与铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关,是各种因素的综合反应。
(1)液态金属本身的流动性。金属液完全填满型腔,才能获得完好的铸件,金属液这种充填铸型的能力,叫做流动性。液态金属的流动性是金属很重要的铸造性能之一。流动性好坏是用浇注流动性试样的方法衡量的。生产和科学试验中应用最多的流动性试样是螺旋形试样。
影响金属流动性的内因主要是合金的化学成分,合金的流动性与成分之间存在着一定的规律性。铸钢和铸铁相比,由于化学成分不同,流动性相差很大,铸钢的流动性比铸铁差得多。就铸钢本身而言,由于化学成分不同,流动性也不同。例如,普通低碳铸钢的熔点比高碳铸钢的熔点高,在相同的浇注温度下,低碳铸钢的流动性不如高碳钢好。如果钢中再含有易氧化的合金元素(如高铬合金钢等),在高温下被氧化成不溶性的氧化夹杂,则钢液的流动性就更差了。总之,凡能增加金属液与铸型间摩擦阻力,或能引起金属液温度下降的因素,都降低金属液的流动性,故在编制工艺或操作中,应引起足够重视。
流动性对铸件质量的影响表现在以下几方面:
1)流动性好时,可以使气体和非金属夹杂物在浇注前去除,或在浇注及凝固过程中浮出,提高铸件内部质量。
2)流动性好是生产薄壁铸件的关键。流动性好易获得尺寸精确、轮廓清晰的铸件。
3)流动性好可使铸件在凝固期间及时得到金属液补充,防止产生缩孔和缩松缺陷。
4)流动性好可使凝固末期因受阻而产生的热裂纹容易得到金属液弥合。流动性不好,可能使铸件产生浇不足、冷隔等缺陷。
生产中提高流动性的方法有:①提高浇注温度;②提高充型压力;③设置出气孔,加速排气,以利充型。
(2)铸型性质。铸型性质(主要指铸型材料、铸型温度、铸型中的气体等)对充型能力有重要影响。表现在以下几方面:(www.xing528.com)
1)铸型材料的导热性好(如金属型铸造),金属液浇入后散热快,保温时间短,流动性会急剧下降,充型能力下降;相反,铸型材料导热性差(如砂型铸造),则流动性就会好些,使充型能力也好些。
2)铸型温度。预热铸型能减小金属液与铸型的温差,使金属液冷却速度减慢,液态时间延长,从而提高其充型能力。
3)铸型中的气体。铸型材料的发气量大,透气性小,浇注时型腔产生大量气体,来不及排除,会阻碍金属液向前流动,甚至会出现金属液浇不进去,或在浇口杯、顶冒口中出现翻腾的现象,甚至有可能飞溅出来伤人。
(3)浇注条件(主要指浇注温度、充型压头、浇注系统结构等)
1)浇注温度越高,充型能力越好。在一定温度范围内,充型能力随浇注温度的提高而直线上升。
2)金属液在流动方向上所受的压力越大,充型能力就越好。
3)浇注系统结构越复杂,流动阻力越大,在静压头相同情况下,充型能力越低。
(4)铸件结构。衡量铸件结构特点的因素是铸件的模数和复杂程度,这些决定着铸型型腔的结构特点。
1)模数。在铸件体积和浇注条件相同时,模数大的铸件与铸型的接触表面积相对较小,热量散失较缓慢,则充型能力较高。铸件的壁越薄,模数越小,则越不容易被充满。因此,对薄壁件应选择正确的浇注位置。
2)铸件复杂程度。铸件结构越复杂,则铸型型腔结构就复杂、弯道多,流动阻力就大,铸型的充填就困难。
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