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铸造合金的收缩性
日期:2018.08.10 10:08:02 编辑:zhuanhuang2018 来源:258.com
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1.收缩的基本概念

液态合金当温度下降而由液态转变为固态时,因为金属原子由近程有序逐渐转变为远程有序,以及空穴的减少及消失,一般都会发生体积减少。液态合金凝固后,随温度的继续下降,原子间距离还要缩短,体积也近一步减少。铸造合金在液态、凝固和固态冷却的过程中,由于温度的降低而发生体积减小的现象,称为铸造合金的收缩性。


    收缩又是铸件中许多缺陷,如缩孔、缩松、应力、变形、和裂纹等产生的基本原因,是铸造合金的重要铸造性能之一。它对铸件(如获得符合要求的几何形状和尺寸,致密的优质铸件)有着很大的影响。


    铸造合金由液态转变为常温时的体积改变量来表示,称为体积收缩。合金在固态时的收缩,除了用体积改变量表示外,还可用长度该变量来表示,称为线收缩。因为在设计和制造模样时,线收缩更有意义。线收缩率一般是体收缩率的1/3.合金在收缩要经历三个阶段:液态收缩阶段;凝固收缩阶段;固态收缩阶段。


(1)液态收缩   当液态合金从浇注温t浇冷却至开始凝固的液相线温度t液的收缩,由于合金处于液体状态,故称其为液态收缩,表现为型腔内液面的降低。


2)凝固收缩  对于具有一定温度范围的的合金,由液态转变为固态时,由于合金处于凝固状态,故称为凝固收缩。这类合金的凝固体收缩主要包括温度降低(于合金的结晶温度范围有关)和状态改变(状态改变时的体积变化)两部分。

 

对于少数合金及金属,因其凝固体收缩率为负值,所以凝固时发生体积增大。(BiSiBi-Si合金和灰铸铁)

 

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。


3)固态收缩  当铸造合金从固相线温度t固冷却到室温t室的收缩,由于合金处于固体状态,故称为固态收缩。

 

 但在实际生产中,由于固态收缩往往表现为铸件外形尺寸的减小,因此一般采用线收缩率来表示。

如果合金的线收缩不受到铸型外部条件的阻碍,称为自由收缩。负则,为受阻线收缩。

铸造合金的线收缩不仅对铸件的尺寸精度有着直接影响,而且是铸件中产生应力、裂纹、变形的基本原因。


2.铸件线收缩率

   以上讨论的铸造合金收缩率只与合金的化学成分、收缩系数、温度变化以及相变时体积改变等因素有关。在进行铸件工艺设计时,考虑到收缩,需要将模样尺寸放大,模样尺寸L模与铸件尺寸L件之间存在如下关系。£=L-L铸件/L模×100%

 

   铸件的铸造收缩率不仅与所用合金的因素有关,而且还与铸型工艺特点、铸件结构形状以及合金在熔炼过程中溶解气体量等因素有关。


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