縮孔、縮松、縮陷缺陷

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程制作人：楊兵兵陜 西 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院孔洞類缺陷縮孔、縮松、縮陷缺陷銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程 一、特征 三、防止措施孔洞類缺陷縮孔縮松縮陷一二三銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程 一、特征 三、防止措施縮孔縮孔缺陷特征縮孔形成原因縮孔防止措施123銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程1.1 縮孔缺陷的特征鑄件內(nèi)部或表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的孔壁粗糙的孔洞,，稱縮孔。如圖1所示?？s孔表面上?？煽吹接忻黠@的樹枝晶末梢，縮孔常出現(xiàn)在鑄件熱節(jié)處。圖1 縮孔示意圖(a)內(nèi)部縮孔(b)外部縮孔銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程1.2 縮孔缺陷形成原因形成縮孔的基本原因是合金在

2、凝固和收縮時，鑄件某部位（通常是最后凝固的熱節(jié)處）不能及時得到液體金屬的補(bǔ)縮，就在該處產(chǎn)生縮孔。1.2.1縮孔形成基本原因銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程1.2.2縮孔形成具體情況（1）對共晶合金或凝固范圍較窄的合金，其鑄件容易產(chǎn)生集中縮孔。（2）在合金成分已定的情況下，形成縮孔主要原因是鑄件壁厚不均勻，熱節(jié)過多、過大，澆冒口系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，不利于順序凝固，使鑄件各熱節(jié)處不能得到金屬液補(bǔ)充，或是澆注溫度過高。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程1.3 防止措施（1）改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，力求壁厚均勻，減少熱節(jié)，或是壁厚變化有利于造成順序凝固。（2）合理地設(shè)置澆冒口系統(tǒng)，造成順序凝固。對有多個熱節(jié)的復(fù)雜鑄件澆冒口系統(tǒng)更應(yīng)考慮周全

3、，必要時對型殼局部采用降溫措施。（3）合理組焊模組，使鑄件間有一定的距離，防止局部散熱困難。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程（4）型殼和金屬液澆注溫度要合適，澆注溫度不可過高。（5）澆注時要保證直澆道和冒口充滿金屬液，或在澆口杯和冒口上加發(fā)熱劑、保溫劑。（6）改進(jìn)熔煉工藝，減少金屬液中氣體及氧化物，提高其流動性和補(bǔ)縮能力。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程 一、特征 三、防止措施縮松縮松缺陷特征縮松形成原因縮松防止措施123銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程2.1縮松缺陷的特征鑄件內(nèi)部有許多細(xì)小、分散且形狀不規(guī)則、孔壁粗糙的鑄件內(nèi)部有許多細(xì)小、分散且形狀不規(guī)則、孔壁粗糙的孔眼，稱縮松。如圖孔眼，稱縮松。如圖2所示。所示。和縮孔

4、的區(qū)別在于，縮孔是鑄和縮孔的區(qū)別在于，縮孔是鑄件內(nèi)部或表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的孔壁粗糙的孔洞。他們兩個件內(nèi)部或表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的孔壁粗糙的孔洞。他們兩個的形成位置、分布及大小均有所區(qū)別。的形成位置、分布及大小均有所區(qū)別。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程圖2 縮松缺陷示意圖(a) 鑄件上縮孔、縮松(b) 金相顯微鏡下縮松(c) 掃描電鏡下縮松銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程金屬液在型殼內(nèi)凝固時，當(dāng)合金凝固溫度范圍較大就會形成較寬的凝固區(qū)域，在凝固區(qū)域內(nèi)是按“體積凝固”方式進(jìn)行凝固，即在該區(qū)域內(nèi)同時形成晶核并長大，到凝固后期，固相比例大，枝晶生長連成骨架，把未凝金屬分割成孤立或近乎孤立的小熔池，這些金屬液凝固時就難以得

5、到補(bǔ)縮，從而形成了許多細(xì)小、分散的小孔，稱為縮松。2.2 縮松缺陷形成原因銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程同時，由于分枝間隙與晶界是溶質(zhì)富集區(qū)域，枝晶界面或夾渣正是氣泡形核的有利部位，一旦氣泡形核、生長，亦容易形成析出氣孔。這種氣孔往往與縮松同時存在。因此，對內(nèi)部質(zhì)量及可靠性要求特別高的優(yōu)質(zhì)鑄件，防止縮松時亦不可以不重視金屬液氣體含量及其析出的影響。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程2.3縮松缺陷防止措施（1）為防止縮松應(yīng)合理改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，改善型殼散熱條件，合理設(shè)置澆冒口，適當(dāng)降低澆注溫度，避免鑄件形成較寬的凝固區(qū)域，改進(jìn)熔煉工藝，減少金屬液含氣量等，對具體鑄件應(yīng)具體分析。（2）較大的薄壁件上有縮松時，因薄壁件凝固

6、快，很難建立起較大的溫度梯度，形成順序凝固進(jìn)行有效補(bǔ)縮。在這種情況下，防止縮松的主要方法是強(qiáng)化同時凝固，時鑄件在較大面積上不形成最后凝固處。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程（3）對鑄件厚實部位有縮松時，可通過澆冒口設(shè)置使鑄件達(dá)到順序凝固，用冒口或澆注系統(tǒng)補(bǔ)縮厚實部分。（4）對致密度要求高的零件，如液壓件、容器件等高氣密性鑄件，或高溫合金渦輪葉片等高力學(xué)性能零件，除安順序凝固原則凝固外，要認(rèn)真控制金屬液含氣量，排除夾雜物。（5）對鋁、銅合金鑄件可采用差壓鑄造，使鑄件在零點幾個兆帕下凝固，以保證組織致密。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程 一、特征 三、防止措施縮陷縮陷缺陷特征縮陷形成原因縮陷防止

7、措施123銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程3.1縮陷缺陷的特征圖3 縮陷示意圖鑄件表面向下塌陷,如圖1所示,稱縮陷。表面縮陷常發(fā)生在內(nèi)澆道附近、壁厚處或兩壁交接的內(nèi)角處等熱量集中、散熱又困難的部位。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程3.2 縮陷缺陷形成原因縮陷形成原因及影響因素基本上和縮孔相同。（1）鑄件結(jié)構(gòu)本身熱節(jié)大、壁厚不均勻、存在內(nèi)尖角。（2）內(nèi)澆口開設(shè)不當(dāng)，使鑄件局部過熱。（3）鑄型散熱條件差。3.2.1.形成基本原因銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程3.2.2與縮孔形成原因比較主要區(qū)別在于產(chǎn)生縮陷的局部表面熱量更集中，散熱更困難。因而該處是最后或接近最后凝固處，該表面形成的凝固殼尚處于高溫塑性狀態(tài)時，在大氣壓力作用下造成局部縮陷。通?？s陷下有氣孔。銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程3.3 防止措施1.改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，盡量減少壁厚差，減少熱節(jié)；盡量消除內(nèi)尖角。2.合理設(shè)置澆注系統(tǒng)；改進(jìn)模組的組焊方法；增大蠟?zāi)ｉg距；加長內(nèi)澆口等，以減少熱節(jié)