缩孔与缩松

缩松形成过程
• 合金的凝固温度间隔比较宽，有时型壳的散热又比较慢，使凝固时合 金中两相区较宽,这就使铸件产生缩松,如上图 。a浇注后的某一时刻, 铸件截面上的三个区域分布。b随着温度的降低,铸件中的纯液相不存 在，成为固态和液态共存的凝固区域。枝晶间的通道变窄,阻碍较大, 合金的流动性变差,铸件中心的液态不易对较远的细小空洞进行补缩, 而且枝晶之间互相搭接,甚至形成与中心液态相隔绝的微小孔洞,根本 无法补缩。c合金凝固完毕,在铸件上就形成了很多分散而细小的缩松。
概述
• 缩孔和缩松是熔模铸件常见缺陷之一。熔 模铸件的生产特点是当灼热的钢液浇注到 高温的型壳中，铸件从冷却凝固直到冷至 室温，将产生三种收缩，即液态收缩、凝 固收缩和固态收缩。这是合金重要的铸造 性能之一。其液态收缩和凝固收缩决定了 铸件在最后凝固的地方产生缩孔和缩松的 大小与分布，固态收缩使铸件产生残余应ห้องสมุดไป่ตู้力，可能引起变形，甚至裂纹。
缩孔 的孔洞。
一 是什么？
• 定义：液态金属凝固过程中由于体积收缩所形成
• 特征：分布特征为集中缩孔，缩孔形状不规则，
表面粗糙，产生在铸件热节和最后凝固部位，常 伴有粗大树枝晶、夹杂物、气孔、裂纹、偏析等 缺陷。
• 鉴别方法：铸件内部的缩孔，一般采用超声探
伤或射线探伤法进行检验。敞露在铸件表面的缩 孔用肉眼即可确定。表面有缩陷、胀型、缩沉等 缺陷的铸件，内部往往有缩孔缺陷。
缩松
是什么
• 定义：缩松是指铸件最后凝固的区域没有得到液
态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔。
• 特征：常分散在铸件壁厚的轴线区域、厚大部位、
冒口根部和内浇口附近。当缩松与缩孔容积相同 时，缩松的分布面积要比缩孔大得多。缩松隐藏 于铸件的内部，外观上不易被发现。
二 产生部位
• （1）缩孔产生的部位：缩孔产生在铸件最 后凝固并且得不到充分补缩的部位,它常产 生在铸件的热节处。因为它产生的部位还 与内浇口在铸件上开设的部位、铸件上各 部分不同的散热条件、浇注系统对铸件散 热的影响以及同一模组上各铸件之间相互 位置对散热的影响等因素都有关。可以用 画凝固等温线或画内切圆法估计缩孔的部 位,也可以解剖铸件,确定铸件是否产生缩孔 及其部位。
五 对铸件的影响
• • • • 1 破坏金属连续性 2 减少有效承载面积 3 易引起应力集中 4 加工后铸件表面的粗糙度提高
六 防止措施
• ①合理选用铸造合金；②按照定向凝固原则进行 凝固（采用各种措施保证铸件结构上各部分按照 远离冒口的部分先凝固，然后是靠近冒口部分， 最后是冒口本身的凝固）；③合理选择浇注系统 和浇注位置；④合理地应用冒口、冷铁和补贴等 工艺措施。 • 缩孔补救措施：焊补。挖去缺陷区金属，用与基 体金属相同或相容的焊条焊补缺陷区，焊后修平 进行焊后热处理。
产生部位
• （2）缩松产生的部位：缩松总是产生在铸件上冷 却相对缓慢的部位，如铸件的热节处、壁的转接R 处、距离很近的夹壁处、内浇口附近或紧挨缩孔 的下面。
三 如何产生
缩孔的形成过程如图所示，a液态合金填满铸型后，b因铸型 吸热，靠近型腔表面的金属很快就降到凝固温度，凝固成一 层外壳，c随着温度的降低，外壳逐渐加厚，由于液态收缩和 凝固收缩造成的体收缩大于已凝固外壳的固态收缩，所以， 在重力的作用下，液体与顶面脱开，逐渐下降，出现了较大 的空洞。d铸件完全凝固，在其上部保留了一个近似倒圆锥形 的集中缩孔。e由于铸件在冷却中的固态收缩使铸件的外形和 该缩孔的体积都稍有缩小。
为什么会产生
• 二、工艺设计的原因 （1）浇注系统设计不合理： 浇注系 统设计与铸件的凝固原则相矛盾时，可能会导致铸件产生 缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适，不利于顺序凝 固，内浇口的位置及尺寸不正确。 • （2）冒口设计不合理：冒口位置、数量、尺寸及冒口颈 尺寸未能促进铸件顺序凝固，都可能导致铸件产生缩孔和 缩松。如果在暗冒口顶部未放置出气冒口，或冷铁使用不 当，也会导致铸件产生缩孔和缩松。 • （3）浇注方面的原因： 浇注速度越快，缩孔体积越大。 浇注温度太高，使液态金属的液态收缩量增加；太低时， 又会降低冒口的补缩能力，特别是采用底注式浇注系统时 更明显，铸件往往在下部产生缩孔和缩松。当冒口没有浇 满或对大中型铸件没有用金属液对明冒口进行补浇时，这 将降低冒口的补缩能力，引起铸件产生缩孔或缩松。
四 为什么产生
• 一、铸件结构方面的原因：由于铸件断面过厚，造成补缩 不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀，在壁厚部分热节处产生 缩孔或缩松。 • 由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热 后，长期处于高温状态，降低了铸孔表面金属的凝固速度， 同时，砂芯为气体或大气压提供了信道，导致了孔壁产生 缩孔和绣松。 • 铸件的凹角圆角半径太小，使尖角处型砂传热能力降 低，凹角处凝固速度下降，同时由于尖角处型砂受热作用 强，发气压力大，析出的气体可向未凝固的金属液渗入， 导致铸件产生气缩孔。
例 冒口对铸件产生缩孔的影响
a用画等温线法确定，铸件凝固后，中上部有缩孔 b铸件安置冒口，上部缩孔转移到冒口中，但中部仍残留缩 孔 c加粗冒口，中部缩孔也转移到冒口中去，但铸件的上部仍 有伸入的缩尾 d冒口适当加粗，上部加斜度，铸件中完全消除缩孔
缩孔与缩松的分配与转化
• 铸件顺序凝固时易产生缩孔，而不易产生 缩松；铸件同时凝固时，易产生缩松，不 易产生缩孔。 • 对于同一种合金,在其它条件完全相同时,从 浇注到冷至室温,其缩孔的总容积是一定的 , 而且缩孔（包含缩陷）和缩松按一定的规 律性能相互转化：V总缩 =V缩孔+ V缩松