液态金属的充型能力1

温
冷
低
裂
温
形状曲折而不规则，裂纹表面 呈氧化色，无金属光泽；裂口 沿晶粒边界通过。 一般分布在铸件易产生应力集
外形呈连续直线状（没有分叉）
或圆滑曲线，裂纹表面干净，具 有金属光泽，有时呈轻微氧化色；
穿过晶粒。
常出现在铸件表面
分
布
中的部位或铸件最后凝固部位 的内部
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2、防止措施 ⑴设计上：合理设计铸件结构，以减少铸造内应力 ⑵工艺上 a.降低磷、硫含量 b.改善型（芯）砂的退让性 c.控制打箱时间
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充型能力的前提下，尽可能采用“高温出炉，低温浇注”的原则。
◆ 浇注系统的结构
浇注系统的结构越复杂，流动的阻力就越大，流动性就越差。
故在设计浇注系统时，要合理布置内浇口在铸件上的位置，选择
恰当的浇注系统结构和各部分的断面积。 ⑶充填条件 铸型中凡能增加金属流动阻力、降低流速和增加冷却速度的 因素，均会降低合金的充型能力。诸如：型腔过窄、型砂含水分 或透气性不足、铸型排气不畅和铸型材料导热性过大等，均能降 低充型能力，使铸件易于产生浇不足、冷隔等缺陷。
P S
尺寸变化
固态
K
Q 产生应力、变形、裂 产生缩孔、缩松 0 0.02 0.77 2.11 4.3 纹的基本原因 ω c ，% 的基本原因
6.69
图
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2、影响因素 ①化学成分
凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩增大
②浇注温度 T浇↑→过热度↑→液 态收缩↑→总收缩↑ ③铸件结构和铸型条件 A
等固相法
内切圆法 特 征：形状不规则，表面不光滑，可以看到发达的树 枝晶末梢 2、缩松的形成 形成过程：
产生原因：液态收缩+凝固收 缩＞固态收缩
产生条件：宽结晶温度范围的 合金 出现部位：铸件中心轴线处 上一页 下一页 退出
3、防止措施
顺序凝固原则
同时凝固 原则
内冷铁：铸件 的一部分
冷铁
外冷铁：铸型 的一部分
气孔：铸件内表面或近表面处有大小不等的、光滑的孔洞。
夹渣：浇注时熔渣随液体金属进入型腔。形状不规则，表面 粗糙，呈不同颜色。 上一页 下一页 退出
二、合金的收缩
㈠ 基本概念
1、定义 A 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收 液固两相区 D 缩。铸造合金从浇注温度冷却到室温的收缩过程包括液态收缩、 温 液态 度 凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 C （ F E ℃ 总收缩=液态收缩+凝固收缩 + 固态收缩 ） G 体积变化
温 度 （ ）
T2 T1 E S C
D F
℃
G P K
Q
0 0.02 0.77 2.11 4.3 6.69
ωc，% 上一页 下一页 退出
㈡ 缩孔、缩松的形成与防止
集中缩孔 缩孔 分散缩孔——缩松 1、缩孔的形成
缩孔
宏观缩松 缩松
微观缩松
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产生原因：液态收缩+凝固收缩＞固态收缩 产生条件：纯金属或窄结晶温度范围的合金 出现部位：最后凝固区 确定缩孔位置的方法
共晶成分合金的流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。
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⑵浇注条件
◆ 浇注温度：T浇↑→充型能力↑
a. T浇↑→液态金属所含的热量↑→t液↑→充型能力↑ b. T浇↑→传给铸型的热量↑→铸型的温度↑→金属的冷却速度 ↓→t液↑→充型能力↑ c. T浇↑→液体金属的粘度↓→充型能力↑ 但浇注温度过高，会使金属的吸气量和总收缩量增大，氧化 严重，并易产生缩孔、缩松、粘砂和裂纹等缺陷。因此，在保证 ◆ 充型压力 液态合金在流动方向所受的压力愈大，充型能力愈好。如增 加直浇道高度，利用人工加压方法像压力铸造、低压铸造等。 上一页 下一页 退出
一、液态金属的充型能力
1、概念 液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能 力，称为液态合金的充型能力
2、影响因素
⑴合金的流动性
液态金属本身的流动能力，称为流 动性。 流动性↑→液态合金的充型能力↑ 合金的流动性通常用螺旋形试样来
测定。试样长度↑→合金的流动性↑
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影响合金流动性因素很多，但以化学成分的影响最为显著。
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㈢ 铸造内应力的形成与防止
1、分类 ⑴机械应力：铸件收缩时受到铸型或型芯的阻碍而产生的应 力。
⑵热应力：由于铸件壁厚不均匀，冷却速度不同，在同一时 间内铸件各部分收缩不一样而引起的。 上一页 下一页 退出
热应力形成过程如下：
t0-t1
t1-t2
t2-t3
结论：铸件厚大部分（或心部）受拉应力，薄的部分（或外 部）受压应力。 上一页 下一页 退出
2、防止措施 ⑴设计上：合理设计铸件结构，以减少铸造内应力；使铸 件形状对称，抵消变形 ⑵工艺上 a.反变形法 b.设置拉筋（热处理后去除） c.控制打箱时间 上一页 下一页 退出
㈤ 裂纹及其防止
1、裂纹的形成 当铸造内应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。
热
形成区域 外观形状 （特征） 高
裂
2、减少和消除铸造内应力的方法
⑴设计上：力求壁厚均匀 ⑵工艺上： ①尽量减少铸件在冷却过程中各部分温差 ②改善铸型和型芯的退让性 ③时效处理：包括人工时效和自然时效二种
㈣ 变形及其防止
1、变形方向的判断
结论：厚的部分向内凹，薄的部分向外凸。 上一页 下一页 退出
请注意：二次变形方向的判断与上述不同。
以上影响因素错综复杂，在实际生产中必须根据具体情况具 体分析，找出其中的主要矛盾，采取措施，才能有效地提高液态 金属的充型能力。
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3、对铸件质量的影响
充型能力好：
◆ 可获得外形完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件 ◆ 有利于排气和排渣
◆ 有利于补缩
充型能力不好，铸件易产生以下缺陷： 浇不足：液态金属未充满铸型而产生缺肉的现象。 冷隔：两股金属流汇合时因表层氧化而未能融合而产生凹坑 或缝隙的现象。