缩孔与缩松PPT课件

.,1,缩孔缩松,机械114硕陈聪,.,2,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力，可能引起变形，甚至裂纹。,.,3,一是什么？,定义：液态金属凝固过程中由于体积收缩所形成的孔洞。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。,缩孔,.,4,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。,缩松,.,5,二产生部位,（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。,.,6,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。,.,7,三如何产生,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。,.,8,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。,.,9,四为什么产生,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。,.,10,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。,.,11,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,.,12,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,.,13,五对铸件的影响,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,.,14,六防止措施,合理选用铸造合金；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