第三节金属的铸造性能-流动性

1、、流动性流动性是指熔融金属的流动能力。在实际生产中，为了评定金属的流动性，通常将金属浇注成螺旋形试样，如下图所示。浇注的试样越长, 则其流动性越好。1、影响流动性的因素(1)化学成分化学成分是影响合金流动性的本质因素。实践证明，凝固温度范围小的合金流动性较好，凝固温度范 围大的合金流动性较差。在常用的铸造合金中，铸铁的流动性较好，铸钢的流动性较差。常用合金的流动性见下表。表14- 1常用合金的流动性铸型种粪-浇注温度g螺旋鏡长匪1/rwii'3 c+si=6, 2V砂型屮150OP3 0+£1=5| 0 如砂型卫130（冲1300*-1'O c+si-S. 2W1砂型

2、F13001D0Z3 c+si=4.術砂型户1300600攥钢(-0.4%)护砂型屮100*100P200 '镁合金“砂型卫boo*400-6CW*J铝硅合金心金属型4630-720YOO-80OP锯音痢3惡韦GDtl=2W%)砂型卫1043420P'硅黄铜(Q話5%-4,口砂型d11001000、合金的流动性1.流动性 流动性是指熔融金属的流动能力。合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸 型中，在相同的浇注条件下，合金的流动性愈好，所浇出的试样愈长。2.流动性的影响因素 1)合金的种类不同种类的合金，具有不同的螺旋线长度，即具有不

3、同的流动性。其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。2)化学成分和结晶特征 纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻力较小，所以流动性好。在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝 状晶体的两相区。凝固温度范围越宽，贝腋状晶越发达，对金属流动的阻 力越大，金属的流动性就越差。(2)工艺条件较高的浇注温度能使金属保持液态的时间延长，并且能降低金属液的粘度，从而提高流动性；浇注时浇注压力越大，流速就越大，也可以达到提高流动性的目的；铸型对液态金属的流动性也有一定的影响，金 属

4、在干砂型中的流动性优于湿砂型，在湿砂型中的流动性优于金属型。2、流动性对铸件质量的影响金属液的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件；若流动性不好将岀现铸件缺陷。(1) 浇不到与冷隔浇不到是指铸件残缺或可能轮廓不完整，或可能铸件完整，但边角圆且光亮，这种缺陷常岀现在远离浇口的部位以及薄壁处，如图 a所示。冷隔是指在铸件上穿透或不穿透，边沿成圆角状缝隙的一类缺陷。冷隔多岀现在薄壁处、金属流汇合处、激冷部位等。(2) 气孔与夹杂物合金的流动性差，则粘度大，熔融金属中的气体和夹杂物不便上浮和排除，容易形成气孔、夹杂物一 类铸件缺陷.气孔是指内表面比较光滑，一般为圆形、椭圆

5、形的孔洞。通常不露岀铸件表面。夹杂物是指在 铸件内或表面上存在的与基体金属成分不同的质点类缺陷，常见的有砂、渣、氧化物、硫化物等。二、金属的收缩性收缩性是指液态金属在凝固并冷却到室温过程中，产生的体积和尺寸减小的特性。金属的收缩性可分 为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。液态收缩是指金属在液态时由于温度降低而产生的体积收缩； 凝固收缩是指熔融金属在凝固阶段所产生的体积收缩；固态收缩是指金属在固态由于温度降低而产生的体 积收缩。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔的根本原因，固态收缩是产生变形和裂纹的根本原因。1、影响收缩性的因素(1)化学成分化学成分是影响收缩性的根本原因，几种常见合金的收缩率

6、，见下表。可以看岀，灰铸铁的收缩率最小。这是因为合金在冷却过程中结晶岀密度较小的石墨相时，产生的体积膨胀抵消了部分收缩。表14-2几种常见合金的收缩率含金种类卢灰铝含鈔Q.9-1.3-P2.40.9-1.51.4-2.3体收鼎率卞体收網率约尊于线收縮率的3倍Q(2)工艺条件合金的浇注温度超高，液态收缩越大，为减少收缩，浇注温度不宜过高。合金在铸型中冷却时的收缩会受到铸型甚至铸件本身的影响，使实际收缩量小于自由收缩量，铸型的强度越高，铸件的结构越复杂, 则对自由收缩的影响越大。2、收缩性对铸件质量的影响(1)缩孔和缩松缩孔是指铸件在凝固过程中，由于补缩不良产生的孔洞。缩孔的形成过程如图14- 1

7、2所示.熔融金属填满型腔后沿内壁形成一层硬壳，在进一步冷却的过程中，由于硬壳内金属液态收缩和凝固收缩的结果导 致液面下降，随着温度的降低，凝固硬壳不断加厚，最后凝固的教学内容及步骤：金属由于得不到液态金属的补缩，凝固结束时，在铸件上部形成缩孔.缩松是指铸件断面上岀现的分散而细小的缩孔。缩松的形成过程如下图所示。铸件有缩松的部位，在 气密性试验时可能渗漏。缩孔和缩松降低了铸件的力学性能。因此，应合理设计铸件的结构，尽量避免铸件上的局部金属积聚;让缩孔转移到冒口中去。冒口是指铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔，防止铸件内产生缩孔的根本 措施是顺序凝固，即使铸件按规定的方向，从一部分到另一部分逐渐凝固的过程，通常向着冒口的方向凝 固，图14- 14为通过设置冷铁、冒口而实现顺序凝固的示意图。冷铁本身不起补缩作用，只能增加铸件局 部冷却速度。(2)变形和裂纹铸件在固态收缩的过程中，由于各部分冷却速度不同，将引起不均衡收缩，不均衡收缩产生的应力称 为铸造热应力。铸造热应力是铸