金屬液與鑄型的相互作用
時間：2016-08-17作者：吳橋盈豐鋼結構鑄鋼件制造有限公司瀏覽：223
金屬液在充填鑄型和凝固過程中，與鑄型發(fā)生熱的、物理的、化學的和機械的作用。由于這些作用，鑄件可能產生夾砂、砂眼、氣孔、粘砂、表面氧化或脫碳等鑄造缺陷。
1. 熱作用
1） 鑄型水分遷移和鑄型強度的變化 砂型表面層中的水分受熱蒸發(fā)后，在砂型內層的空隙中凝結，并由溫度高處向低處移動，鑄型強度隨之發(fā)生變化
2） 鑄型產生膨脹和應力變形 鑄型被加熱時的膨脹和應力不僅與鑄型本身的材質、加入的黏結劑和附加物的種類有關，同時與加熱溫度、加熱速度以及膨脹時的外界條件等因素有關。當砂型表面層受熱膨脹而產生的熱應力**過水分凝聚區(qū)的熱濕強度時，砂型表層拱起開裂，是造成鑄件夾砂的主要原因。
型砂中加入煤粉、渣油、木屑等物質可提高砂型的退讓性，降低熱壓應力；采用鈉基膨潤土或將鈣基膨潤土進行活化處理可提高型砂的熱濕拉強度。
2. 物理、化學作用
金屬液與鑄型之間的物理、化學作用表現為，鑄型中水分蒸發(fā)和有機物燒失、碳酸鹽分解等而產生大量的氣體；金屬液滲入鑄型表面空隙；金屬液與鑄型材料在高溫下發(fā)生化學反應而形成低熔點的化合物等。這些作用使鑄件產生氣孔、粘砂以及鑄件表面氧化或脫碳等缺陷。
1） 皮下氣孔 濕型鑄造薄壁碳鋼、球墨鑄鐵和銅合金鑄件時，易在表面下1~2MM處產生直徑1~3MM、長2~10MM的皮下氣孔。
碳鋼鑄件產生皮下氣孔的原因是，鋼液與水蒸氣接觸生成氫和氧化鐵，一部分氫擴散進入鋼液，外層氫的濃度增加，氧化鐵與碳發(fā)生反應生成的一氧化碳不溶于鋼液，在凝固的金屬和夾雜物表面集聚成為氣泡的核心。鋼中的氫不斷析出，并進入一氧化碳氣核中，使氣泡沿晶體方向長大，形成下氣孔。
防止碳鋼鑄件產生氣孔的方法是，鋼液充分脫氧、去氣；加鋁脫氧時，鋁量要有適當余量；嚴格控制型砂的水分，必要時采用干型或表干型。
2） 粘砂 按鑄件表面粘砂形成過程的不同，可分為機械粘砂、化學粘砂和熱粘砂。實際上，鑄件表面粘砂往往同時具有這三種類型的粘砂特征。
澆注溫度高、金屬液對鑄型的濕潤性大、金屬液的靜壓力高以及砂型表面空隙度大等，是產生粘砂的重要原因?？刹扇¤T型表面涂刷涂料、提高砂型緊實度和盡可能降低澆注溫度等措施來防止粘砂。
金屬液在澆注過程中形成的氧化亞鐵（FeO）與鑄型材料反應形成低溶點的熔融硅酸鐵，潤濕硅砂粒而滲入砂型（芯）表面空隙，產生化學粘砂?？稍谛蜕爸屑尤朊悍?、渣油、有機黏結劑等能燃燒形成還原性氣氛的附加物，以減少金屬氧化，減輕粘砂程度。
原砂的燒結點低或粘土加入量過多的鑄型，在澆注溫度過高、鑄件厚度過大的情況下，型腔表面易在高溫下燒結，生成熱粘砂層。防止熱粘砂的主要措施是，采用耐火度高的鋯砂、鎂砂、鉻鐵礦砂等配制的面砂或以涂料涂覆型腔表面。
3. 機械作用
型腔表面砂粒或涂料層在流動的金屬液摩擦或動壓力作用下脫落，此種散落物如留在鑄件中，則造成砂眼、渣氣孔、多肉等缺陷。
為防止沖砂，除提高砂型表面強度外，應合理設計澆注系統(tǒng)。