铸造缺陷(3)VIP免费

3、膨胀缺陷（1）定义：浇注金属时，砂型（芯）表面层受热而发生膨胀和强度的变化，因此而引起的铸件缺陷，统称为膨胀缺陷。（2）分类：湿砂型时，主要产生夹砂、结疤和鼠尾缺陷；有机物粘结剂的砂型或砂芯中产生的毛刺缺陷。（3）夹砂夹砂缺陷在类型上有两种：夹砂与结疤，如图8-4所示。型砂的膨胀与其矿物组成及紧实程度有关：1）硅砂的膨胀随温度的升高而不断增大，在573℃温度时，发生β-石英向α-石英的转变，线膨胀总量达1.375%，这种膨胀又称“低温膨胀”。2）型砂紧实度不太高时，砂粒间孔隙大，砂型受热砂粒“低温膨胀”时可以无阻地自由微观膨胀，砂型的宏观膨胀就小，犹如砂型能自行适应和吸收“低温膨胀”；如型砂的紧实度较大，砂型的受热膨胀受阻，会导致砂型宏观膨胀增大，出现膨胀缺陷的可能性增大。3）解释“膨胀缺陷”的“膨胀-应力理论”认为：膨胀缺陷经过三个阶段。即：a.砂型表面受热迅速膨胀，b.砂型表层脱离砂型本体而凸起，c.砂型表层（干砂层）破裂、金属侵入而造成夹砂。夹砂产生倾向=铸型表层膨胀力/高湿度弱砂带强度。高湿度弱砂带的热湿拉强度越低，产生夹砂的倾向越大。提高型砂热湿拉强度的作用对防止夹砂，效果好。（4）鼠尾鼠尾的形成过程如图8-7所示。它常出现在铸件的平面上，特别是铸件的下平面上。消除鼠尾的根本措施是：减少膨胀力，可在型砂中加入减少砂型膨胀量的附加物，最有效的是加入纤维物和木屑。1（5）毛刺由于砂型（芯）受热膨胀导致开裂成缝，金属液渗入缝中所形成的刺状金属突起物，称为毛刺。砂型（芯）的工作表面开裂缝呈网状时，所形成的网状金属毛刺称为脉纹。硅砂的受热膨胀，是产生毛刺与脉纹的根本原因。型砂组成不合理（如颗粒筛号比较集中）会增加砂型的宏观膨胀量；铸铁的碳、硅和磷含量高，金属液的流动性好，都会加剧铸件表面的毛刺量；砂型局部过热，冒口太接近砂芯头部位等都易使砂型（芯）开裂成缝而形成毛刺。为了防止毛刺，要求浇注时，芯砂或型砂有较高的热变形量。砂型热变形量过低时，可采用下列措施改进：1）控制细粉含量，使之低于8%~12%；2）加木屑1~2%；3）对水分和型（芯）砂混碾质量应严加控制；等等。4、充填缺陷金属液充填铸型型腔时，充填得不完整，或金属液机械冲击或冲刷而导致铸型损坏所产生的铸件缺陷，称为充填缺陷。充填缺陷可分为：金属液流动缺陷、金属液机械致损缺陷两类。（1）金属液流动缺陷流动缺陷是指：金属液充填铸型型腔不完整，造成的铸件缺陷。流动缺陷主要包括：冷隔、皱皮与皱纹、浇不到、飞翅等。1）冷隔：冷隔呈“裂纹”状缝隙，但缝隙带有圆角的棱边，如图9-5所示。产生冷隔的原因是：金属液流动能力弱、浇注速度过慢、型腔内空气未驱赶尽。消除措施包括：提高浇注温度、增加金属液的流动性、改进浇注系统和排气能力。2）皱皮与皱纹：铸件整个表面布满绵延不绝的皱纹，这种表面缺陷称为皱皮。如图9-8、图9-9c所示。合金中有易氧化的元素，如Mn、Si且含量较高时（象硅锰低合金钢ZG20、MnSi），极易形成皱纹，又称水平流痕。其形成过程为：a.在钢液的充型过程中，随着型腔内上升液面温度的降低液面形成氧化膜，液面继续上升使氧化膜粘附于型壁上，钢液面漫过氧化膜留下痕迹；b.当液面温度下降到凝固温度范围时，液面结壳，更严重地阻碍型腔内液面的上升运动，但型腔内液面克服阻力，突破液面壳之阻力漫过它继续上升，结果在“金属/铸型”界面上留下痕迹，即：皱纹。铸钢薄壁件表面上易出现的这种皱纹缺陷，其防止的根本措施为：提高钢液在型腔内的上升速度（不低于18mm/s）；采用还原性气氛保护上升的金属液面，使型腔中CO/CO2、H2/H2O的比值增大。3）浇不到：铸件不完整（如图9-10所示），有停止流动的流头残迹。浇不到缺陷形成的主要原因是：浇注温度不够、浇道过小，金属时排气孔数量不够。消除浇不到缺陷的措施有：提高浇注温度、加大浇道尺寸、改进排气系统。4）飞翅：垂直于铸件表面上的薄片状金属突出物，称之为飞翅，或称披缝。飞翅缺陷形成的主要原因是：上、下分型面或铸型芯座与砂芯芯头之间的装配间隙过大，浇注时造成液态金属钻入缝隙中。消除飞翅缺陷的措施有...