毛坯鑄造鑄件的冷卻過程會出現(xiàn)哪些變化？

2020-10-14 19:52:29

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　　毛坯鑄造造缺陷有很多預(yù)防方法，其中在鑄鐵件的生產(chǎn)過程中，鑄鐵件經(jīng)常會發(fā)生各種不同的鑄造缺陷，如何防止這些缺陷發(fā)生，一直是鑄件生產(chǎn)廠關(guān)注的問題。鑄造在澆注初期，特別是在金屬液剛接觸泡沫塑料的瞬間，由于模樣材料氣化所產(chǎn)生的大量氣體。盡可能選用底注包，底注包金屬液的熱損失小、壓頭大，澆注，渣子浮在金屬液上表面，澆注鋼水比較干凈。受設(shè)備條件限制，對一些要求不高或一般中小機床鑄件亦可用轉(zhuǎn)包澆注。操控型砂或芯砂中發(fā)氣物質(zhì)的含量，濕型砂的含水量不能過高，造型與修模時脫模劑和水用量不宜過多。砂芯要確定烘干，烘干后的砂芯不宜存放太長時間，隔天運用的砂芯在運用前要回爐烘干，以防砂芯吸潮，不運用受潮、生銹的冷鐵和芯撐等。

　　毛坯鑄造件在鑄造完成后是有個冷卻的過程，其中的冷卻過程中會出現(xiàn)應(yīng)力的變化，鑄件中具有固態(tài)相變的合金，當新舊相比容差別大，切相變應(yīng)力符號和熱應(yīng)力符號相同時，兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果，調(diào)質(zhì)圓鋼可能導(dǎo)致鑄件開裂、變形，所以無論是臨時相變應(yīng)力還是殘余相變應(yīng)力都應(yīng)注意研討，盡量影響。

　　1、當鑄件薄壁部分發(fā)生固態(tài)相變時，厚壁部分還處于塑性狀態(tài)，若相變時新相的比容大于舊相的比容，則相變時薄壁部分膨脹，而厚壁部分受到塑性拉伸，結(jié)果鑄件內(nèi)部只產(chǎn)生很小的拉應(yīng)力，且隨時間延長而逐漸消失。

　　2、如果鑄件相變溫度低于臨界溫度，而且鑄件各部分溫差較大，各部分相變時間不同時，則會引起宏觀相變應(yīng)力，由于相變時間不同，相變應(yīng)力可能成為臨時應(yīng)力或殘余應(yīng)力。

　　3、但如果鑄件各部分溫度一致，固態(tài)相變時發(fā)生則不可能產(chǎn)生宏觀應(yīng)力，而只能有微觀應(yīng)力。當相變溫度高于塑一彈性轉(zhuǎn)變的臨界溫度時，相變時合金處于塑性狀態(tài)，即使鑄件的各部分有溫度存在，所產(chǎn)生的相變應(yīng)力也不大，并會逐漸減小乃至消失。

　　4、鑄件的冷卻過程其實是一個很特的過程，有的要經(jīng)歷合金的固態(tài)相變，相變時金屬的比較發(fā)生變化，比如說碳鋼由δ相向γ相轉(zhuǎn)變體積縮小，γ相發(fā)生共析轉(zhuǎn)變時，體積增大。

　　5、這種情況下如果鑄件繼續(xù)冷卻，厚壁部分發(fā)生相變而增大體積，由于已處于彈性狀態(tài)，薄壁部分將被內(nèi)層彈性拉伸，而形成拉應(yīng)力。而厚壁部分被外層彈性壓縮而形成壓應(yīng)力，在這種條件下，殘余相變應(yīng)力和殘余熱應(yīng)力符號相反，可以互相抵消。

　　6、當鑄件薄壁部分放生固態(tài)相變時，厚壁部分已處于彈性狀態(tài)，若新相比容大于舊相，則厚壁部分受彈性拉伸形成拉應(yīng)力，而薄壁部分被彈性壓縮形成臨時壓應(yīng)力。

　　7、這時相變應(yīng)力符號和熱應(yīng)力符號相同，即應(yīng)力疊加。鑄件繼續(xù)冷卻至厚壁部分發(fā)生相變時，比容增大發(fā)生膨脹，使前一段所形成的相變應(yīng)力消失。

　　毛坯鑄造零件的材料基本決定了毛坯的種類，對于青銅、鑄鐵材料的工件，普遍采用鍛件毛坯；形狀簡單的鋼質(zhì)工件，且力性能要求不高時，可選用型材毛坯；而對于重要的，且力學(xué)性能要求高的鋼制工件，則應(yīng)選用鍛件毛坯。于復(fù)雜形狀的毛坯，常用的都是鑄造的方法。而薄壁類的工件則除外，對于大型工件可以采用砂型鑄造的方法。對于大尺寸的零件也會采用自由鍛造的方法，而中小型的才會選擇模鍛件，小型零件則弄成整體毛坯。

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