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    機(jī)床鑄件講解熱裂紋形成的原因

    2019-01-23 08:36:44

    機(jī)床鑄件講解熱裂紋形成的原因

    形成熱裂紋的理論原因和實(shí)際原因很多,但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時(shí)期鑄件的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。

    液體金屬澆入到鑄型后,熱量散失主要是通過型壁,所以,凝固總是從鑄件表面開始。當(dāng)凝固后期出現(xiàn)大量的枝晶并搭接成完整的骨架時(shí),固態(tài)收縮開始產(chǎn)生。但此時(shí)枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜(液膜),如果鑄件收縮不受任何阻礙,那么枝晶骨架可以自由收縮,不受力的作用。

    當(dāng)枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時(shí),不能自由收縮就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其材料強(qiáng)度極限時(shí),枝晶之間就會(huì)產(chǎn)生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢,而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時(shí)流入拉裂處并補(bǔ)充,那么鑄件不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。相反,如果開裂處得不到金屬液的補(bǔ)充,鑄件就會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。
    由此可知,寬凝固溫度范圍,糊狀或海綿網(wǎng)絡(luò)狀凝固方式的合金容易產(chǎn)生熱裂。

    隨著凝固溫度范圍的變窄,合金的熱裂傾向變小,恒溫凝固的共晶成分的合金不容易形成熱裂。熱裂形成于鑄件凝固時(shí)期,但并不意味著鑄件凝固時(shí)必然產(chǎn)生熱裂。主要取決于鑄件凝固時(shí)期的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。鑄件凝固區(qū)域固相晶粒骨架中的熱應(yīng)力,易使鑄件產(chǎn)生熱裂或皮下熱裂;外部阻礙因素造成的收縮應(yīng)力,則是鑄件產(chǎn)生熱裂的主要條件。處于凝固狀態(tài)的鑄件外殼,其線收縮受到砂芯、型砂、鑄件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻礙,外殼中就會(huì)有收縮應(yīng)力(拉應(yīng)力),鑄件熱節(jié),特別是熱節(jié)處尖角所形成的外殼較薄,就成為收縮應(yīng)力集中的地方,鑄件容易在這些地方產(chǎn)生熱裂。

    熱裂紋產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在工藝和鑄件結(jié)構(gòu)方面其中有:鑄件壁厚不均勻,內(nèi)角太?。淮罱硬课环植嫣啵T件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮;澆冒口系統(tǒng)阻礙鑄件正常收縮,如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強(qiáng)度很高,限制了鑄件的自由收縮;冒口太小或太大;合金線收縮率太大;合金中低熔點(diǎn)相形成元素超標(biāo),鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高;鑄件開箱落砂過早,冷卻過快。


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