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铸型/铸件界面处激冷层-铸型材质金相显微镜




来源:yiyi
时间:2016-10-5 0:21:06

铸型/铸件界面处激冷层-铸型材质金相显微镜


    气体缺陷形成机理
    根据铸件内气体缺陷的形成原因,可划分为析出性气孔、反应
性气孔和卷入性气孔。非真离心铸造对于铸型强度要求较高,采用
较多的铸型材质是金属,如钢、铜等,从而产生较高的冷却速度,
且金属液与铸型之间的压力作用也明显大于静态浇铸。因此,在铸
件横截面上形成的析出性气孔往往体积很小,数量也很少。如果
备料过程中对原始炉料成分控制比较严格,所浇铸铸件尺寸比较小
,金属型的强导热能力将使铸件的凝固在很短时间内完成,于是,
金属液在凝固过程中析出气体分子,较终在铸件内部形成析出性气
孔的可能性很小。
    铸型/铸件界面处激冷层的存在,阻碍了铸型内壁处高温金属
液和铸型之间发生反应生成气体并侵入到铸件内部,形成侵入性气
孔。同时,也不具备形成气孔的压力条件。
    如果熔炼过程在真空状态下完成,炉料所吸附的油脂和水蒸气
等易挥发物质,大部分在炉料熔化之前就已经由真空泵抽出,保护
性气体(如氩气)的采用为炉料上吸附杂质的去除提供了可靠的保障
,并使金属液内的N,H和0元素含量很低,析出性气孔对于铸件性
能的影响是可以忽略的。因此,可以判定离心铸件内的气体缺陷,
主要是由于浇铸和充型过程中环境气体的卷人造成的。
    对于非真离心铸造过程,形成气体缺陷的一个主要原因是铸型
结构设计的不合理。金属液进入型腔后,对中心浇道底部的强烈冲
击作用可能卷入环境中的气体,并将这部分气体封闭于金属液中带
入到型腔内。这种气孔一般位于型腔的中部或末端,可以通过改
进铸型结构设计得到较好的解决。
    对于水平放置的圆管,气体缺陷形成的另一个原因是由于离心
力场下金属液填充过程的特殊性造成的。金属液对型腔的填充从末
端开始,在金属液到达型腔末端之前,型腔始终处于未充满状态。
整个填充过程中,型腔入口处始终处于封闭(完全充满)状态,将在
型腔内部形成一定的封闭空间,充型过程的不同阶段。随着型腔的
不断充满,金属液反向填充自由表面持续向人口处运动,这部分封
闭气体将不断地被压缩。此时,型腔内的未充满空间逐渐变小,型
腔即将充满时,在人口处形成一定体积的气体封闭区域。随着封闭
区域气体压力的不断升高而不能及时从型腔中排出时,便被封闭在
金属液中形成相对稳定的气孔。因此,由于离心力场下金属液充型
过程的特殊性造成气体封闭而形成的气孔,一般位于型腔的人口附
近。

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