金屬凝固收縮時(shí),由于金屬液未對(duì)鑄件有效補(bǔ)縮而產(chǎn)生的缺陷被稱(chēng)為收縮缺陷,包括縮孔、縮松、縮陷、縮沉等。
1、特征
① 縮孔:在鑄件上有形狀極不規(guī)則的孔,孔壁粗糙并帶有枝狀晶,稱(chēng)縮孔缺陷。多出現(xiàn)在鑄件most后凝固部位。
② 縮松:鑄件斷面上有分散而細(xì)小的縮孔,有時(shí)借助放大鏡,稱(chēng)縮松缺陷。如用低壓鑄造生產(chǎn)鋁活塞時(shí),有時(shí)在活塞頂部出現(xiàn)縮松。
③ 疏松:鑄件緩慢凝固區(qū)出現(xiàn)的很細(xì)小的孔洞。分布在枝晶內(nèi)和枝晶間,是彌散性氣孔、顯微縮松、組織粗大的混合缺陷,使鑄件致密性降低,易造成滲漏。
④ 縮陷:鑄件的厚端面或斷面交接處上平面的塌陷現(xiàn)象。縮陷的下面有時(shí)有縮孔,縮陷有時(shí)也出現(xiàn)在內(nèi)縮孔的附近。
⑤ 縮沉:使用水玻璃石灰石砂型生產(chǎn)鑄件時(shí)產(chǎn)生的一種鑄件缺陷,其特征為鑄件斷面尺寸脹大。
⑥ 縮裂:由于鑄件補(bǔ)縮不當(dāng)、收縮受阻或收縮不均勻而造成的裂紋。可能出現(xiàn)在剛凝固之后或在更低的溫度。
2、產(chǎn)生原因
縮孔和縮松形成的原因:金屬液在凝固過(guò)程中,由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮,即體積收縮造成的體積虧損得不到補(bǔ)償,即得不到補(bǔ)縮,往往在鑄件most后凝固的部位出現(xiàn)孔洞。與一般重力澆注不同,低壓鑄造是從下向上充型,澆口在下部。為使鑄件得到足夠的補(bǔ)縮,就必須形成自上而下的順序凝固,即遠(yuǎn)離澆道處先凝固,澆道處most后凝固,否則就會(huì)產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。
3、防止措施(同時(shí)凝固或順序凝固)
由于低壓鑄造、差壓鑄造都是反重力鑄造,重力時(shí)刻都在妨礙補(bǔ)縮,因而無(wú)論對(duì)于砂型鑄造還是金屬型鑄造、無(wú)論對(duì)于同時(shí)凝固還是順序凝固的鑄件,液面加壓控制系統(tǒng)質(zhì)量的好壞,都是決定鑄件致密性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。尤其是對(duì)于薄壁件金屬型鑄造,凝固時(shí)間本來(lái)就不長(zhǎng)。當(dāng)充型到型頂時(shí)液態(tài)金屬中固相分?jǐn)?shù)已經(jīng)占有相當(dāng)大的比例,此時(shí)應(yīng)立即急速升壓,以便克服重力的負(fù)作用,進(jìn)行補(bǔ)縮。這時(shí)鑄件致密性是極為關(guān)鍵的時(shí)刻。目前有些液面加壓控制系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻仍舊按充型速度緩慢加壓,還有些控制系統(tǒng)則更糟,它們?cè)趬毫Φ蜁r(shí)還能正常升壓,但壓力越高升壓速度也越慢。即所謂開(kāi)口向下的拋物線充型。
當(dāng)液態(tài)金屬凝固已基本結(jié)束,控制系統(tǒng)才將增壓補(bǔ)縮的壓力升起,顯然為時(shí)已晚,這對(duì)鑄件的致密度不會(huì)起到良好的作用。生產(chǎn)中有時(shí)補(bǔ)縮壓力已經(jīng)很高(可達(dá)0.2MPa),但鑄件仍有縮松缺陷,致使打壓滲漏率太高。在補(bǔ)縮通道合理時(shí),這主要是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)增壓的時(shí)機(jī)沒(méi)控制好,而不是所謂“補(bǔ)縮壓力大小對(duì)鑄件致密性影響不大”的錯(cuò)誤說(shuō)法,例如:某廠試生產(chǎn)一種較大的薄壁件,試制兩年多沒(méi)鑄出合格的鑄件,毛病出在鑄件縮松多,致密性差,打壓滲漏嚴(yán)重。當(dāng)將老式的液面加壓控制系統(tǒng)換成閉環(huán)反饋的“CLP-3”型低壓鑄造液面加壓控制系統(tǒng)后,情況大變,原工藝沒(méi)有大改動(dòng),就生產(chǎn)出合格的鑄件。