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2023-06-26
合金铸造性能优化探究
【摘要】：合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能称为合金的铸造性，合金的铸造性主要包括流动性、收缩性、偏析和吸气性等。铸件的质量与合金的铸造性能密切相关，其中流动性和收缩性对铸件的质量影响最大。图4-2铁碳合金的流动牲与碳的质量分数的关系4.1.2.2合金的充型能力充型能力是指液态金属充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状完整的铸件的能力。
合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能称为合金的铸造性，合金的铸造性主要包括流动性、收缩性、偏析和吸气性等。铸件的质量与合金的铸造性能密切相关，其中流动性和收缩性对铸件的质量影响最大。
4.1.2.1 合金的流动性
液态合金本身的流动能力称为合金的流动性。合金的流动性差，铸件容易产生浇不足、冷隔、气孔和夹杂等缺陷。合金流动性好，则充型能力强，便于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件，有利于液态金属中的气体和非金属夹杂物的上浮，有利于对铸件进行补缩。
化学成分对合金流动性的影响最为显著。纯金属和共晶成分的合金由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，因此，对液态合金的流动阻力较小。同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好。其他成分的合金是在一定温度范围内结晶的，由于初生树枝状晶体与液态金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降。
铁碳合金的流动性与碳的质量分数之间的关系如图4-2所示。从图4-2可以看出，亚共晶
髙铸铁随着碳的质量分数的增加，结晶温度区间减小，流动性逐渐提 ，越接近共晶成分，合金流动性越好。
图4-2 铁碳合金的流动牲与碳的质量分数的关系
4.1.2.2 合金的充型能力
充型能力是指液态金属充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状完整的铸件的能力。若充型能力不强，则易产生浇不到、冷隔等缺陷，造成废品。
合金的充型能力除了受合金本身流动性的影响外，还受到很多工艺因素的影响。
1. 合金的浇注条件
髙
提高合金的浇注温度和浇注速度，增大静压头的高度都会使合金的充型能力提 ，但浇注温度太高，将使合金的收缩量增加，吸气增多，氧化严重，铸件会产生严重的粘砂和胀砂缺陷。因此，每种合金都有一定的浇注温度范围，一般铸钢的浇注温度为1 520～1 620 °C，铸铁的浇注温度为1 230～1 450 °C，铝合金的浇注温度为680～780 °C。
2. 合金的铸型特点
铸型材料的导热性越好，液态合金的冷却速度越快，合金的流动性越差。当铸型的发气量大、排气能力较低时，合金的流动受到阻碍，会使合金的充型能力下降。浇注系统和铸型的结构越复杂，合金在充型时的阻力越大，充型能力也会下降。
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