第三章金属液态砂型成形工艺.pptVIP

力的平衡： 金属液能够渗入砂型微孔的临界压力为 ： 渗入条件： 渗入条件： 工业纯铁对有关材料的润湿角： 氧化性气氛 弱氧化性气氛 中性气氛 石英砂 52° 83° 110° 镁 砂 92° 107° 113° （2） 影响因素 金属液凝固时间 砂型特点 界面特性 金属液静压力 浇注温度高 铸件热节大 激冷能力差，发气量小 微孔尺寸大 表面张力 界面润湿性 热作用时间长 易粘砂 易粘砂 铸件高度 浇注位置 （3） 防治措施 缩小砂型孔隙 缩短热作用时间 加附加物 调整金属液静压力 使用细砂 提高紧实度 刷涂料 控制浇注温度 铸型表面使用激冷材料 改善界面润湿条件 适当增加发气量 煤粉、重油、煤泥（铸铁件） 3. 化学粘砂 化学粘砂是铸钢件和大型铸铁件容易产生的铸造缺陷，一般分为易剥离型和难剥离型。 （1） 粘砂层结构 Fe3O4 Fe2O3 FeO 粘砂层 = 金属氧化层 + 烧结层（低熔点化合物） 金属氧化层 在不同的浇注条件下（铸件材质、铸型种类），各种氧化铁的相对含量不同。 如果界面氧化性气氛很强，则由低价转化为高价氧化铁的量就多 。 三种氧化铁的性能： 氧化物 熔点 ℃ 组织 对石英的润湿性 结晶时 体积变化 FeO 1370 致密 润湿 小 Fe3O4 1590 疏松 不润湿 大 Fe2O3 1600 疏松 不润湿 大 正硅酸铁（2FeO.SiO2） 晶体 粘砂层 = 金属氧化层 + 烧结层（低熔点化合物） 烧结层 硅酸铁 FeO与造型材料发生反应，可生成： 其它尚有MnO、Na2O与硅酸铁形成的多元化合物。 上述各种硅酸铁的含量与铸件冷却速度有关。 （1） 粘砂层结构 偏硅酸铁（FeO.2SiO2） 晶体 玻璃状硅酸铁（mFeO.nSiO2） 玻璃体 化学粘砂的形成包括两部分： 1 粘砂层的形成；2 粘砂层与铸件的结合 金属液的表面氧化 与砂粒： 与粘土： 金属氧化物 （2） 形成机理 金属氧化物易于向砂型空隙中渗透，并与砂粒、粘结剂反应形成化合物： 粘砂层的形成 粘砂层的形成 粘砂层与铸件的结合 粘砂层的结合部位有两处: 铸件与氧化层， 氧化层与烧结层 氧化层的作用 可将氧化层分为三层： 薄（氧化气氛弱）－→II、III层薄 厚（氧化气氛强） －→II、III层厚 氧化层 分界厚度为h临 h临为粘砂的临界厚度（约为100 μm） 氧化层与金属的连接强度与下列因素有关： 氧化层厚度 氧化层密度 氧化层化学成分 h临：粘砂层（烧结层）易清除 （II、III层断开） h临：粘砂层（烧结层）不易清除 氧化层厚度 烧结层的作用 所以，即使氧化层很薄，但低熔点化合物（烧结层）冷却后形成玻璃体，也可使化学粘砂层清理掉，获得光滑表面的铸件。 （3） 防治措施 控制金属氧化层 减少氧化： 促进氧化： 加形成还原性气氛的附加物 （煤粉、重油、沥青等） 加氧化剂、氧化铁粉 控制烧结层 减少渗透： 形成玻璃体： 加不润湿材料（煤粉） 增加熔体过冷度（快冷、加附加物） 降低浇注温度 使用非石英质砂 刷非石英质涂料 本次课结束 谢谢大家 注意：不是铸型受热温度愈高热压应力愈大。 因为热压应力是铸型膨胀量和铸型韧性的函数，当温度升高时，虽然膨胀量大，但韧性变好，反而使压应力小于低温的。 二、 膨胀类缺陷 由于砂型受热膨胀而引起的铸件缺陷主要有： 夹砂结疤、鼠尾、毛翅 1. 夹砂结疤和鼠尾 湿型铸造中最常发生的缺陷。 形成部位 夹砂结疤 鼠 尾 型腔下平面、浇冒口附近 型腔上平面、浇冒口附近 （1）特征 根据缺陷形成的不同阶段，具有下列特征： 鼠尾——型壁表面呈带状翘起，但不破裂 沟槽——型壁表面呈带状凸起，但不破裂 夹砂——凸起后破裂，但不折断 结疤——破裂后折断 （2）形成机理 在浇注过程中，砂型表层被金属液烘烤加热（主要是热辐射），使砂型里外层之间产生温度差，导致： 水分迁移形成水分凝聚区； 砂型里外层膨胀量不同且受阻而形成较大的表层（烘干层）热压应力。 砂型受热（形成温度梯度） 水分迁移（形成M区） 砂型膨胀（形成D区热压应力） D区M 区产生相对滑移趋势 鼠尾 当M 区抗拉强度低时 D区 凸起 开裂 折断 沟槽 夹砂 结疤 当D区应力 〉M 区剪切应力时 D区边缘翘起 夹砂结疤倾向∝ D区热压应力 M区抗拉强度（热湿拉强度） 出发点：提高砂型的热湿拉强度和降低热压应力。 （3）防止措施