離心鑄造中合金液凝固特點

銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程離心鑄造理論——

離心鑄造中合金液凝固特點

離心鑄造中合金液凝固特點離心力對合金液的凝固有著重要的影響，從而使得離心鑄件的晶粒較細，組織比較致密，力學性能明顯提高。離心力對其有利的影響可歸納為三個方面。

1.離心力有利于液態(tài)合金的順序凝固

2.離心力能增強液態(tài)合金的補縮作用

3.離心鑄型橫斷面上液態(tài)合金的相對運動有利于晶粒細化四、合金凝固特點（1）離心力有利于液態(tài)合金的順序凝固

a)先析出重度大的晶粒分析：離心力的作用使液態(tài)合金中的對流作用加劇，把析出的晶粒（重度比液態(tài)大）帶向鑄件的外壁，而自由表面則集聚著較輕的合金液，這樣使鑄件的凝固由外壁向內(nèi)層順序進行。所以在鑄造空心鑄件時，若鑄型轉(zhuǎn)速選擇適當，則合金液有足夠大的有效重度，使合金液的凝固按照一定的方向進行，確保自由表面最后凝固。結(jié)論：離心鑄件內(nèi)一般不會有縮松和縮孔等缺陷，合金收縮最終表現(xiàn)為自由表面半徑r0的擴大?！?/p>

b)先析出重度小的晶粒分析：但對于先析出的晶粒，當其重度小于液態(tài)合金時（例如過共晶鋁硅合金）。其結(jié)果常常相反。這類合金在離心鑄造中先析出的固相集中于自由表面，結(jié)晶凝固是由內(nèi)、外兩面同時進行的。夾在兩凝固層中的合金液在離心力作用下向外圓集中，因而在內(nèi)表層下有可能產(chǎn)生縮孔和縮松。轉(zhuǎn)速愈高，這種現(xiàn)象愈顯著。結(jié)論：對于這類合金應(yīng)盡可能采用較低的澆注溫度、澆注速度和鑄型轉(zhuǎn)速。（2）離心力能增強液態(tài)合金的補縮作用在離心力場中液態(tài)合金具有較大的有效重度以及較大的活動能力，有可能克服凝固晶粒間的毛細管阻力，對顯微縮松進行補縮，從而可獲得致密的鑄件。

（3）離心鑄型橫斷面上液態(tài)合金的相對運動有利于晶粒細化分析：液態(tài)合金澆注到旋轉(zhuǎn)的鑄型以后，由于慣性的作用，液態(tài)合金不能以相同的轉(zhuǎn)速隨鑄型旋轉(zhuǎn)而落后于鑄型。越是靠近自由表面的液態(tài)合金層(內(nèi)層)，其轉(zhuǎn)速越小，從自由表面至型壁間各層液態(tài)合金就有一個速度差。結(jié)果使得內(nèi)外層液態(tài)合金間產(chǎn)生相對滑動。尤其是用金屬型澆注，在澆注過程中就有結(jié)晶發(fā)生，那么在結(jié)晶生長面上相對滑動的液態(tài)合金就阻礙了樹枝狀結(jié)晶的發(fā)展，從而能使晶粒細化。澆注后經(jīng)過一段時間，液態(tài)合金得到與鑄型相同的轉(zhuǎn)速，此時內(nèi)、外層的相對滑動消失，細化晶粒的作用就停止。但在鑄型轉(zhuǎn)速愈高，離心力愈大時，液態(tài)合金的相對運動愈小，因而晶粒細化作用很小。若在可能情況下使鑄型轉(zhuǎn)速適當?shù)鸵恍?，冷卻速度大一些，將對晶粒細化有利。結(jié)論：離心鑄件的結(jié)晶組織，除決定于合金的性質(zhì)以外，還決定于鑄型的轉(zhuǎn)速和冷卻速度。適當?shù)卣{(diào)整轉(zhuǎn)速和冷卻速度，可以改善鑄件的結(jié)晶組織。對容易產(chǎn)生重度偏析的合金如鉛青銅等，在采用離心澆注時，必須采