凝固收縮

一般收縮行為

  爐內(nèi)熔化的金屬液體積比最終生產(chǎn)出來(lái)的鑄件體積大得多
這給鑄造工人帶來(lái)一系列問(wèn)題。

  金屬?gòu)囊簯B(tài)冷卻至室溫，涉及三種完全不同的收縮方式

1) 液態(tài)收縮。隨著溫度降低，金屬液經(jīng)歷第一次收縮。這是一種
正常的熱收縮，與平時(shí)人們所觀察到的水銀溫度計(jì)冷卻時(shí)收縮現(xiàn)象
相同，金屬液體積隨溫度的降低而幾乎嚴(yán)格呈線(xiàn)性減小。

  在鑄造情況下，金屬液的這種收縮通常不會(huì)帶來(lái)麻煩，額
外的金屬液補(bǔ)充這種小體積收縮并不困難。通常當(dāng)填充鑄型時(shí)，凝
固就開(kāi)始了，那么如果稍微增加澆注時(shí)間，人們不會(huì)注意到這種收
縮。另外，這種體積收縮也可以通過(guò)冒口內(nèi)液面的輕微下降得到補(bǔ)
充。

2) 凝固收縮。凝固收縮和液態(tài)收縮完全不同，這種收縮發(fā)生在凝
固點(diǎn)，通常是由于固態(tài)金屬密度比液態(tài)金屬密度大而引起的。大量
金屬與凝固相關(guān)的收縮參數(shù)。這種收縮會(huì)引起許多問(wèn)題，包括：①
“補(bǔ)縮需求”，即需要通過(guò)金屬液或固態(tài)金屬的移動(dòng)來(lái)補(bǔ)償凝固收
縮過(guò)程；②“縮孔”，是有效補(bǔ)縮失敗的結(jié)果。本章將對(duì)此進(jìn)行詳
細(xì)地論述。

3) 固態(tài)收縮。最后階段的固態(tài)收縮會(huì)引起一系列問(wèn)題。隨著冷卻
進(jìn)行，鑄件有連續(xù)減小其尺寸的傾向，但鑄件很少能自由地收縮。
鑄件的收縮多少會(huì)受到模具或者鑄件已經(jīng)凝固和冷卻部分的約束，
這些約束總會(huì)導(dǎo)致鑄件比完全自由收縮時(shí)的體積大，因此鑄件必須
承受一定的塑性拉伸。這需要加大鑄型設(shè)計(jì)尺寸(“收縮余量”或
者“模具余量”)，而這個(gè)尺寸難以定量確定，因此將給模具尺寸
設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。固態(tài)收縮時(shí)的鑄型約束也會(huì)導(dǎo)致很多局部問(wèn)題，比
如鑄件的熱裂。

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