噴霧干燥機收縮為液態(tài)收縮
液態(tài)收縮和凝固收縮，一般表現(xiàn)為鑄型空腔內金屬液面的下降，是鑄件產生縮孔或縮松的基本原因。 ３）固態(tài)收縮 是合金在固態(tài)下冷卻至室溫的收縮。它將使鑄件的形狀、尺寸發(fā)生變化，是產生鑄造應力導致鑄件變形，甚至產生裂紋的主要原因。常用的金屬材料中收縮最大，有色金屬次之，灰口鑄鐵最小。灰口鑄鐵收縮小是因析出石墨而引起體積膨脹的結果。 （２）影響收縮的因素合金總的噴霧干燥機收縮為液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮三個階段收縮之和，它和金屬本身的化學成分、澆注溫度以
及鑄型條件和鑄件結構等因素有關。 １）化學成分 不同成分合金的收縮率不同，如碳素鋼隨含碳量的增加，凝固收縮率增加，而固態(tài)收縮率略減。表２．２．３列出了幾種鐵碳合金的收縮率�；诣T鐵中，碳、硅含量越高，硫含量越低，收縮率越小。２）澆注溫度 澆注溫度主要影響液態(tài)收縮。澆注溫度升高，使合金液態(tài)收縮率增加，則總收縮量相應增大。為減小合金液態(tài)收縮及氧化吸氣，并且兼顧流動性，澆注溫度一般控制在高于液相線溫度５０～１５０°Ｃ。３）鑄件結構與鑄型條件 鑄件的收縮并非自由收縮，而是受阻收縮。其阻力來源于兩個方面：一是由于鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不
同，收縮先后不一致，而相互制約產生阻力；二是鑄型和型芯對收縮的機械阻力。鑄件收縮時受阻越大，實際收縮率就越小。因此，在設計和制 ·９６· 造模樣時，應根據合金的種類和鑄件的受阻情況，考慮收縮率的影響。 表２．２．３ 幾種鐵碳合金的收縮率 合金種類含碳量ｗＣ／％澆注溫度／°Ｃ液態(tài)收縮率／％凝固收縮率／％固態(tài)收縮率／％總體收縮率／％碳素鑄鋼０．２５１６１０１．６３．０７．８６１２．４６白口鑄鐵３．００１４０００２．４４．２５．４～６．３１２～１２．９灰鑄鐵３．５０１４０００３．５０．１３．３～４．２６．９～７．８ �。ǎ常┦湛s對鑄件質量的影響１）縮孔與縮松 如果鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮得不到合金液體的補充，在鑄件最后凝固的某些部位會出現(xiàn)孔洞，大而集中的孔洞稱為縮孔，細小而分散的孔洞稱為縮松�？s孔產生的基本原因是合金的液態(tài)收縮和凝固收縮值遠大于固態(tài)收縮值。縮孔形成的條件是金屬在恒溫或很小的溫度范圍內結晶，鑄件壁是以逐層凝固方式進行凝固，如純金屬、共晶成分的合金。圖２．２．５為縮孔形成過程示意圖。液態(tài)合金注滿鑄型型腔后，開始冷卻階段，液態(tài)收縮可以從澆注系統(tǒng)得到補償，見圖２．２．５ａ。隨后，由于型壁的傳熱，使得與型壁接觸的合金液溫度降至其凝固點以下，鑄件表層凝固成一層細晶薄殼，并將內澆口堵塞，使尚未凝固的合金被封閉在在薄殼內，見圖２．２．５ｂ。溫度繼續(xù)下降，薄殼產生固態(tài)收縮，液態(tài)合金產生液態(tài)收縮和凝固收縮
而且遠大于薄殼的固態(tài)收縮，致使合金液面下降，并與硬殼頂面分離，形成真空空穴，在負壓及重力作用下，殼頂向內凹陷，見圖２．２．５ｃ。溫度再度下降，上述過程重復進行，凝固的硬殼逐層加厚，孔洞不斷加大，直至整個鑄件凝固完畢。這樣，在鑄件最后凝固的部位形成一個倒錐形的大孔洞，見圖２．２．５ｄ。鑄件冷至室溫后，由于固態(tài)收縮，使縮孔的體積略有減小，見圖２．２． ５ｅ。通常縮孔產生的部位一般在鑄件最后凝固區(qū)域，如壁的上部或中心處，以及鑄件兩壁相交處，即熱節(jié)處。若在鑄件頂部設置冒口，縮孔將移至冒口，見圖２．２．５ｆ。 圖２．２．５ 縮孔形成過程 縮松形成的基本原因雖然和形成縮孔的原因相同，但是形成的條件卻不同，它主要出現(xiàn)在結晶溫度范圍寬、呈糊狀凝固方式的鑄造合金中。圖２．２．６為縮松形成過程示意圖。這類合金傾 ·９７· 向于糊狀凝固或中間凝固方式，凝固區(qū)液固交錯，枝晶交叉，將尚未凝固的液體合金彼此分隔成許多孤立的封閉液體區(qū)域。此時，如同形成縮孔一樣，在繼續(xù)凝固收縮時得不到新的液體合金補充，在枝晶分叉間形成許多小而分散孔洞，這就是縮松。它分布在整個鑄件斷面上，一般出現(xiàn)在
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