對(duì)于金屬(合金)液澆入型腔后由于體收縮,如果沒有采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,那么就?huì)使自己設(shè)計(jì)出來的鑄造件產(chǎn)生疏松和縮孔。本文推導(dǎo)出一種稱之謂補(bǔ)縮角理論,可有效地解決上述問題,從而可使自己設(shè)計(jì)出來的鑄造件獲得內(nèi)部組織致密的鑄件。
從金屬鑄造起源至今,無論國(guó)內(nèi)國(guó)外,重力鑄造在很大程度上人們均是采用熔化金屬,然后澆注到予制的鑄型中,借助于金屬的自重補(bǔ)縮凝固,從而獲得所設(shè)計(jì)的鑄件。無論是黑色金屬或有色金屬,人們大體仍采用上述方法生產(chǎn)鑄件。隨之后來,由于鑄造工作的努力探索,捂出了不少鑄造理論,觀點(diǎn),方法,而今最盛行的鑄造理論是"順序凝固" "同時(shí)凝固",以及"定向"和"擴(kuò)散凝固"等等。因此幾乎鑄造工作者也均用這些理論指導(dǎo)教學(xué)和設(shè)計(jì)生產(chǎn)自己的鑄件。但遺憾的是在不少情況下,我們盡管似乎應(yīng)用了上述某種理論作指導(dǎo),然而在事實(shí)上,使自己生產(chǎn)的鑄件卻出現(xiàn)了疏松、縮孔或是內(nèi)部組織致密性不理想。因此,這里就有一個(gè)問題,那就是怎么讓自己設(shè)計(jì)出來的鑄件,鑄造后會(huì)獲得理想的內(nèi)部組織致密的鑄件,也就是說,怎么恰如其分地讓金屬澆注件獲得理想的補(bǔ)縮:即揭示澆注件補(bǔ)縮實(shí)質(zhì),從而打通其補(bǔ)縮信道,最后獲得內(nèi)部組織致密的鑄件,這就是本文推出的一種稱之謂"θ"補(bǔ)縮角的理論。
"θ"補(bǔ)縮角是怎么回事呢?現(xiàn)在在鑄造書上或課堂上,人們?nèi)员A羯鲜鰩追N鑄造凝固理論,有一種稱之謂"同時(shí)凝固"理論有時(shí)會(huì)被人誤解,也就是因?yàn)檫@一誤解會(huì)導(dǎo)致一些人在工作中失誤。我們可以這樣說,在以前以及現(xiàn)在,我們還無法創(chuàng)造這一條件,能讓鑄件澆入型腔后會(huì)整體"同時(shí)凝固"。我們有些人,看見某個(gè)鑄件壁厚均勻一致,于是就誤認(rèn)為投入鑄造生產(chǎn)時(shí),它會(huì)整體同時(shí)凝固,從而忽視考慮對(duì)該鑄件補(bǔ)縮問題。因此,在這種誤解情況指導(dǎo)下,可以肯定地說,導(dǎo)致了不少生產(chǎn)出來的鑄件內(nèi)部組織不致密,所以現(xiàn)在我們應(yīng)該充分地認(rèn)識(shí)同時(shí)凝固是相對(duì)的,也就是說整體鑄件(不論是純金屬或合金)在澆注后,一瞬間是絕對(duì)不可能發(fā)生整體同時(shí)凝固的,對(duì)整體鑄件來講,從瞬間角度剖析,它務(wù)必遵循由溫度差較大的鑄件表面開始一直向溫度差較小的鑄件內(nèi)部和澆冒口處進(jìn)展,直到最后冷凝結(jié)束才告終 ,這就是金屬鑄件順序接受補(bǔ)縮的凝固實(shí)質(zhì)。
對(duì)于順序凝固這一理論不少工作者做了大量的工作,但是到目前為止,如何使自己設(shè)計(jì)出來的鑄件達(dá)到理想順序凝固,并借助于它順利地滿足鑄件順序補(bǔ)縮凝固。以達(dá)到好的鑄件內(nèi)部質(zhì)量的目標(biāo),這在目前還沒有提供較理想的計(jì)算控制方法。這次本文提供的重力鑄造件,采用一種稱之?quot;θ"補(bǔ)縮角法就揭示并可以較好地滿足,完善其順序補(bǔ)縮凝固的目的。此法可說是最大限度地,恰如其分地安排由于補(bǔ)縮量不足而產(chǎn)生的鑄件縮孔和疏松的有效方法。
下面我們來探討一下有關(guān)重力鑄造件的"θ"補(bǔ)縮角。
我們知道,金屬液澆入鑄型后,在冷凝一瞬間,就開始出現(xiàn):
αV×△F=K…(1) (為了剖析補(bǔ)縮角,我們將體收縮轉(zhuǎn)化成面收縮)
αV 金屬體收縮率(%)
△F 鑄件斷面積(mm2)
K 鑄件斷面積收縮量mm2 (補(bǔ)縮量)
并隨時(shí)間的延伸,它們?cè)谘杆俚刈靓罺×△F的工作,直至澆注件完全凝固結(jié)束才告終。
關(guān)于金屬鑄件體收縮即αV的確定。
我們知道,金屬液澆注后,會(huì)發(fā)生液態(tài)收縮和凝固收縮以及固態(tài)收縮,而給鑄件帶來疏松,縮孔缺陷,實(shí)際上是液態(tài)和凝固收縮時(shí)發(fā)生的,也就是所謂的體收縮,它是本文提到的αV 。