鋁鑄件的鑄造應(yīng)力是如何的? |
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1、鑄造應(yīng)力包括熱應(yīng)力、相變應(yīng)力及收縮應(yīng)力三種。各種應(yīng)力產(chǎn)生的原因不盡相同。
(1)熱應(yīng)力熱應(yīng)力是由于鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均,冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應(yīng)力,導(dǎo)致在鑄件中殘留應(yīng)力。
(2)相變應(yīng)力相變應(yīng)力是由于某些鑄鋁合金在凝固后冷卻過程中產(chǎn)生相變,隨之帶來體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均,不同部位在不同時(shí)間內(nèi)發(fā)生相變所致。
(3)收縮應(yīng)力鋁鑄件收縮時(shí)受到鑄型、型芯的阻礙而產(chǎn)生拉應(yīng)力所致。這種應(yīng)力是暫時(shí)的,鋁鑄件開箱是會自動(dòng)消失。但開箱時(shí)間不當(dāng),則常常會造成熱裂紋,特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生熱裂紋。
鑄鋁合金件中的殘留應(yīng)力降低了合金的力學(xué)性能,影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應(yīng)力可通過退火處理消除。合金因?qū)嵝院?,冷卻過程中無相變,只要鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,鋁鑄件的殘留應(yīng)力一般較小。
2、吸氣性
鋁合金易吸收氣體,是鑄造鋁合金的主要特性。液態(tài)鋁及鋁合金的組分與爐料、有機(jī)物燃燒產(chǎn)物及鑄型等所含水分發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的氫氣被鋁液體吸收所致。
鋁合金熔液溫度越高,吸收的氫也越多;在700℃時(shí),每100g鋁中氫的溶解度為0.5~0.9,溫度升高到850℃時(shí),氫的溶解度增加2~3倍。當(dāng)含堿金屬雜質(zhì)時(shí),氫在鋁液中的溶解度顯著增加。
鑄鋁合金除熔煉時(shí)吸氣外,在澆入鑄型時(shí)也會產(chǎn)生吸氣,進(jìn)入鑄型內(nèi)的液態(tài)金屬隨溫度下降,氣體的溶解度下降,析出多余的氣體,有一部分逸不出的氣體留在鑄件內(nèi)形成氣孔,這是通常稱的“針孔”。氣體有時(shí)會與縮孔結(jié)合在一起,鋁液中析出的氣體留在縮孔內(nèi)。若氣泡受熱產(chǎn)生的壓力很大,則氣孔表面光滑,孔的周圍有一圈光亮層;若氣泡產(chǎn)生的壓力小,則孔內(nèi)表面多皺紋,看上去如“蒼蠅腳”,仔細(xì)觀察又具有縮孔的特征。
鑄鋁合金液中含氫量越高,鑄件中產(chǎn)生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性,還降低了合金的力學(xué)性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件,關(guān)鍵在于熔煉條件。若熔煉時(shí)添加覆蓋劑保護(hù),合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精煉處理,可有效控制鋁液中的含氫量。 |
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