铸型/铸件界面处激冷层

铸型/铸件界面处激冷层-铸型材质金相显微镜

  气体缺陷形成机理
  根据铸件内气体缺陷的形成原因，可划分为析出性气孔、反应
性气孔和卷入性气孔。非真离心铸造对于铸型强度要求较高，采用
较多的铸型材质是金属，如钢、铜等，从而产生较高的冷却速度，
且金属液与铸型之间的压力作用也明显大于静态浇铸。因此，在铸
件横截面上形成的析出性气孔往往体积很小，数量也很少。如果
备料过程中对原始炉料成分控制比较严格，所浇铸铸件尺寸比较小
，金属型的强导热能力将使铸件的凝固在很短时间内完成，于是，
金属液在凝固过程中析出气体分子，最终在铸件内部形成析出性气
孔的可能性很小。
  铸型／铸件界面处激冷层的存在，阻碍了铸型内壁处高温金属
液和铸型之间发生反应生成气体并侵入到铸件内部，形成侵入性气
孔。同时，也不具备形成气孔的压力条件。
  如果熔炼过程在真空状态下完成，炉料所吸附的油脂和水蒸气
等易挥发物质，大部分在炉料熔化之前就已经由真空泵抽出，保护
性气体(如氩气)的采用为炉料上吸附杂质的去除提供了可靠的保障
，并使金属液内的N，H和0元素含量很低，析出性气孔对于铸件性
能的影响是可以忽略的。因此，可以判定离心铸件内的气体缺陷，
主要是由于浇铸和充型过程中环境气体的卷人造成的。
  对于非真离心铸造过程，形成气体缺陷的一个主要原因是铸型
结构设计的不合理。金属液进入型腔后，对中心浇道底部的强烈冲
击作用可能卷入环境中的气体，并将这部分气体封闭于金属液中带
入到型腔内。这种气孔一般位于型腔的中部或末端，可以通过改
进铸型结构设计得到较好的解决。
  对于水平放置的圆管，气体缺陷形成的另一个原因是由于离心
力场下金属液填充过程的特殊性造成的。金属液对型腔的填充从末
端开始，在金属液到达型腔末端之前，型腔始终处于未充满状态。
整个填充过程中，型腔入口处始终处于封闭(完全充满)状态，将在
型腔内部形成一定的封闭空间，充型过程的不同阶段。随着型腔的
不断充满，金属液反向填充自由表面持续向人口处运动，这部分封
闭气体将不断地被压缩。此时，型腔内的未充满空间逐渐变小，型
腔即将充满时，在人口处形成一定体积的气体封闭区域。随着封闭
区域气体压力的不断升高而不能及时从型腔中排出时，便被封闭在
金属液中形成相对稳定的气孔。因此，由于离心力场下金属液充型
过程的特殊性造成气体封闭而形成的气孔，一般位于型腔的人口附
近。