精密铸件的凝固

精密铸件的凝固

精密铸件的凝固对于铸件来说至关重要。一般铸件的凝固方法根据金属材料的性质分为逐层凝固和糊状凝固两种；根据铸件的组织结构，可分为顺序凝固和同时凝固两种方法。在此提醒大家，逐层凝固、糊状凝固是材料的性质，与金属材料的凝固范围或结晶范围有关。凝固区是指金属液中液相和固相共存的区域；这个所谓的结晶区间就是金属液体的液相线和固相线之间的温度差。温度范围决定了合金的凝固方式。这是材料的固有属性，一旦选择了材料，它的凝固模式也就确定了。后两种凝固方式与金属材料无关，主要根据铸件的组织来确定。为了获得致密的铸件，根据铸件的组织结构，从铸造工艺上寻找方法，迫使铸件采用一定的凝固方式。那么，逐层凝固是什么意思，顾名思义，就是逐层凝固。也就是说，熔融金属的凝固范围是一条线。纯金属或共晶合金在一定时刻恒温下结晶的凝固是逐层凝固。同时凝固，顾名思义，是指铸件各部分同时凝固。铸件的凝固区域很宽，甚至在一定的凝固时间内，凝固区域也贯穿铸件的整个横截面。那么，什么是顺序凝固和同时凝固呢？今天精密铸造厂家天耀金属就和大家聊聊精密铸件的凝固问题。

1、所谓顺序凝固是指人为地改变凝固顺序，让铸件按照工艺设计要求凝固。首先是铸件，然后是浇口，最后是冒口，将铸件中的缩孔转移到冒口，从而形成致密的铸件；同时，凝固是通过采用各种方法，减小铸件不同部位之间的温差，使铸件各部位同时凝固（无论其尺寸和结构如何）。

2、有些人可能会将其理解为逐层凝固的材料，也就是说要采用顺序凝固的原理；对于膏状凝固的材料，应采用同时凝固的原则。这个说法正确吗？不对！这就是我们上面讨论的。逐层凝固和糊状凝固是金属材料的固有属性，你别无选择。如果客户确定了铸件的材质，就相当于他已经确认了。而顺序凝固和同时凝固是由你自己决定的，也就是工艺人员。我不知道我说的你是否清楚，但我想有相当一部分人对这个问题感到困惑，所以有必要在这里重申一下。也就是说，采用逐层凝固材料设计的铸件，可以根据其结构采用同步凝固的原理；对于膏体凝固材料设计的铸件，可采用顺序凝固原理。

3、一般情况下，灰铁、低碳钢、工业铜、铝、铝硅合金等材料是逐层凝固的。而球墨铸铁、高碳钢、铝铜合金、铝镁合金、镁合金等都属于膏体凝固法。还有一个问题需要大家注意，就是铸件截面的温差或温度梯度。当温度梯度较大时，糊状固化材料也可能转变为逐层固化方法。

那么，对于铸件来说，顺序凝固法和同时凝固法应该采用哪种凝固方法呢？

首先，取决于铸件的要求。如果铸件要求致密，则应采用顺序凝固的原则；如果密度要求不高，则应采用同时凝固的原则。

其次，对于凝固收缩较大且不产生大量阻碍收缩的结晶骨架的合金，如铸钢、球墨铸铁等，容易发生定向凝固；但凝固收缩大时，容易产生阻碍收缩的结晶骨架，容易导致形成弥散、疏松的合金如锡青铜，或者凝固收缩小的合金如灰口铸铁，往往会形成疏松的合金。采用同步凝固。容易产生热裂和变形的铸件可采用同时凝固的原则，而对于厚度差异较大的产品，应采用顺序凝固的原则。对于承受高温高压、不允许泄漏、或承受显着外力且必须绝对安全使用的铸件或铸件某些零件；铸件上要求较高、加工要求较高的部位应按顺序凝固。虽然铸件某一部位受力较大，但其他要求不高，不是热点；当壁厚均匀时，应采用同时凝固的原则。另外，由上可知，铸件不一定采用一种凝固方法，也可以根据产品的需要采用两种凝固方法。在壁厚均匀的区域，采用同时凝固的原则，而在壁厚差异显着的区域，采用顺序凝固的原则。

采用同时凝固和顺序凝固原理的优缺点：同时凝固是由于铸件各部分温度基本相同，冷却均匀，铸件收缩应力小，并且铸件不易产生变形和裂纹。缺点是液体收缩量大的铸件常产生轴向缩松、致密度不足、铸件塑性降低；顺序凝固与同时凝固相反，因为铸件不同部位的温差很大，会产生很大的热应力，容易导致铸件变形或开裂。而且冒口的使用增加了熔融金属的消耗和切割冒口的工作量。但优点是铸件内部质量好、致密。

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