離心鑄銅離心力對合金液的凝固有著重要的影響,從而使得離心鑄件的晶粒較細,組織比較致密,力學性能明顯提高。
離心鑄型橫斷面上液態(tài)合金的相對運動有利于晶粒細化
液態(tài)合金澆注到旋轉(zhuǎn)的鑄型以后,由于慣性的作用,液態(tài)合金不能以相同的轉(zhuǎn)速隨鑄型旋轉(zhuǎn),而落后于鑄型。越是靠近自由表面的液態(tài)合金層(內(nèi)層),其轉(zhuǎn)速越小,從自由表面至型壁間各層液態(tài)合金的速度差就越大,結(jié)果使得內(nèi)外層液態(tài)合金問產(chǎn)生相對滑動。尤其是用金屬型澆注時,在澆注過程中就有結(jié)晶發(fā)生,那么在結(jié)晶生長面上相對滑動的液態(tài)合金就阻礙了樹枝狀結(jié)晶的發(fā)展,從而能使晶粒細化。澆注后經(jīng)過一段時問,液態(tài)合金得到與鑄型相同的轉(zhuǎn)速,此時內(nèi)、外層的相對滑動消失,細化晶粒的作用就停止。
離心力有利于液態(tài)合金的順序凝固
離心力的作用使液態(tài)合金中的對流作用加劇,并把析出的晶粒(重度比液態(tài)合金大)帶向鑄件的外壁,而自由表面則聚集著較輕的合金液,這樣使鑄件的凝固由外壁向內(nèi)層順序進行。所以在鑄造空心鑄件時,若鑄型轉(zhuǎn)速選擇適當,則合金液有足夠大的有效重度,使合金液的凝固按照一定的方向進行,確保自由表面最后凝固。因此,離心鑄件內(nèi)一般不會有縮松和縮孔等缺陷,合金收縮最終表現(xiàn)為自由表面半徑r0的擴大。
但對于先析出的晶粒,當其重度小于液態(tài)合金時(例如過共晶鋁硅合金),其結(jié)果常常相反。這類合金在離心鑄造中先析出的固相集中于自由表面,結(jié)晶凝固是由內(nèi)、外兩面同時進行的。夾在兩凝固層中的合金液在離心力作用下向外圓集中,因而在內(nèi)表層下有可能產(chǎn)生縮孔和縮松。轉(zhuǎn)速越高,這種現(xiàn)象越顯著。對于這類合金應盡可能采用較低的澆注溫度、澆注速度和鑄型轉(zhuǎn)速。
鑄造合金是高溫合金合金化程度較高,不易變形而采用精密鑄造成型的合金,屬于高溫合金中高溫強度最高的一種;也是適于熔融狀態(tài)下充填鑄型獲得一定形狀和尺寸鑄件毛坯的合金。在有色金屬合金中,銅合金、鋁合金、鎂合金、鋅合金等都可用于鑄造。有色金屬鑄件廣泛使用于機器制造、航空、汽車、建筑等工業(yè)中。鑄鋼件在鋼鐵材料的使用中所占份額甚少,鋼鐵廠大多以鋼材形式供貨,因之冶煉廠大多和加工廠設于一地。有色金屬鑄件在有色金屬材料的使用中所占份額很大(有時幾近半數(shù)),形成龐大復雜的鑄造合金系列。