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机床铸件中气孔的形成

机床铸件中铸铁的溶解气体是一个可逆过程。当温度降低时,溶解气体处于过饱和状态,气体可以扩散到铁水表面,脱离吸附状态(蒸发)。然而,在实际生产条件下,由于冷却速度快,以这种形式析出的气体量非常有限。一般来说,气泡或其他因素可以以复杂的形式排除。

机床铸件铁水中溶解的过饱和气体形成气泡的条件如下:

1.气泡中各种气体的总分压(总气压)大于作用在气泡上的外部压力。

2.溶解在铁水中的气体的分压应大于气泡中气体的分压,使气体能自动扩散到气泡中并长大。为了满足这一条件,主要依靠降低铁水温度。

3.必须有一个稳定的气核大于某一临界尺寸。铁水中含有大量非金属夹杂物。在熔炼、炉前处理或浇注过程中形成和吸入的气泡,以及炉衬和结晶器壁,可能成为气泡非自发核心的基础。气泡很容易在这些表面形成。

包裹体表面附着的气核形成后,溶解在铁水中的气体会由于压差气泡的扩散而自动流向气体,当气泡长大到临界尺寸时,就会脱离表面向上漂浮。附着在非金属夹杂物表面的气泡可以一起漂浮。气泡越小,上升速度越慢。为使气泡浮起并及时消除,气泡的尺寸一般应大于10-2~10-3cm。机床铸件内的铁水温度急剧下降,气泡难以浮起或铸件表面凝固,气泡无法去除而产生气孔。

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