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期中考试材成091熊伟§1.3金属与铸件的化学和物理化学作用§1.1砂型结构及其工作条件§1.2金属与铸件的物理作用型砂紧实后的结构1-原砂砂粒2-粘结剂3-附加物4-微孔1、为砂型提供了必要的耐高温性能和热物理性能，有助高温金属顺利充型，以及使金属液在铸型中冷却、凝固并得到所要求形状和性能的铸件。2、原砂砂粒为砂型提供众多孔隙，保证型、芯具有一定透气性，有利于浇注时气体的逸出。二、砂型的孔隙率－砂型（芯）的总体积砂型（芯）的微孔容积00%100VVVVnnn孔隙率的表征测量方法?①排煤油、酒精等润湿性液体法，能测出真实微孔容积。0°≦θ﹤90°②排水银等非润湿性液体则不准确。90°≦θ≦180°。三、粘接剂的流变性对型（芯）砂的影响粘接剂流变性指在力的作用下粘接剂流动和变形的性质。度量物质流变性常用物理量为粘度。对型砂的影响混砂所消耗的功率和时间，主要取决于粘结剂的流变性，具体关系有待进一步研究总结。四、砂型的工作条件材型＝Rab热阻热扩散率，蓄热系数，Rcaacbb1、铸型接触区概念铸型与金属液直接相接触及受到其影响的部分，可称为接触区，其余铸型部分称为未接触区或一般区。铸型（热）接触区深度δ件=k’βk’为常数β为冷却能力系数2、铸件接触区概念铸型影响下，在铸件表面形成凝固组织的一层金属。铸型（热）接触区深度一、传热的影响因数影响传热的因素1、热的不平衡程度：温度梯度铸件和铸型热物理性能：a,b及辐射系数。2、几何因数：铸件、铸型厚度。3、不同的砂型具有不同的传热影响因数，也就形成了不同的砂型温度场。二、铸件的温度场以下分别是干、湿砂型浇注时温度分布曲线1、铸型中某一点的温度随时间延长温度先升高；在浇注后的某一瞬间，离界面距离越远，温度越低。2、浇注后铸型表面层的温度迅速地接近液体金属的温度，而铸型其它部分仍处于相当低的温度。铸型表层的热作用比较剧烈，必须予以足够重视。三、砂型浇注时水分的迁移湿砂型中不同水分的四个区（如图1-2-4）D区—干砂区M区—水分饱和凝聚区U区—水分不饱和凝聚区G区—未受影响区四、膨胀缺陷—夹砂结疤、鼠尾、沟槽和毛刺膨胀缺陷概念由于硅砂膨胀形成的热应力而引起的铸造缺陷称为膨胀缺陷。夹砂结疤、鼠尾、沟槽主要发生在湿型情况下，毛刺主要发生在有机粘结剂砂型中。夹砂结疤膨胀夹砂铸件表面有局部凸出的长条疤痕，其边缘与铸件本体分离，它下面夹有一薄层砂或涂料层。常出现在上型表面及下型的凸台面。冲蚀夹砂（结疤）由于金属液在铸型表面冲出了一块砂的地方或在沸腾的地方出现了一块凸出的疤。夹砂结疤缺陷的防止措施(2)铸造工艺方面：避免大平面在水平位置浇注。(3)铸件结构方面：尽量避免大平面，铸造圆角要合适。不同形状的型腔，其抗夹砂能力是不同的。(1)造型材料方面：正确选用和配制型砂是防止夹砂的主要措施。五、液体金属对砂型表面的冲刷作用砂型表面受到的动压力：gg2SVVQP＝动流量金属液单位时间内体积金属液流速金属液截面积QVS六、铸型中的气体气体来源①型腔和型砂孔隙中的空气（N2，O2)②铸型尤其是湿型中水分，热作用下形成水蒸气；③有机、无机粘接剂型砂、附加物分解燃烧产生的气体。侵入性气孔概念侵入性气孔也叫外因气孔，是由于砂型（芯）中的气体侵入金属中造成的。常出现在铸件上部靠近型（芯）壁或浇注位置处，是湿型铸件中最常见的一种缺陷。它的体积较大，形状不圆整，有时近似梨形。防止侵入性气孔的措施：①减小砂型（芯）在浇注时的发气量。②使浇注时产生的气体容易从砂型（芯）中排出，提高透气性。③提高气体进入金属液的阻力。④使形成的气泡容易从金属液中浮出。粘砂概念粘砂是铸钢、铸铁件生产中常见的铸造缺陷之一。铸件部分或整个表面粘着一层型砂与金属氧化物形成的化合物称为粘砂。粘砂大多发生在铸件的厚壁部分、浇冒口附近等部位，通常铸钢比铸铁件粘砂严重，湿型铸造比干型严重。粘砂的分类机械粘砂——金属渗入到砂粒间空隙，将砂粒固定在铸件表面；化学粘砂——金属或金属氧化物和造型材料形成化合物，将砂层粘结在铸件表面。防止化学粘砂的措施①防止形成化学粘砂层：这可由防止金属氧化，避免金属氧化物与型砂起化学作用来达到。措施有：将金属液脱氧和适当降低浇注温度，在型砂中加入能很快形成还原性气氛的加入物如煤粉、重油、沥青、有机粘结剂等；采用涂料；生产耐热钢、不锈钢等高合金铸件和大型铸件时，采用锆砂、镁砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特殊耐火材料作型砂或涂料。②降低化学粘砂层与铸件表面的结合力：在型砂中加入适量(3～5％)氧化铁粉；注意选用合适的原砂。(1)采用细砂、提高铸型紧实度、铸型表面刷涂料，有利于防止粘砂(2)铸铁件型砂中采用煤粉砂。煤粉在400℃以上发生裂解，析出光亮碳层。光亮碳包覆在砂粒表面，由于光亮碳不被金属及金属氧化物湿润，对防粘砂有突出作用。(3)降低浇注温度。