金屬的鑄造性能是指鑄造用液體金屬的氧化性、吸氣性、流動性及冷卻凝固時收縮、偏析等。如果液體合金不易氧化,熔液不易吸收氣體;澆注時金屬熔液容易充滿型腔;凝固時鑄件不易產生縮孔,而且化學成分均勻;冷卻時鑄件不發生變形和開裂,這樣的鑄造金屬就被認為有良好的鑄造性能,容易鑄成完整而優質的鑄件。相反,鑄造金屬的鑄造性能不良,則容易使鑄件產生缺陷。為了保證鑄件的質量,必須增加相應的工藝措施,因此就有可能提高鑄件的生產成本。
總的來說,金屬的鑄造性能就是指用該金屬實施鑄造的難易程度,主要包括該金屬鑄造時的充型能力、收縮性等。
1. 充型能力
液態金屬充滿鑄型的能力即為充型能力。它影響鑄件成形的質量,充型能力不好,會導致鑄件產生冷隔、澆注不足等缺陷。
為了獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件,特別是鑄造薄壁復雜的鑄件,除注意選擇流動性較好的金屬,如選擇共晶合金或接近共晶成分的合金進行澆注外,在工藝上應注意改善鑄型條件。適當提高澆注溫度和澆注速度等來改善液態金屬的充型能力,且鑄件的最小壁厚應受到限制。
2. 收縮性
鑄件在冷凝過程中會產生體積和尺寸縮小的現象。金屬的液態收縮和凝固收縮引起的體積縮小,是導致鑄件產生縮孔和縮松的主要原因。金屬的固態收縮引起鑄件尺寸的縮小,是形成鑄造應力的內在因素。
一般來說,具有恒定凝固溫度的金屬和合金(如共晶凝固)易形成集中縮孔,合金的凝固溫度范圍愈寬則愈易形成分散的縮孔,即縮松。工藝上控制縮孔的方法是使鑄件實現順序凝固,在鑄件最后凝固的部位進行補縮,實現自下而上的順序凝固和補縮,在上部最后凝固的地方放置冒口,將縮孔移到冒口中去。
鑄件冷卻收縮不均,固態收縮受阻形成的應力會降低零件的承載能力,應力較大時,會導致鑄件發生變形或開裂。
工藝上控制鑄造應力的主要方法是使鑄件實現同時凝固。此外改善型砂、芯砂的退讓性,掌握好落砂的時間,并合理設計鑄件等都能減少鑄造應力。對于鑄件內的殘余應力,可通過去應力退火加以消除。
金屬的鑄造性能對鑄件結構的要求是有助于金屬充型,使由收縮造成的變形和開裂減少或不發生。