第五章 铜合金锭模铸锭
第三节 影响锭模铸锭品质的因素
一、浇注时间
不同牌号的纯铜和铜合金都有其最适宜的铸造温度,高于或低于这个温度将直接影响铸锭的质量。对于锭模铸锭方式来说,铸造温度的控制与浇注时间密切相关,因为浇注时间越长,先后浇注的金属熔体的温度差越大。对于铸造温度范围较窄的合金来说,浇注时间越长,浇注温度也就越难控制。
二、气氛
熔体从出炉至浇注完毕的整个过程中,气氛始终对熔体的质量产生影响。影响的程度取决于浇注方式、流柱大小与长度,通常在大气下浇注时,熔体易受到明显的氧化,因为流柱越短,与大气接触表面积越小,氧化损失就越少。流往愈平稳,氧化机会亦愈少。一旦流往保护得不严密,不可避免产生氧化,氧化膜与液流俱下,裹入熔体中,凝固后便成为夹渣。
为了减少或避免浇注过程熔体的氧化,应尽可能缩短流程,并采用保护气体使流柱不与空气接触。
三、浇注温度
浇注温度过高或过低都是不利的。因为采用较高的浇注温度,势必就要使炉内熔体的温度作相应的提高。这将引起铜或铜合金在熔化和保温过程中大量的吸气,同时也会增加烧损,在浇注时会使氧化加剧。此外,过高的浇注温度也会对锭模的寿命产生不利影响,尤其是平模浇注时模底板更容易遭到破坏。
当浇注温度偏低时,熔体流动性变差,不利于气体和夹渣上浮,也易使铸锭产生冷隔缺陷。因此,必须根据合金的性质,结合具体的工艺条件,制定适当的浇注温度范围。
四、浇注速度
浇注速度通常以锭模内金属熔体每秒钟上升的毫米数来表示。浇注速度的选择原则是:
(1)在保证铸锭产品质量的前提下,适当提高浇注速度;
(2)对于某一确定的金属或合金,若合金化程度低,结晶温度范围小,导热性好,可适当提高浇注速度;
(3)若锭模的冷却强度大,铸锭直径较小,浇注速度也可适当提高。
五、结晶方向
结晶方向是建立铸锭顺序结晶的主要因素。在锭模铸锭方法中,应力求使铸锭结晶的顺序是自下而上的,这就必须保证铸锭的散热冷却方向尽量保持由下而上。
为了使铸锭的凝固结晶过程尽量适应其顺序结晶的条件,生产中对铸模的设计和工艺过程采取了许多行之有效的方法:改进锭模结构,增加模底厚度和模体下部壁厚以改善锭模下部的冷却条件;为了造成锭模上部缓冷条件,在锭模顶部加设保温帽;适当提高铸造温度,同时降低铸造速度以保证顺序所需要的铸绽上下部分之间的温度梯度。