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防爆電氣鑄件可能出現(xiàn)縮孔和縮松的成因和預(yù)防
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| 發(fā)布時間：
2022/6/20 |
防爆電氣鑄件可能出現(xiàn)縮孔和縮松的成因和預(yù)防
由于澆注金屬液在鑄型內(nèi)的冷卻過程中發(fā)生液態(tài)收縮和凝固收縮導(dǎo)致體積縮小，當(dāng)這種收縮得不到補償時，于是在防爆電氣鑄件最后凝固的部分便出現(xiàn)孔洞。
防爆電氣鑄件中出現(xiàn)的這種孔洞分為縮孔和縮松。這種鑄造缺陷將會降低防爆電器鑄件的機械強度，尤其是對于隔爆型電氣設(shè)備來說，威脅著隔爆外殼的耐爆性能。
1.縮孔和縮松的成因
(1)縮孔和縮松形成過程的描述
在鑄造合金澆注和冷卻凝固過程中，澆注金屬液初期由于型腔的散熱作用發(fā)生液態(tài)收縮，然而這種收縮可以得到澆注系統(tǒng)高溫澆注金屬液的補充。接著，在散熱作用下繼續(xù)冷卻，澆注金屬液外層漸漸凝固，形成外殼，封堵內(nèi)澆口，收縮無法得以補充。在繼續(xù)冷卻時，外殼內(nèi)的澆注金屬液發(fā)生液態(tài)收縮和凝固收縮，于是在澆注金屬液的靜壓力作用下液面下降，而外殼同時也發(fā)生固態(tài)收縮，防爆電氣鑄件外形尺寸縮小；當(dāng)兩者收縮量相同時內(nèi)部液體與外殼仍保持接觸，然而當(dāng)液體的收縮量大于外殼的收縮量時，液體與外殼內(nèi)側(cè)上部分離，便在外殼內(nèi)的上部形成孔洞。最后防爆電氣鑄件冷卻至室溫，防爆電氣鑄件整體發(fā)生固態(tài)收縮，體積變小，同時內(nèi)部的孔洞容積也變小。這種孔洞，大而獨立者被稱為“嫡乳”，小雨密集者被稱為“縮松”。
由于澆注金屬液重量靜壓力的原因。縮孔和縮松近似星渭饕狀。
在鑄造合金冷卻凝固過程中，防爆電氣鑄件中縮孔和縮松的形成過程沒有一個明顯的界限，這只是一個模糊的概念性描述。
(2)影響縮孔和縮松形成的因素
影響縮孔和縮松形成的主要因素如下：
1)鑄造合金的成分和鑄型中澆注金屬液的冷卻方式
分析和實踐指出，當(dāng)鑄造合金為純金屬或共晶成分的合金而且防爆電氣鑄件呈逐層凝固方式凝固時，防爆電氣鑄件中容易形成縮孔；當(dāng)鑄造合金為非共晶成分或結(jié)晶溫度范圍較寬的合金而且防爆電氣鑄件呈糊狀凝固方式凝固時，防爆電氣鑄件中容易形成縮松。
不管哪種情況，都是因為防爆電氣鑄件在凝固過程中液態(tài)收縮和凝固收縮的收縮量大于固態(tài)收縮的收縮量而且又得不到補充而形成的。
2)防爆電氣鑄件結(jié)構(gòu)
通常情況下，縮孔多出現(xiàn)在防爆電氣鑄件的最后凝固部分，例如壁厚較厚和(或)壁的交接處，即所謂“熱節(jié)”處；而縮松較常出現(xiàn)在熱節(jié)部位、縮孔的下方和冒口的報部。不合理的防爆電氣鑄件結(jié)梅常常會在防爆電氣鑄件的某些部位形成熱節(jié)，因而這些部位就可能出現(xiàn)縮孔和縮松。
3)鑄型材料
鑄型的樹料直接影響著澆注金屬液的冷卻速度。在砂型鑄造時，砂型的干濕程度就會影 響澆注金屬液的冷卻速度；濕砂型比干砂型的冷卻能力大，于是凝固區(qū)域縮小，縮松就減少。至于金屬型鑄造，情況就更好。
4)澆注溫度
澆注溫度不同程度地影響著縮孑L和縮松的形成。合理地提高澆注溫度可以向冒I=l提供溫度較高的澆注金屬液，較好地填補液態(tài)收縮和凝圓收縮形成的孔洞容積。但是，澆注溫度太高反而造成防爆電氣鑄件的總收縮量加大，形成縮孔的可能性增大。
2.縮孔和縮松的預(yù)防
在了解了形成縮孔和縮松的原因后，人們就可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣眍A(yù)防防爆電氣鑄件出現(xiàn)縮孔和縮松。除根據(jù)防爆電氣鑄件的具體情況來選擇合適的鑄造合金外，人們還應(yīng)該從以下兩方面采取預(yù)防措施。
(1)優(yōu)化防爆電氣鑄件結(jié)梅設(shè)計
在防爆電氣鑄件設(shè)計時，人們應(yīng)該盡可能地選擇合適的防爆正壓柜鑄件壁厚尺寸并且保證壁厚盡可能得均勻；當(dāng)交接壁的壁厚不一樣時，交接處盡可能地過渡平緩。此外，交接壁應(yīng)該避免十字交叉和多壁一起交叉，兩壁交接處不應(yīng)該采用銳角過渡，如此等等。這樣就可以避免交叉點過度厚實而形成熱節(jié)，就可以防止產(chǎn)生縮孔和縮松。
對于防爆電氣設(shè)備來說，防爆電氣鑄件常常用來制作設(shè)備外殼，例如隔爆外殼。通常情況下，這 些外亮的形狀是比較規(guī)整的，要么是長方體，要么是圓筒體，奇形怪狀者很少見到，這就給預(yù)防防爆電氣鑄件出現(xiàn)縮孔和縮松等鑄造缺陷提供了結(jié)構(gòu)保障。
(2)改善澆注工藝
除防爆電氣鑄件結(jié)構(gòu)外，合理的澆注工藝也是防止防爆電氣鑄件出現(xiàn)縮松和縮孔、保證防爆電氣鑄件質(zhì)量的一個極 其重要的保障。在澆注工藝方面，人們應(yīng)該合理地設(shè)置澆注、冒口和冷鐵，以控制澆注金屬液的冷卻凝固過程。
通常情況下，澆口常設(shè)置在防爆電氣鑄件的薄壁部位，減緩此處的冷卻速度，以實現(xiàn)同時凝固；常設(shè)置在防爆電氣鑄件的厚實部位，以實現(xiàn)順序凝固；冷鐵常放置在防爆電氣鑄件的大而厚的部位，以加速此處的冷卻速度。這幾種工藝措施，恰當(dāng)而綜合地運用就可以大大地減小防爆電氣鑄件縮孔和縮松形成的概率。
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