·432· 北京科技大学学报 1998年第5期 2 实验结果 2.1非金属夹杂物的类型 感应电渣离心浇铸件中存在的非金属夹杂物主要是氧化物、硫化物.从铸件的金相检验 分析中可以看出，硫化物夹杂含量低，其面积分数为0.01%；氧化物夹杂含量较高，多以球状 形态存在，基本上是复杂的尖晶石和铝酸盐玻璃 2.2非金属夹杂物的分布 硫化物夹杂比较细小，分布均匀，沿径向和轴向无明显的差别.氧化物夹杂的尺寸均小于 10μm,其中绝大部分小于4μm,沿轴向无差别，但在径向上有一定的差异，见表1， 表1电渣离心浇铸件氧化物、疏化物夹杂含量及尺寸分布 试样面积分 1mm2上夹杂物数量/个 类型 位置数/% ∑≤1.0μm1.0~2.0μm2.0~3.0μm3.0~4.0μm4.0~5.0μm5.0~6.0μm26.0μum 氧化物I# 0.07 124 92 48 7 3 0 0 夹杂 2# 0.3 75 45 36 24 9 2 0 3# 0.18 34 25 34 23 16 硫化物1# 0.01 1 0 0 0 0 夹杂 2# 0.01 2 1 0 0 0 0 3# 0.01 2 0 0 0 氧化物夹杂沿轴向方向上的分布变化可以用线性规律来描述，在铸件外部(1#位)，夹杂 物细小，大部分小于1μm,其加权平均直径为1.3μm:铸件中部(2#位)，夹杂物尺寸增大，加 权平均直径为1.9μm;铸件内部(3#位)，其加权平均直径已增大至2.4μm. 3讨论 3.1离心机转速的影响 夹杂物数量及尺寸沿径向上的偏析情况可以用不同尺寸夹杂物的内浮速度的差别来解 释，当离心机转速一定时，尺寸大的夹杂物所受的内浮力大，即向铸件内表面漂移的速度大， 因而尺寸大的夹杂物向内层偏聚.随着离心机转速的提高，非金属夹杂物数量降低，但同时小 的夹杂物相互碰撞而凝集的概率也增大，从而加剧夹杂物的偏聚☒， 在不同的离心机转速下，锐角氧化物夹杂的 数量与球形氧化物夹杂数量之比()也随之发生 1.5 变化，见图2.离心机转速提高，K值降低，即当离 1.0 心力提高时，球形夹杂物比率增多，而锐角夹杂物 0.5 比率减少 3.2夹杂物的最大尺寸 0100200300400500 ω/(rmin') 夹杂物在离心力作用下内浮运动的雷诺数 图2离心机转速对锐角与球形氧化物 au Re= (1) 夹杂数量之比()的影响北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 8年 第 5期 2 实验结 果 2 . 1 非金属 夹杂物 的类 型 感 应 电渣 离心 浇 铸件 中存 在 的非金 属 夹 杂物 主要 是 氧 化物 、 硫 化物 . 从 铸件 的金 相检验 分 析 中可 以 看 出 , 硫 化 物夹 杂含 量低 , 其 面 积分 数 为 .0 01 % ; 氧 化物 夹 杂含 量 较 高 , 多 以 球状 形 态存在 , 基本 上是 复 杂 的尖 晶石和 铝酸 盐玻 璃 . .2 2 非金 属夹 杂物的 分布 硫化物夹杂 比较 细小 , 分 布均 匀 , 沿 径 向和轴 向无 明显的 差别 . 氧化 物夹 杂 的尺寸 均小于 10 协m , 其 中绝大 部分 小于 4 协m , 沿轴 向无差 别 , 但在 径 向上 有一 定的差 异 , 见表 1 . 表 1 电渣离心 浇铸件 氧化物 、 硫化物夹杂含t 及尺寸分布 试样 面 积分 位 置 数/ % 1 ~ 2上夹杂物数量 /个 类 型 工` 1 . 0协m 1 . 0 一 2刀协m Z乃一 3 . 0协m 3 . 0一 4 . 0协m 4 . 0 一 5 . 0 协m 5 . 0 一 6 . 0协m 之 6 . 0 协m 氧化物 夹杂 1 非 2 非 0 . 0 7 0 . 13 1 2 4 9 2 4 8 7 5 4 5 3 6 3 非 0 . 1 8 3 4 2 5 3 4 2 3 1 6 7 3 硫化物 l 非 0 · 0 1 1 1 1 0 0 0 0 夹杂 2 非 o · 0 1 2 1 1 0 0 0 0 3 朴 0 . 0 1 2 1 1 0 0 0 0 氧化 物夹 杂 沿轴 向方 向上 的分布 变化 可 以 用 线性 规律来 描 述 . 在铸件外 部 ( #l 位 ) , 夹杂 物 细小 , 大 部分 小 于 1 协m , 其加 权平 均 直 径为 1 . 3 协m ; 铸 件 中部 (#2 位 ) , 夹杂 物尺 寸增 大 , 加 权 平 均直径 为 1 . 9 卜m ; 铸件 内部 (#3 位 ) , 其加 权平 均直 径 已增 大至 2 . 4 卜m . 3 讨论 3 . 1 离心机转速 的影 响 夹杂 物 数量 及 尺寸 沿 径 向上 的偏 析情况可 以 用 不 同尺 寸夹杂物 的 内浮速度 的差 别来解 释 . 当离心 机转 速 一 定 时 , 尺 寸大 的夹杂物所 受 的 内浮力 大 , 即 向铸件 内表 面漂移 的 速度 大 , 因而尺 寸 大 的夹 杂物 向内层偏 聚 . 随着 离心 机转速 的提 高 , 非金 属夹 杂物数 量降低 , 但 同时小 的夹杂 物相 互 碰撞 而 凝集 的概 率也 增大 , 从而加 剧 夹杂物 的偏 聚 12] . 在 不 同 的离 心 机 转 速 下 , 锐 角 氧 化 物 夹 杂 的 数 量 与 球 形 氧 化 物 夹 杂 数 量 之 比 ( 幻 也 随 之 发生 变 化 , 见 图 2 . 离 心 机 转 速 提 高 , K 值 降低 , 即 当离 心 力提 高 时 , 球 形 夹 杂物 比 率增 多 , 而 锐 角夹 杂物 比率减 少 . .3 2 夹杂物 的最 大尺 寸 夹杂 物 在 离 心 力 作 用 下 内 浮 运 动 的雷 诺 数 d u 掩 = — ( l ) V 火 . _ _ 甲一卜 10 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 毋 / ( r · im n 图2 离心机转速对锐角与球形氧化物 夹杂数且之 比(幻的影 响