[科普中国]-环形孔腔

环形孔腔是铸件或半固体成型件内的环型孔状空间。它的形成可以通过由低熔点金属形成一芯模以提供一牢固的金属芯模的方法实现的。环形孔腔在三辊式斜轧穿孔过程中发生。过早形成孔腔是指管坯未遇顶头时，中心已开始撕裂。1

孔腔是由中心疏松发展到撕裂而形成的，斜轧穿孔肘在顶头前中心疏松是必要的，而孔腔是要避免的。在高温下孔腔孔壁被严重氧化，在穿孔过程中不能被焊合而形成不规则的折叠，造成内折缺陷。

介绍孔腔是指旋转横锻、横轧和斜轧实心工件时产生的纵向内撕裂，有的文献称它为旋转横锻效应。工件中心产生的纵向撕裂称为中心孔腔；工件中呈环状的纵向撕裂称环形孔腔。二辊斜轧、横轧和横锻时产生的多为中心孔腔，三辊斜轧时产生的多为环形孔腔。2

形成环形孔腔是铸件或半固体成型件内的环型孔状空间。它的形成可以通过由低熔点金属形成一芯模以提供一牢固的金属芯模的方法实现的。然后芯模采用电镀或非电涂镍方法涂上镍层。金属芯模被熔化流出镍涂层，得到一镍衬芯。镍衬芯放置在环形模腔内，并将熔化金属通入腔内以形成铸件或成型件。铸件或成型件从腔内取出，此时，这些铸件和形成件内部都具有许多由耐腐蚀镍衬芯表面形成和围绕的通道。

影响孔腔形成的主要因素主要因素为以下几方面：

1)顶头前压下量愈大愈易形成孔腔。

2)变形区中椭圆度愈大愈易形成孔腔，其椭圆度为导板间距与轧辊间距之比。

3)在顶头前管坯被反复压缩的次数愈多愈易形成孔腔。

4)钢自然塑性的影响，其中包括钢的化学成分、冶炼质量、组织状态，而钢的组织状态又受管坯加热温度和时间所影响。

金属自然塑性的优劣决定着产生孔腔的难易程度。在斜轧穿孔中常用穿孔性能的好坏来衡量金属的自然塑性。

在生产中影响孔腔形成的主要因素是钢种，管坯质量、加热制度和穿孔变形制度等。2

作用环形孔腔的形成，可以保证金属部件拥有应有的强度和刚度，以便承受外届产生的各种压力。同时环形孔腔还可以形成金属内部和外部的隔离，可起到隔热或隔除杂质的作用。

应用它被广泛应用于精密部件的设计，例如旋涡气泵就常常采取增加泵体环形孔腔的方式。当旋涡气泵的叶轮旋转时，叶轮叶片中间的空气受到了离心力的作用，朝着叶轮的边缘运动，进入泵体的环形孔腔，然后又返回叶轮，在从叶片的起点同样的方式又进行循环。它使空气得到多次加速循环，从而使空气带有需要的能量。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学