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鋁合金鑄件如何預防氣孔的形成?

文章出處:公司動態責任編輯:東莞市億諾機電科技有限公司 發表時間:2023-02-28

鋁合金鑄件具有嚴重的氧化和吸氣傾向,熔煉過程中又直接與爐氣或外界大氣相接觸,因此,如熔煉過程中控制稍許不當,鋁合金鑄件時就很容易吸收氣體而形成氣孔,比較常見的是針孔。鋁合金鑄件的氣孔缺陷控制是一個復雜的問題,需要從多方面入手,除操作者要嚴格、精心操作外,工藝措施要得當,并加強管理,強化工藝過程中的質量檢查,還要做到以下幾個方面:

1、所有原材料及熔煉用工具都要仔細清除表面的銹跡、油污及熔渣等,中間合金和回爐料的質量也要控制好,質量差的回爐料如碎金屬屑、澆冒口不宜大量使用。金屬原材料、變質劑、精煉劑、澆包和攪拌勺等在使用前都應烘干,而坩堝則應預熱至暗紅色方可加入熔料。通常在金屬表面除了凝聚水外,還有與金屬氧化膜作用形成的結晶水,在200~300℃低溫烘烤只能去除部分凝聚水和溶解水,只有在500 ℃ 以上才能較容易除去大部分結晶水。

2、操作中應盡量縮短熔煉時間,減少合金的吸氣量。熔煉溫度不宜過高,溫度越高,吸氣量越大,一般不超過800℃,熔煉過程要有測溫裝置控制。另外,還要控制變質時間,變質時間越長,變質溫度越高,氧化與吸氣越嚴重。由于鋁合金液面的氧化膜有保護作用,可以防止金屬液直接與大氣中的水分反應。在熔煉、澆注過程中要盡量避免破壞液面的氧化膜,精煉、變質時攪拌勺在液面下平穩攪動,特別是精煉操作要細心,精煉工序是防止氣孔重要的一環。金屬液澆注時應平穩,速度均勻,澆包和鑄型之間保持相對小的垂直距離。

3、 控制模具的透氣性。砂型的透氣性過高容易使金屬液滲入砂粒間而形成機械粘砂,或鑄件表面粗糙度大、尺寸超差等缺陷;透氣性過低則形成氣孔缺陷的傾向大。一般砂型面砂的透氣性宜較小,表面硬度較低;而背砂的透氣性應偏高些,同時硬度也應高些,以便搬運,有利于保證鑄型的整體透氣性。在不塌箱的前提下,型砂透氣性一般為80~100 。另外,還要嚴格控制砂型中的水分含量,一般控制在4%~5% 。砂型水分含量過高,氣孔缺陷加劇。型腔修補時,刷水不能太多。澆注場地不宜撒水,保持空氣干燥是一個不能忽視的問題。

4、在砂型的上型及下型應扎通氣孔,以增大在澆注過程中氣體的排放。氣孔的頂端與型壁應有一定的距離,一般為4~6mm,距離太大不利于排氣。大型鑄件的下型排氣更為重要,除扎出氣孔外,還可將鑄型用砂墊高。同樣,型砂也要保持干凈,回用砂及原砂中的雜質要及時清理。

5、 增強砂芯的排氣能力。大型復雜鋁合金鑄件免不了要放砂芯,由于砂芯中的粘結劑在高溫澆注時會產生一定量的氣體,要設法排放。通常的方法是在砂芯中設置排氣道、埋放蠟線、扎氣孔等,體積較大的砂芯可填放爐渣或焦炭塊,這些措施都非常有效。另外,在砂芯的芯頭處應配有氣孔排氣,如果砂芯的芯頭與砂型的間隙較大,可用石棉繩阻攔金屬液,防止金屬液堵住排氣孔。大型復雜鋁鑄件在澆注時還應在排氣系統出口處點火“引氣”,以減少排出的壓力,有助于氣體的排放。砂芯中粘結劑及添加劑的用量應合理。粘結劑的發氣量一般很大,在保證砂芯使用性能的前提下應盡量減少加入量。對于桐油砂芯,桐油加入量一般為2% ~3%。為提高砂芯的濕強度和表面硬度,加入糊精的量一般為1%~2% ,糊精的發氣量很大,因此加入量要嚴格控制。此外,砂芯在使用前應長時間烘烤,待冷卻后方可放入鑄型。

6、增強冷鐵排氣。為形成順序凝固,有些鑄件會放置冷鐵以提高冷凝速度,而冷鐵的排氣性較差。為改善冷鐵的排氣性,可在冷鐵上開通氣槽并涂上耐火涂料。

鋁合金生產實踐證明,鋁合金因吸氣而形成氣孔的主要氣體成分是氫氣,并且其出現無一定的規律可循,往往是一個爐次的全部或多數鑄件均存在有針孔現象;材料也不例外,各種成分的鋁合金都容易產生針孔。要防止鋁合金壓鑄件氣孔缺陷的產生,就要采取有效措施盡量減少原材料的水分,強化熔煉質量管理,合理選擇鑄造工藝,提高鑄型的排氣能力。

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