?鋁合金鑄造廠家改善鋁合金鑄造件氣孔缺陷需從 “減少氣體來(lái)源”“促進(jìn)氣體排出”“優(yōu)化凝固過(guò)程” 三個(gè)核心環(huán)節(jié)入手,結(jié)合不同鑄造工藝(砂型鑄造、壓鑄、低壓鑄造等)的特點(diǎn),采取針對(duì)性工藝措施:
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一、減少金屬液吸氣(熔煉階段控制)
嚴(yán)格控制原材料與爐料
爐料(新料、回爐料)需清潔無(wú)油污、無(wú)水分:回爐料需去除表面涂層(如漆、氧化膜),用高溫烘烤(200-300℃,2-4 小時(shí))去除水分和揮發(fā)物;廢料切割后需打磨清理氧化皮。
限制回爐料比例:回爐料占比不超過(guò) 50%(尤其壓鑄回爐料,避免氣孔和夾雜物累積),混合使用時(shí)需均勻搭配。
優(yōu)化熔煉工藝
控制熔煉溫度:避免鋁液過(guò)燒(一般控制在 680-720℃,根據(jù)合金成分調(diào)整),溫度每升高 10℃,氫溶解度增加約 10%,過(guò)高溫度會(huì)顯著增加吸氣量。
干燥熔煉工具:坩堝、攪拌勺、澆包等需預(yù)熱至 200-300℃(去除水分),避免冷工具接觸鋁液時(shí)產(chǎn)生氣體。
加強(qiáng)爐內(nèi)氣氛控制:燃油爐需確保充分燃燒(減少 CO、H?O 等還原性氣體),電爐可通入惰性氣體(如氮?dú)猓┍Wo(hù),減少空氣卷入。
高效精煉除氣
惰性氣體精煉:采用氬氣(Ar)或氮?dú)猓∟?)通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴吹頭(石墨轉(zhuǎn)子)通入鋁液,氣泡直徑越小(≤1mm)、分布越均勻,除氣效果越好(可去除 70% 以上的氫氣),精煉時(shí)間通常 10-15 分鐘,溫度 680-700℃。
化學(xué)精煉:添加精煉劑(如六氯乙烷 C?Cl?、無(wú)毒精煉劑如 Al-Ti-B 合金),通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成氣泡攜帶氣體上?。纫彝榉纸猱a(chǎn)生 HCl 氣體,需在通風(fēng)良好環(huán)境下使用)。
精煉后靜置:鋁液精煉后靜置 5-10 分鐘,使微小氣泡聚合長(zhǎng)大并上浮至液面,減少隨流帶入鑄型的氣體。
二、促進(jìn)氣體排出(澆注與模具設(shè)計(jì))
優(yōu)化澆注系統(tǒng)與排氣設(shè)計(jì)
砂型鑄造:
采用底注式或階梯式澆注系統(tǒng),避免金屬液高速?zèng)_擊型砂產(chǎn)生卷氣(充型速度控制在 0.5-1.5m/s);
在型腔最高處、拐角、厚大部位設(shè)置排氣冒口(截面積≥10mm2),或在砂型表面扎排氣孔(直徑 2-3mm,間距 50-100mm),增強(qiáng)型砂透氣性(透氣性≥50)。
壓力鑄造:
設(shè)計(jì) “慢 - 快 - 慢” 的充型速度曲線:初始低速充型(避免卷氣),中間高速充滿型腔,最后減速保壓;
模具排氣槽深度:鋁合金壓鑄排氣槽深度 0.05-0.1mm(避免金屬液溢出),長(zhǎng)度≥50mm,分布在分型面、滑塊、深腔等氣體聚集區(qū),配合抽真空系統(tǒng)(真空度≤50mbar)可顯著減少卷氣。
低壓鑄造:
控制升壓速度(0.01-0.03MPa/s),使金屬液平穩(wěn)充型,避免型腔氣體被卷入;在澆口對(duì)面或型腔頂部設(shè)置排氣通道,確保氣體隨金屬液上升順利排出。
改善鑄型 / 模具透氣性
砂型鑄造:選用高透氣性型砂(如石英砂 + 膨潤(rùn)土,適當(dāng)增加原砂粒度),減少水分(型砂水分≤5%),避免使用過(guò)多粘結(jié)劑導(dǎo)致透氣性下降。
金屬型鑄造:模具型腔表面開(kāi)設(shè)細(xì)密排氣槽(尤其復(fù)雜部位),或采用多孔性涂料(如石墨涂料),利用涂料孔隙輔助排氣。
三、優(yōu)化凝固過(guò)程(減少氣體析出)
控制冷卻速度與凝固順序
厚大部位增強(qiáng)冷卻:砂型鑄造可在鑄件厚壁處放置冷鐵(鑄鐵或銅質(zhì)),加速冷卻,減少氣體聚集時(shí)間;金屬型鑄造可局部通水冷卻,使厚壁部位與薄壁部位凝固速度趨于一致。
合理設(shè)置冒口:在最后凝固的厚大部位設(shè)置冒口,利用金屬液補(bǔ)縮的同時(shí),使氣體通過(guò)冒口逸出(冒口高度≥鑄件壁厚的 1.5 倍)。
調(diào)整工藝參數(shù)
澆注溫度:在保證流動(dòng)性的前提下盡量降低(如鋁硅合金壓鑄溫度 650-680℃,砂型鑄造 680-700℃),縮短凝固時(shí)間,減少氣體析出機(jī)會(huì)。
壓力參數(shù)(壓鑄 / 低壓鑄造):
壓鑄比壓:根據(jù)鑄件壁厚調(diào)整,薄壁件≥50MPa,厚壁件≥80MPa,保壓時(shí)間 1-3 秒,確保氣體被壓實(shí)排出;
低壓鑄造保壓壓力:0.03-0.05MPa,保壓時(shí)間≥鑄件凝固時(shí)間的 1.5 倍,防止凝固時(shí)氣體析出形成氣孔。
四、其他輔助措施
模具 / 型砂預(yù)處理
金屬型(壓鑄模)需預(yù)熱至 150-250℃(避免低溫模具導(dǎo)致金屬液快速凝固包裹氣體),并噴涂薄層耐高溫涂料(如氧化鋅涂料,厚度 5-10μm),減少氣體生成。
砂型需充分烘干:濕型砂水分≤5%,干型砂烘干溫度 200-300℃,保溫 2-4 小時(shí),徹底去除水分(水蒸氣是砂型鑄造氣孔的主要來(lái)源之一)。
在線檢測(cè)與工藝反饋
熔煉過(guò)程中用 “測(cè)氫儀” 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋁液含氫量(控制在≤0.15mL/100g),超標(biāo)時(shí)重新精煉;
對(duì)鑄件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)(如 X 光探傷、水壓試驗(yàn)),統(tǒng)計(jì)氣孔位置和形態(tài),反向優(yōu)化澆注系統(tǒng)或排氣設(shè)計(jì)(如某部位頻繁出現(xiàn)氣孔,可增加對(duì)應(yīng)位置的排氣槽)。