铸铜加工厂在铸铜加工过程中,由于工艺复杂、操作不当或者材料特性等因素,容易出现以下一些缺陷:
一、气孔
产生原因
熔炼过程:在铜的熔炼阶段,如果炉料潮湿、含有油污或者熔炼时吸气(如吸收氢气),就容易产生气孔。例如,当使用含有水分的回炉料时,水分在高温下会分解成氢气,这些氢气可能会溶解在铜液中,在凝固过程中形成气孔。
浇注过程:浇注时,若浇包中的铜液转包次数过多、浇注速度过快或者浇注系统设计不合理,会使铜液卷入气体。比如,浇注速度过快会导致型腔内的空气来不及排出,被卷入铜液形成气孔。
对铸件质量的影响:气孔会降低铸件的致密度,影响其力学性能,如强度、韧性等。对于要求密封的铸铜件,气孔可能会导致铸件渗漏,使其无法满足使用要求。
二、缩孔和缩松
产生原因
凝固特性:铜合金在凝固过程中有体积收缩的特性。如果铸件在凝固过程中没有得到足够的液态金属补充,就会产生缩孔或缩松。例如,在厚大部位的凝固收缩得不到补缩时,就会形成集中缩孔;而在枝晶间的液体最后凝固时,如果得不到补缩,就会形成缩松。
工艺设计不合理:浇注系统和冒口的设计对补缩效果至关重要。如果冒口的尺寸、位置不合适或者数量不足,不能有效地提供液态金属来补偿铸件的收缩,就会导致缩孔和缩松。
对铸件质量的影响:缩孔和缩松会使铸件的力学性能下降,特别是在承受压力的情况下,可能会导致铸件破裂。在外观上,缩孔和缩松也会影响铸件的质量,使其表面不平整。
三、砂眼
产生原因
造型材料和工艺:在砂型铸造中,如果型砂的强度不够、紧实度不均匀或者砂型有破损,在浇注时铜液就可能冲坏砂型,砂粒进入铸件形成砂眼。例如,造型时砂型的舂砂不实,局部强度较低,浇注时铜液冲破砂型,使砂粒混入铸件。
浇注操作不当:浇注时如果浇口杯和直浇道没有清理干净,有残留的砂粒,也会导致砂眼。另外,合箱时如果型腔和型芯之间的间隙没有处理好,砂粒也容易掉入型腔,形成砂眼。
对铸件质量的影响:砂眼会影响铸件的外观质量,同时也可能会降低铸件的强度和密封性。在一些要求较高的液压系统或管道系统用铸铜件中,砂眼可能会导致泄漏等严重问题。
四、裂纹
产生原因
热应力:铸件在凝固和冷却过程中,由于不同部位的冷却速度不同,会产生热应力。当热应力超过铜合金的强度极限时,就会产生裂纹。例如,铸件的薄壁部分冷却速度快,厚壁部分冷却速度慢,在薄壁和厚壁的连接处容易因热应力产生裂纹。
铸件结构设计不合理:如果铸件的形状复杂、壁厚变化急剧或者有尖锐的内角,容易造成应力集中,从而引发裂纹。另外,合金的成分不合适,如某些杂质元素过多,可能会降低铜合金的韧性,增加裂纹产生的可能性。
对铸件质量的影响:裂纹是一种严重的缺陷,会直接导致铸件报废。即使是微小的裂纹,在使用过程中也可能会在应力的作用下扩展,最终使铸件失效。
五、冷隔
产生原因
浇注温度和速度:浇注温度过低或者浇注速度过慢时,铜液在流动过程中表面温度下降过快,当两股铜液汇合时,不能很好地融合在一起,就会形成冷隔。例如,在浇注薄壁铸铜件时,如果浇注温度不够高,铜液在型腔中流动一段距离后就会冷却凝固,后续的铜液无法与之融合,形成冷隔。
浇注系统不合理:浇注系统设计不合理,如浇口的位置和数量不当,可能会导致铜液不能均匀地填充型腔,出现分流后不能融合的情况,产生冷隔。
对铸件质量的影响:冷隔会使铸件的外观质量变差,并且会降低铸件的强度和密封性。在承受压力的铸铜件中,冷隔处可能会成为薄弱环节,导致铸件损坏。