铝合金铸造是一种将铝合金熔化成液态后,通过各种铸造方法将其注入特定的铸型型腔中,冷却凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的铝合金铸件的工艺过程。下面,
铝合金铸造厂小编讲解一下关于在铝合金铸造过程中,需要避免以下几种气孔:
析出性气孔
成因:
主要是由于铝合金液在凝固过程中,氢的溶解度发生变化而析出形成的。氢在液态铝合金中的溶解度较高,而在固态铝合金中的溶解度较低。当铝合金液从液态转变为固态时,氢会从溶液中析出,形成气泡。如果这些气泡来不及排出,就会留在铸件中形成气孔。铝合金熔炼过程中,与潮湿的空气接触、炉料本身含有的水分以及使用的熔剂等都可能是氢的来源。
避免措施:
原材料处理:对炉料进行预热,去除其表面的水分和油污。例如,将铝合金锭在熔炼前进行烘干处理,使其含水量降低。同时,选用干燥、清洁的熔剂,避免熔剂带入过多的水分。
熔炼过程控制:在熔炼过程中,尽量减少铝合金液与潮湿空气的接触。可以采用覆盖剂对铝合金液进行覆盖,如使用干燥的木炭或专用的熔炼覆盖剂,以防止铝合金液吸气。并且,适当延长熔炼时间,让氢气有足够的时间从铝合金液中逸出。
精炼处理:采用精炼剂对铝合金液进行除气处理。例如,使用六氯乙烷(C₂Cl₆)等精炼剂,通过化学反应将铝合金液中的氢气以氯化氢(HCl)等气体形式排出。同时,还可以采用真空熔炼或惰性气体(如氩气)保护熔炼等方式,降低铝合金液中的氢含量。
卷入性气孔
成因:
通常是在浇注过程中,由于液体金属的流动不合理,将外界气体卷入到铝合金液中而形成的。例如,浇注速度过快、浇注高度过高或者浇注系统设计不合理,导致铝合金液在进入铸型时产生飞溅、涡流等现象,使得空气卷入其中。另外,铸型内的排气不畅也会使卷入的气体无法排出,最终在铸件中形成气孔。
避免措施:
浇注系统优化:合理设计浇注系统,包括浇注口、直浇道、横浇道和内浇道的形状、尺寸和位置。浇注口的位置应尽量避免铝合金液直接冲击铸型壁或型芯,减少液体金属的飞溅。直浇道和横浇道的设计要保证铝合金液能够平稳地流入铸型,例如采用底注式浇注系统,使铝合金液从底部缓慢上升,减少卷入空气的可能性。
控制浇注参数:调整浇注速度和浇注高度,避免浇注速度过快和浇注高度过高。一般来说,浇注速度应根据铸件的大小、形状和复杂程度进行合理控制,以保证铝合金液能够平稳地充满铸型。浇注高度越低越好,最好能使铝合金液以层流的方式进入铸型。
铸型排气设计:确保铸型有良好的排气性能。可以在铸型上设置排气孔、排气槽或使用透气性好的造型材料。例如,在砂型铸造中,选用透气性高的型砂,并在铸型的适当位置扎出排气孔,让卷入的气体能够顺利排出。
反应性气孔
成因:
是由于铝合金液与铸型材料、熔剂或其他杂质发生化学反应,产生气体而形成的。例如,铝合金中的某些元素(如镁)与铸型中的水分发生反应,生成氢气;或者铝合金液与熔剂中的某些成分反应产生气体。这些气体如果不能及时排出,就会在铸件中形成气孔。
避免措施:
铸型材料选择与处理:选择合适的铸型材料,避免铸型材料中的成分与铝合金液发生反应。例如,对于含镁量较高的铝合金,尽量避免使用含有水分较多的铸型材料。在使用前,对铸型进行烘干处理,降低其含水量。同时,对铸型进行表面处理,如涂刷涂料,以防止铝合金液与铸型直接接触发生化学反应。
熔剂控制:严格控制熔剂的成分和质量,避免使用含有易与铝合金液发生反应成分的熔剂。并且,在使用熔剂时,按照正确的方法和比例加入,防止因熔剂使用不当而产生反应性气孔。