?鋁合金鑄造過程中，縮孔和縮松是常見的鑄造缺陷，主要由金屬液凝固時體積收縮未能得到有效補縮引起。預防這類缺陷需從合金成分設(shè)計、鑄造工藝優(yōu)化、模具設(shè)計、澆注系統(tǒng)改進等多方面入手。接下來，鋁合金鑄造廠家小編具體介紹一下預防措施：
一、縮孔 / 縮松的形成原因
合金凝固特性
結(jié)晶溫度范圍寬的合金（如鋁硅系合金）易產(chǎn)生縮松；結(jié)晶溫度范圍窄的合金（如鋁銅系合金）易產(chǎn)生集中縮孔。
合金含氣量高，凝固時析出氣體加劇收縮缺陷。
鑄造工藝問題
澆注溫度過高，液態(tài)收縮量增大，補縮難度增加。
冷卻速度不均，導致凝固順序混亂，無法形成定向凝固。
冒口、冷鐵等補縮 / 激冷裝置設(shè)計不合理，補縮通道提前堵塞。
模具設(shè)計缺陷
模具散熱不均，厚壁部位冷卻慢，成為最后凝固區(qū)域（熱節(jié)），缺乏補縮通道。
澆道位置不當，金屬液充型路徑過長或紊流，導致先充型部位提前凝固，阻礙后續(xù)補縮。
二、預防措施
1. 優(yōu)化合金成分與熔煉工藝
控制合金元素
對于鋁硅合金（如 A356、ZL101），適當提高硅含量（接近共晶成分，如 Si=11%~13%），減少結(jié)晶溫度范圍，降低縮松傾向。
避免雜質(zhì)元素（如 Fe、Zn）過量，F(xiàn)e>1.2% 時易形成粗大金屬間化合物，阻礙補縮；Zn 過量會增加熱裂傾向。
減少合金含氣量
熔煉時嚴格控制熔煉溫度（如鋁硅合金熔煉溫度 720~760℃），避免過熱吸氣。
采用精煉除氣工藝：通入氬氣（Ar）或六氯乙烷（C2Cl6）進行攪拌除氣，精煉時間 5~10 分鐘，確保含氣量≤0.1mL/100g Al。
熔煉工具和爐料需干燥，防止水分帶入氣體。
2. 設(shè)計合理的鑄造工藝（定向凝固原則）
建立定向凝固順序
通過冒口補縮和冷鐵激冷，使鑄件從遠離冒口的部位向冒口方向依次凝固，確保補縮通道暢通。
示例：對于厚壁件，在最高處設(shè)置冒口，同時在薄壁部位放置冷鐵，加快其冷卻速度，使縮孔集中到冒口中。
冒口設(shè)計要點
尺寸：冒口體積需大于鑄件收縮體積，通常冒口體積為鑄件熱節(jié)體積的 1.5~2 倍。
形狀：球形或圓柱形冒口補縮效率最高（散熱面積小），避免使用扁長形冒口。
位置：冒口應位于鑄件最后凝固的熱節(jié)上方，且與鑄件通過補縮頸連接（補縮頸厚度≥鑄件熱節(jié)厚度）。
冷鐵應用
在鑄件薄壁或需要提前凝固的部位放置金屬冷鐵（如鑄鐵、鋼），加快局部冷卻速度，調(diào)整凝固順序。
冷鐵厚度一般為鑄件壁厚的 0.5~1 倍，間距不小于冷鐵厚度的 3 倍，避免過度激冷導致裂紋。
3. 優(yōu)化模具（鑄型）設(shè)計
控制模具溫度分布
對于金屬型鑄造，可通過模具溫度控制系統(tǒng)（如冷卻水道、加熱棒）調(diào)整局部溫度。例如，在厚壁部位設(shè)置冷卻水道，降低熱節(jié)處溫度，促進順序凝固。
砂型鑄造時，采用蓄熱系數(shù)高的型砂（如鉻鐵礦砂、鋯砂）包裹熱節(jié)部位，加快散熱。
避免熱節(jié)結(jié)構(gòu)
鑄件設(shè)計時減少厚大截面，采用漸變壁厚或加強筋替代實心厚壁，避免局部金屬聚集形成熱節(jié)。
4. 改進澆注系統(tǒng)
合理選擇澆注方式
底注式澆道：金屬液從型腔底部平穩(wěn)注入，避免沖擊砂型或金屬型，減少飛濺和氧化皮，同時利于氣體排出。
縫隙式澆道：適用于大面積薄壁鑄件，金屬液沿型腔壁逐層上升，充型均勻，減少紊流。
控制澆注溫度與速度
澆注溫度：在保證充型的前提下，盡量降低澆注溫度。例如，鋁硅合金砂型鑄造時，澆注溫度可控制在 680~730℃，金屬型鑄造可降至 660~710℃。
澆注速度：采用 “慢 - 快 - 慢” 原則，初期緩慢充型以減少氧化，中期快速充滿型腔，后期緩慢以避免卷入氣體。
5. 其他工藝措施
采用壓力鑄造或低壓鑄造
壓力鑄造（如壓鑄）在高壓下凝固（壓力 50~150MPa），可顯著減少縮孔 / 縮松，尤其適用于復雜薄壁件。
低壓鑄造通過底部充型和持續(xù)壓力補縮（壓力 0.01~0.05MPa），補縮效果優(yōu)于重力鑄造，適合鋁輪轂等致密性要求高的鑄件。
孕育處理
對鋁硅合金添加變質(zhì)劑（如鈉鹽、鍶（Sr）、銻（Sb）），細化硅晶粒，改善凝固特性，減少縮松傾向。例如，Sr 加入量 0.02%~0.04%，可使共晶硅從粗大針狀變?yōu)榧毿±w維狀。
三、缺陷檢測與分析
無損檢測：通過 X 射線或超聲波檢測鑄件內(nèi)部縮孔 / 縮松，確定位置和嚴重程度。
解剖分析：對報廢鑄件進行剖切，觀察縮孔形態(tài)（集中縮孔或分散縮松），判斷是工藝問題（如冒口不足）還是合金成分問題（如含氣量過高）。
反饋優(yōu)化：根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整冒口尺寸、冷鐵位置或澆注參數(shù)，通過試生產(chǎn)驗證效果。