?在重力鑄造過程中，縮孔和縮松是由于鋁液凝固時補縮不足或凝固順序不合理導致的。以下是防止此類缺陷的關鍵措施，從工藝設計、材料控制到操作優化進行全面解析：
一、優化鑄件結構設計
1. 合理設計壁厚與結構
避免壁厚不均勻：壁厚突變處易形成熱節（局部凝固緩慢區域），導致補縮困難。應采用漸變過渡或加強筋替代厚壁結構，減少熱節尺寸。
設置工藝補貼：在鑄件厚壁處增加少量金屬（補貼），人為延長補縮通道，如齒輪輪轂、法蘭等厚大部位。
2. 利用凝固順序控制補縮
實現定向凝固：通過設計使鑄件從薄壁→厚壁→冒口逐步凝固，確保鋁液能從冒口持續補縮到厚壁區域。例如：
薄壁件先凝固，形成 “凝固殼”；
厚壁區域后凝固，由冒口提供補縮；
冒口最后凝固，成為補縮源。
二、冒口與冷鐵的科學應用
1. 冒口設計要點
尺寸足夠大：冒口體積需大于鑄件厚壁處的收縮體積，通常為鑄件熱節體積的1.5~2 倍。
形狀優化：優先采用圓柱形或球頂圓柱形冒口（散熱面積小，補縮效率高），避免扁長形冒口因冷卻過快失去補縮能力。
位置精準：冒口應設在鑄件高處或厚壁頂部，利用重力實現自上而下補縮。
2. 冷鐵的輔助作用
加速局部冷卻：在鑄件薄壁或需提前凝固的部位放置鑄鐵或銅冷鐵，強制該區域優先凝固，形成定向凝固梯度。
避免激冷裂紋：冷鐵表面需清潔無油污，且厚度不宜超過鑄件壁厚的1.5 倍，防止局部冷卻過快產生裂紋。
三、模具溫度與冷卻控制
1. 預熱溫度與分布
合理預熱模具：模具整體預熱溫度控制在200~350℃，厚壁區域可局部加熱至300~400℃，延緩該區域冷卻速度，延長補縮時間窗口。
避免局部過熱：采用分區加熱（如電加熱棒或感應加熱），確保模具溫度均勻，防止因溫差過大導致凝固順序混亂。
2. 冷卻速率調控
厚壁件慢冷：通過減少冷鐵使用或降低風冷強度，使厚壁區域緩慢凝固，充分利用冒口補縮。
薄壁件快冷：薄壁區域可通過銅合金模具鑲塊或強制風冷加速凝固，形成有效 “凝固屏障”，引導補縮方向。
四、鋁液熔煉與澆注工藝優化
1. 控制熔煉溫度與純凈度
避免過熱熔煉：鋁液溫度過高會增加收縮率（每過熱 100℃，體收縮率增加約 0.6%），建議熔煉溫度控制在680~750℃（根據合金調整）。
精煉除氣除渣：
用N?/Ar 氣精煉或C?Cl?片劑去除熔體中的 H?，減少氣體來源；
靜置時間≥15 分鐘，使夾雜物充分上浮，避免夾渣阻礙補縮通道。
2. 澆注速度與壓力控制
緩慢平穩澆注：避免鋁液飛濺卷氣，澆口截面積需足夠大（如澆口速度≤0.5m/s），確保充型過程中金屬液始終保持液態補縮能力。
加壓補縮（可選）：對大型復雜件，可在澆注后對冒口區域施加機械壓力（如 0.5~2MPa），強制鋁液向鑄件厚壁流動，彌補收縮。
五、合金成分與變質處理
1. 調整合金收縮特性
選擇收縮率低的合金：如 A356 合金（收縮率約 6.5%）比 ADC12（收縮率約 7.5%）更不易產生縮孔，優先用于關鍵受力件。
控制雜質元素：Fe 含量過高（>1.2%）會增加合金脆性，加劇縮松傾向，需嚴格控制在標準范圍內（如鋁合金 Fe≤0.8%）。
2. 變質處理細化組織
對Al-Si 系合金（如 A356、YL112），使用Sr（鍶）或 Na（鈉）變質劑細化共晶硅，使凝固組織更致密，減少顯微縮松。
變質劑加入量需精確（如 Sr 含量 0.01~0.03%），過量會導致過變質，反而降低力學性能。
六、缺陷檢測與工藝驗證
1. 實時監控與檢測
紅外測溫：在模具厚壁區域安裝熱電偶，實時監測凝固過程溫度變化，確保定向凝固順序。
X 射線探傷：對首件或可疑件進行無損檢測，識別內部縮孔 / 縮松位置，針對性調整冒口或冷鐵布局。
2. 試模與工藝迭代
首次生產時采用 ** 低熔點合金（如鉍錫合金）** 進行模具充型模擬，觀察凝固順序是否符合設計預期。
記錄缺陷出現的位置和形態，通過增減冒口尺寸、調整冷鐵位置或修改澆注溫度進行多輪工藝優化。