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南朗鋁合金鑄造廠家說一下關(guān)于南朗鋁合金鑄造容易產(chǎn)生氣孔如何解決?

文章出處:新聞中心 責(zé)任編輯:東莞市劍鋒機(jī)械配件有限公司 發(fā)表時(shí)間:2025-06-11
  ?鋁合金鑄造廠家在鋁合金鑄造中氣孔缺陷(由氣體卷入或析出形成)會導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能下降、氣密性差,甚至報(bào)廢。以下是氣孔產(chǎn)生的常見原因及針對性解決措施,結(jié)合工藝、設(shè)備、材料等維度提供系統(tǒng)解決方案:
?南朗鋁合金鑄造廠家說一下關(guān)于南朗鋁合金鑄造容易產(chǎn)生氣孔如何解決?的圖片
一、氣孔產(chǎn)生的主要原因
氣體來源
金屬液吸氣:鋁液易與空氣中的水分(H?O)反應(yīng)生成氫氣(2Al + 3H?O → Al?O? + 6H),氫在液態(tài)鋁中溶解度高(約 0.6ml/100g),凝固時(shí)驟降至 0.03ml/100g,析出形成氣孔。
鑄型發(fā)氣:砂型 / 砂芯中的水分、有機(jī)物(粘結(jié)劑、脫模劑)在高溫下分解產(chǎn)生 CO?、H?、NH?等氣體,侵入金屬液。
模具 / 工具帶氣:未烘干的澆包、模具表面吸附的水分或油污受熱揮發(fā)。
工藝缺陷
熔煉溫度過高:溫度越高,鋁液吸氫量越大(氫溶解度隨溫度升高呈指數(shù)增長)。
澆注速度不當(dāng):流速過快導(dǎo)致金屬液飛濺、卷氣(形成裹氣型氣孔);流速過慢導(dǎo)致金屬液提前氧化,阻礙氣體排出。
排氣設(shè)計(jì)不足:砂型 / 金屬型中排氣通道不暢,氣體無法及時(shí)排出型腔。
材料與模具問題
原材料潮濕:廢鋁、回爐料表面附著油污、水分,熔煉時(shí)釋放氣體。
模具表面粗糙:粗糙表面易滯留氣體,或脫模劑噴涂過厚、未烘干,高溫分解產(chǎn)氣。
二、解決氣孔問題的關(guān)鍵措施
(一)熔煉環(huán)節(jié):控制氣體來源
嚴(yán)格原材料管理
確保鋁錠、廢鋁、合金元素(如 Si、Mg)干燥清潔,使用前預(yù)熱烘干(150~200℃,2~4 小時(shí)),去除表面水分和油污。
回爐料需分類處理,避免混入含油、含水的廢料(如切削液污染的鋁屑)。
優(yōu)化熔煉工藝
控制熔煉溫度:避免過高溫度(如鋁合金常規(guī)熔煉溫度控制在 700~750℃,避免超過 800℃),縮短鋁液在高溫下的停留時(shí)間。
加強(qiáng)除氣精煉:
通入惰性氣體:熔煉后期向鋁液中通入氬氣(Ar)或氮?dú)猓∟?),氣泡上浮時(shí)吸附氫氣帶出(吹氬時(shí)間 5~10 分鐘,流量 0.1~0.3m3/h)。
使用精煉劑:添加C?Cl?、ZnCl?等氯鹽類精煉劑(用量 0.2%~0.5%),與鋁反應(yīng)生成 HCl 氣體,與氫氣形成氣泡排出;或使用 ** 無鈉精煉劑(如 Al-5Ti-B)** 減少腐蝕。
旋轉(zhuǎn)噴吹法:通過石墨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)(200~300rpm)噴入氣體,增強(qiáng)除氣效率(適用于大批量生產(chǎn))。
靜置扒渣:精煉后靜置 10~15 分鐘,使夾雜物和氣泡充分上浮,扒除液面浮渣后再澆注。
覆蓋劑隔離空氣
熔煉過程中向鋁液表面撒干燥的鋁礬土(Al?O??nH?O)或木炭,形成致密覆蓋層,隔絕空氣并減少水分侵入。
(二)造型與模具環(huán)節(jié):減少氣體侵入
砂型鑄造優(yōu)化
控制型砂濕度:砂型含水率控制在 4%~6%,過高易產(chǎn)生水蒸氣;使用樹脂砂或水玻璃砂時(shí),粘結(jié)劑用量需精準(zhǔn)(如呋喃樹脂用量 1.5%~2%),避免發(fā)氣過多。
增強(qiáng)透氣性:
在砂型 / 砂芯中開設(shè)排氣槽、排氣孔(直徑 2~5mm,間距 50~100mm),或在分型面鋪設(shè)透氣氈。
采用中空砂芯或陶瓷排氣針,加速氣體排出。
砂型充分烘干:粘土砂型需在 180~250℃烘干 4~8 小時(shí),樹脂砂型烘干溫度 150~200℃,時(shí)間 2~4 小時(shí),確保水分完全蒸發(fā)。
金屬型鑄造優(yōu)化
模具預(yù)熱與清潔:澆注前將模具預(yù)熱至 150~250℃(根據(jù)合金類型調(diào)整),避免鋁液驟冷產(chǎn)生氣孔;模具表面需徹底清理油污、氧化皮,并用壓縮空氣吹凈。
合理噴涂脫模劑:使用水基脫模劑(避免油基揮發(fā)產(chǎn)氣),噴涂后需充分干燥(如吹風(fēng)機(jī)吹干或預(yù)熱蒸發(fā)水分),厚度控制在 0.01~0.03mm,避免局部堆積。
(三)澆注環(huán)節(jié):防止卷氣與氧化
控制澆注速度與方式
采用底注式澆注系統(tǒng)(金屬液從型腔底部平穩(wěn)流入),避免頂注時(shí)高速沖擊產(chǎn)生飛濺和卷氣;澆口截面積需匹配鋁液流量,流速控制在 0.5~1.5m/s。
對于復(fù)雜鑄件,可設(shè)置穩(wěn)流澆道或過濾網(wǎng)(如陶瓷網(wǎng)格),過濾夾雜物并穩(wěn)定液流。
減少澆包帶氣
澆包使用前需徹底烘干(200~300℃,2 小時(shí)以上),避免殘留水分與鋁液反應(yīng);舀取鋁液時(shí)應(yīng)平穩(wěn),避免劇烈攪動卷入空氣。
(四)工藝參數(shù)與設(shè)備升級
真空鑄造技術(shù)
在真空環(huán)境(0.1~10kPa)下進(jìn)行澆注,降低型腔氣壓,減少氣體溶解度和侵入風(fēng)險(xiǎn),適用于高要求鑄件(如航空航天零件)。
壓力鑄造改良
采用低壓鑄造或差壓鑄造,通過底部緩慢充型和施加壓力(0.01~0.1MPa),促進(jìn)氣體排出并壓實(shí)鑄件,尤其適合氣密性要求高的零件(如汽車輪轂)。
3D 打印砂型 / 模具
使用樹脂砂 3D 打印技術(shù)制作高精度砂型,減少砂型間隙和發(fā)氣量,同時(shí)可設(shè)計(jì)復(fù)雜排氣通道,提升排氣效率。
(五)其他輔助措施
超聲波除氣:熔煉后期對鋁液施加超聲波振動(頻率 20~40kHz),利用空化效應(yīng)破碎氣泡,促進(jìn)氣體聚合排出。
實(shí)時(shí)監(jiān)測與調(diào)整:使用 ** 氫含量測試儀(如 Leco H-826)** 在線檢測鋁液氫含量,確保澆注前氫含量低于 0.1ml/100g(視合金而定)。
鑄件焊補(bǔ)管控:若氣孔缺陷需焊補(bǔ),需采用 ** 氬弧焊(TIG)** 并嚴(yán)格清理焊區(qū),避免二次產(chǎn)氣。

南朗鋁合金鑄造廠家說一下關(guān)于南朗鋁合金鑄造容易產(chǎn)生氣孔如何解決?

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