铸造铝合金中的针孔及其防止

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1、!!!!!!!铸!!造7"B4C2D栏目主持!田文华!!铸造铝合金中的针孔及其防止内蒙古机电职业技术学院!%呼和浩特!)#)),#&!何晓敏!!铸造铝合金由于其密度小!比强度高!具有良好的进一步冷却收缩时能形成一定程度的真空!从而使合金综合性能!因此被广泛用于航空航天#汽车制造#动力中过饱和的氢气析出并形成针孔$仪表#工具及民用器具等制造业$随着国民经济的发展二#铸造铝合金针孔度的评定及世界经济一体化进程的推进!其生产量和消耗用量大$铸造铝合金机械加工表面#?7范围内孔洞的数量和幅增长$但是!铸造铝合

2、金的针孔缺陷较突出!本文结尺寸称为针孔度$针孔对铝合金性能的影响主要表现在合笔者在铝合金铸件生产实践中积累的经验!谈谈铝合会使铸件组织致密度降低!力学性能下降$为此!在铝金铸件针孔缺陷的产生和预防$合金铸件生产实践中!加强气孔等级对力学性能影响的一#铸造铝合金针孔的产生研究!通过控制针孔等级来保证铝合金铸件品质是非常针孔是铝合金在凝固过程中!溶解在铝熔液中的气重要的$针孔等级评定!低倍检验按AN#)%,#(#=%=进体%==69$&逸出后又没有完全浮到铝液表面造成的$行"F射线检测按AN##0(/(#

3、=%=铝合金铸件针孔分级铝合金在熔炼和浇注时!会吸入大量的氢气!冷却标准执行$根据*铝合金铸件针孔度目测评定法+!针时则因溶解度的下降而不断析出$铝合金中溶解的氢!孔度分为,级!参考图像如附表中所示$其溶解度随合金液温度的升高而增大!随温度的下降而减少!由液态转变成固态时!氢在铝合金中的溶解度下降#=倍$因此铝合金液在冷却凝固过程中!当氢的含量超过了其溶解度时即以气泡的形式析出$因过饱和的氢析出而形成的氢气泡!若来不及上浮排出!就会在凝固过程中形成细小#分散的气孔!即通常所说的针孔$在氢气泡形成前达到

4、的过饱和度是氢气泡形核数目的函数!而氧化物和其他夹杂物则起气泡核心的作用$在一般生产条件下!特别是在厚大的砂型铸件中很难避免针孔的产生$在相对湿度大的气氛中熔炼和浇注铝合金!铸件中的针孔尤其严重$这就是干燥的季节要比多雨潮湿的时节产生的铝合金铸件针孔缺陷少些的原因$对铝合金而言!如果结晶温度范围较大!则产生网状针孔$这是因为在一般铸造生产条件下!铸件具有宽的凝固温度范围!使铝合金容易形成发达的树枝状结晶$在凝固后期!树枝状结晶间隙部分的残留铝液可能相互隔绝!分别存在于近似封闭的小空间中!由于它们受到外

5、界大气压力和合金液体的静压作用较小!当残留铝液!&,"##$年第%期!热处理"锻压"铸造热加工!!!"#$%&’!()*+,-./01"2(#!!!!!!!!!!7"B4C2D铸!!造三#铸造铝合金针孔缺陷的防止和工具进行预处理$炉料使用前应先用吹砂或其他方法+’形成针孔的氢气来源与析出去除表面的锈迹#泥沙等污物!并进行炉料预热!预热温度为0,)3(,)5!并保持01以上!严防带入水分和铝合金中气孔的产生!是由于铝合金吸气而形成的!油污等$但分子状态的气体一般不能溶解于合金液中!只有当气坩埚#锭模和熔

6、炼工具!使用前应将表面油污#脏体分子分解为活性原子时!才有可能溶解$合金液中气物等清除干净!并预热至#$)3$,)5!涂刷防护涂料$体能溶解的数量多少!不仅与分子是否容易分解为活性新坩埚#新砌炉子及有锈蚀的旧坩埚!使用前应用原子有关!还直接与气体原子类别有关$在铝合金熔炼吹砂或其他方法将表面清除干净!并进行烘炉处理!一过程中!通常接触的炉气有9$#T$#9$T#HT$及RT$般应加热至-))3%))5!并保温$3(1!以去除坩埚所等!这些气体主要是由燃料燃烧后产生的!而耐火材料#吸附的水分及其他化学物

7、质$熔炼工具应预热至$))3金属炉料#熔剂以及与气体接触的工具等均会带入一定())5!保持$1以上$量的气体$另外!新砌的炉衬#炉子的耐火材料#坩埚等!通常需要使用几天或几周的时间!其化学结合的氢%$&铝合金在熔炼时!要力求做到快速熔炼!缩短才能充分从粘结剂中释放出来$一般而言!炉气成分是高温下停留的时间$IJM&4合金和其他铝合金熔化后保由燃料种类及空气量来决定的$例如!普通焦炭坩埚炉!持时间过长时!需要用熔剂覆盖铝合金液面!以防止吸炉气成分主要为HT$#RT$和’$"煤气#重油坩埚炉主气!一旦在生

8、产过程中出现异常!要及时与现场技术人要为9$T#’$"而对目前大多数熔炼厂家使用的电炉熔员取得联系!采取果断措施予以处理$每一炉合金从开炼来说!炉气成分主要是9$$因此!采用不同的熔炼炉始熔化到浇注完毕的时间!砂型铸造不得超过(1!金属生产时!铝合金的吸气量和产生气孔的程度是不同的$型铸造不得超过/1!压铸不得超过%1!合金最高温度一铝合金生产实践证明!氢能大量溶解于铝或铝合金般不超过-/)5!坩埚底部涂料厚度需#/)77$中!是导致铝合金形成气孔的主要