鑄造鋁合金缺陷及分析[稻谷書屋]

1、鑄造鋁合金缺陷及分析 一 氧化夾渣 缺陷特征：氧化夾渣多分布在鑄件的上表面，在鑄型不通氣的轉(zhuǎn)角部位。斷口多呈灰白色或黃色，經(jīng)x光透視或在機械加工時發(fā)現(xiàn)，也可在堿洗、酸洗或陽極化時發(fā)現(xiàn) 產(chǎn)生原因： 1爐料不清潔，回爐料使用量過多 2.澆注系統(tǒng)設(shè)計不良 3合金液中的熔渣未清除干凈 4澆注操作不當，帶入夾渣 5.精煉變質(zhì)處理后靜置時間不夠 防止方法： 1爐料應(yīng)經(jīng)過吹砂，回爐料的使用量適當降低 2改進澆注系統(tǒng)設(shè)計，提高其擋渣能力 3.采用適當?shù)娜蹌┤ピ?4澆注時應(yīng)當平穩(wěn)并應(yīng)注意擋渣 5精煉后澆注前合金液應(yīng)靜置一定時間 二 氣孔 氣泡 缺陷特征：三鑄件壁內(nèi)氣孔一般呈圓形或橢圓形，具有光滑的表面，一般是發(fā)

2、亮的氧化皮，有時呈油黃色。表面氣孔、氣泡可通過噴砂發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部氣孔 氣泡可通過X光透視或機械加工發(fā)現(xiàn)氣孔 氣泡在X光底片上呈黑色 產(chǎn)生原因： 1澆注合金不平穩(wěn)，卷入氣體 2型(芯)砂中混入有機雜質(zhì)(如煤屑、草根 馬糞等) 3鑄型和砂芯通氣不良 4冷鐵表面有縮孔 5澆注系統(tǒng)設(shè)計不良 防止方法 ： 1正確掌握澆注速度，避免卷入氣體。 2型(芯)砂中不得混入有機雜質(zhì)以減少造型材料的發(fā)氣量 3改善(芯)砂的排氣能力 4正確選用及處理冷鐵 5改進澆注系統(tǒng)設(shè)計 三 縮松 缺陷特征：鋁鑄件縮松一般產(chǎn)生在內(nèi)澆道附近飛冒口根部厚大部位、壁的厚薄轉(zhuǎn)接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態(tài)時斷口為灰色，淺黃色經(jīng)熱處理后為灰白

3、淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀嚴重的呈絲狀縮松可通過X光、熒光低倍 斷口等檢查方法發(fā)現(xiàn) 產(chǎn)生原因： 1冒口補縮作用差 2爐料含氣量太多 3內(nèi)澆道附近過熱 4砂型水分過多，砂芯未烘干 5合金晶粒粗大 6鑄件在鑄型中的位置不當 7澆注溫度過高，澆注速度太快 防止方法： 1從冒口補澆金屬液，改進冒口設(shè)計 2爐料應(yīng)清潔無腐蝕 3鑄件縮松處設(shè)置冒口，安放冷鐵或冷鐵與冒口聯(lián)用 4控制型砂水分，和砂芯干燥 5采取細化品粒的措施 6改進鑄件在鑄型中的位置降低澆注溫度和澆注速度 四 裂紋 缺陷特征 : 1鑄造裂紋。沿晶界發(fā)展，常伴有偏析，是一種在較高溫度下形成的裂紋在體積收縮較大的合金和形狀較復(fù)雜的鑄件容易出

4、現(xiàn) 2熱處理裂紋：由于熱處理過燒或過熱引起，常呈穿晶裂紋。常在產(chǎn)生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過劇?；虼嬖谄渌苯鹑毕輹r產(chǎn)生 產(chǎn)生原因： 1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，有尖角，壁的厚薄變化過于懸殊 2砂型(芯)退讓性不良 3鑄型局部過熱 4澆注溫度過高 5自鑄型中取出鑄件過早 6熱處理過熱或過燒，冷卻速度過激 防止方法: 1改進鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免尖角，壁厚力求均勻，圓滑過渡 2采取增大砂型(芯)退讓性的措施 3保證鑄件各部分同時凝固或順序凝固，改進澆注系統(tǒng)設(shè)計 4適當降低澆注溫度 5控制鑄型冷卻出型時間 6鑄件變形時采用熱校正法 7正確控制熱處理溫度，降低淬火冷卻速度 氣孔分析 壓鑄件缺陷中，出現(xiàn)最

5、多的是氣孔。 氣孔特征。有光滑的表面，形狀是圓形或橢圓形。表現(xiàn)形式可以在鑄件表面、或皮下針孔、也可能在鑄件內(nèi)部。 （1）氣體來源 1） 合金液析出氣體a與原材料有關(guān) b與熔煉工藝有關(guān) 2） 壓鑄過程中卷入氣體a與壓鑄工藝參數(shù)有關(guān) b與模具結(jié)構(gòu)有關(guān) 3） 脫模劑分解產(chǎn)生氣體a與涂料本身特性有關(guān) b與噴涂工藝有關(guān) （2）原材料及熔煉過程產(chǎn)生氣體分析 鋁液中的氣體主要是氫，約占了氣體總量的85%。 熔煉溫度越高，氫在鋁液中溶解度越高，但在固態(tài)鋁中溶解度非常低，因此在凝固過程中，氫析出形成氣孔。 氫的來源： 1） 大氣中水蒸氣，金屬液從潮濕空氣中吸氫。 2） 原材料本身含氫量，合金錠表面潮濕，回爐料臟

6、，油污。 3） 工具、熔劑潮濕。 （3）壓鑄過程產(chǎn)生氣體分析 由于壓室、澆注系統(tǒng)、型腔均與大氣相通，而金屬液是以高壓、高速充填，如果不能實現(xiàn)有序、平穩(wěn)的流動狀態(tài)，金屬液產(chǎn)生渦流，會把氣體卷進去。 壓鑄工藝制定需考慮以下問題： 1） 金屬液在澆注系統(tǒng)內(nèi)能否干凈、平穩(wěn)地流動，不會產(chǎn)生分離和渦流。 2） 有沒有尖角區(qū)或死亡區(qū)存在？ 3） 澆注系統(tǒng)是否有截面積的變化？ 4） 排氣槽、溢流槽位置是否正確？是否夠大？是否會被堵??？氣體能否有效、順暢排出？ 應(yīng)用計算機模擬充填過程，就是為了分析以上現(xiàn)象，以作判斷來選擇合理的工藝參數(shù)。 （4）涂料產(chǎn)生氣體分析 涂料性能：如發(fā)氣量大對鑄件氣孔率有直接影響。 噴涂

7、工藝：使用量過多，造成氣體揮發(fā)量大，沖頭潤滑劑太多，或被燒焦，都是氣體的來源。 （5）解決壓鑄件氣孔的辦法 先分析出是什么原因?qū)е碌臍饪祝賮砣∠鄳?yīng)的措施。 1） 干燥、干凈的合金料。 2） 控制熔煉溫度，避免過熱，進行除氣處理。 3） 合理選擇壓鑄工藝參數(shù)，特別是壓射速度。調(diào)整高速切換起點。 4） 順序填充有利于型腔氣體排出，直澆道和橫澆道有足夠的長度（50mm），以利于合金液平穩(wěn)流動和氣體有機會排出。可改變澆口厚度、澆口方向、在形成氣孔的位置設(shè)置溢流槽、排氣槽。溢流品截面積總和不能小于內(nèi)澆口截面積總和的60%，否則排渣效果差。 5） 選擇性能好的涂料及控制噴涂量。 解決缺陷的思路 由于每一種缺陷的產(chǎn)生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產(chǎn)中要解決問題，面對眾多原因到底是非功過先調(diào)機？還是先換料？或先修改模具？建議按難易程度，先簡后復(fù)雜去處理，其次序： 1） 清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。 2） 調(diào)整工藝參數(shù)、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、模具溫度等。 3） 換料，選擇質(zhì)優(yōu)的鋁