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铝合金铸件气孔产生的因素及除气机解决方案
2018-07-13
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在纯铝中加入一些金属或非金属元素所熔制的铝合金是一种新型的合金材料,由于其比重小,比强度高,具有良好的综合性能,因此被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器具制造等方面。

       压铸件缺陷中,由于铝合金具有严重的氧化和吸气倾向,熔炼过程中又直接与炉气或外界大气相接触,因此熔炼过程中控制稍许不当,铝合金就很容易吸收气体而形成气孔,最常见的是针孔。针孔可以分为三类:点状针孔,网状针孔,综合性气孔。

       针孔特征。有光滑的表面,形状是圆形或椭圆形。表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。

    (1)气体来源

    1) 合金液析出气体—a与原材料有关

     b与熔炼工艺有关

    2) 压铸过程中卷入气体—a与压铸工艺参数有关

     b与模具结构有关

    3) 脱模剂分解产生气体—a与涂料本身特性有关

     b与喷涂工艺有关

    (2)原材料及熔炼过程产生气体分析

     铝液中的气体主要是氢,约占了气体总量的85%。

     熔炼温度越高,氢在铝液中溶解度越高,但在固态铝中溶解度非常低,因此在凝固过程中,

    氢析出形成气孔。

    气孔对铝合金铸件性能产生的 影响

     针孔对铝合金性能的影响主要表现在能使铸件组织致密度降低,力学性能下降。

     氢的来源:

    1) 大气中水蒸气,金属液从潮湿空气中吸氢。

    2) 原材料本身含氢量,合金锭表面潮湿,回炉料脏,油污。 3) 工具、熔剂潮湿。

    (3)压铸过程产生气体分析

     由于压室、浇注系统、型腔均与大气相通,而金属液是以高压、高速充填,如果不能实现

    有序、平稳的流动状态,金属液产生涡流,会把气体卷进去。

     压铸工艺制定需考虑以下问题:

    1) 金属液在浇注系统内能否干净、平稳地流动,不会产生分离和涡流。 2) 有没有尖角区或死亡区存在

    3) 浇注系统是否有截面积的变化?

    4) 排气槽、溢流槽位置是否正确?是否够大?是否会被堵住?气体能否有效、顺畅排出?

    应用计算机模拟充填过程,就是为了分析以上现象,以作判断来选择合理的工艺参数。

    (4)涂料产生气体分析

     涂料性能:如发气量大对铸件气孔率有直接影响。 喷涂工艺:使用量过多,造成气体挥发量大,冲头润滑剂太多,或被烧焦,都是气体的来

    源。

    (5)解决压铸件气孔的办法

    

   (1)干燥、干净的合金料。

   (2)控制熔炼温度,避免过热,进行除气处理。

   (3)合理选择压铸工艺参数,特别是压射速度。调整高速切换起点。

   (4)顺利填充有利于型腔气体排出,直浇道和横浇道有足够的长度(>50mm),有利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%,否则排渣效果差。

   (5)选择性能好的涂料及控制喷涂量。

预防措施:1、调整压铸工艺参数、压射速度和高压射速度的切换点。2、修改模具浇道,增设溢流槽、排气槽。3、降低缺陷区域模温,从而降低气体的压力作用。4、调整熔炼工艺、5、延长留模时间,调整喷涂后吹气时间。6、调整脱模剂、压射油用量。

   (6)可采用铝液精炼除气设备即铝液除气机来排除气体及其他杂质。


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