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陽西鑄鋁廠家講述關(guān)于陽西鑄鋁生產(chǎn)時出現(xiàn)縮孔與縮松原因如何解決?

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)表時間:2025-05-19
  ?鑄鋁生產(chǎn)中出現(xiàn)縮孔與縮松缺陷,主要與鋁合金凝固時的體積收縮、補(bǔ)縮不足、冷卻速度不均等因素相關(guān)。那么,鑄鋁廠家小編告訴大家以下從產(chǎn)生原因和解決措施兩方面詳細(xì)分析:
?陽西鑄鋁廠家講述關(guān)于陽西鑄鋁生產(chǎn)時出現(xiàn)縮孔與縮松原因如何解決?的圖片
一、縮孔與縮松的產(chǎn)生原因
1. 鋁合金凝固特性
體收縮率大:鋁合金(如 Al-Si 系、Al-Cu 系)凝固時體積收縮顯著(約 6%-8%),若補(bǔ)縮通道提前關(guān)閉,未凝固的金屬液無法填充收縮空間,形成縮孔(集中孔洞)或縮松(分散微孔)。
凝固方式:
逐層凝固(如純鋁、共晶鋁硅合金):補(bǔ)縮性較好,易形成集中縮孔。
糊狀凝固(如亞共晶、過共晶合金):凝固區(qū)間寬,液固兩相共存時間長,補(bǔ)縮通道易被固相 “堵塞”,導(dǎo)致分散縮松。
2. 鑄造工藝設(shè)計缺陷
冒口設(shè)計不合理:
冒口尺寸過小、位置不當(dāng),無法提供足夠補(bǔ)縮金屬液。
冒口凝固速度快于鑄件,提前失去補(bǔ)縮能力(如未遵循 “順序凝固” 原則)。
澆道與冷鐵設(shè)置不當(dāng):
澆道位置錯誤,導(dǎo)致金屬液充型紊亂,局部過熱。
冷鐵位置或尺寸不足,無法控制凝固順序,形成 “熱節(jié)”(厚壁處或散熱慢的區(qū)域)。
3. 合金成分與熔煉問題
雜質(zhì)含量高:鐵、鋅等雜質(zhì)元素增加合金凝固溫度區(qū)間,加劇縮松傾向(如 Al-Si 合金中 Fe 含量過高時,形成粗大金屬間化合物,阻礙補(bǔ)縮)。
熔煉工藝不當(dāng):
熔煉溫度過高,合金吸氣量增加(如吸入 H?),凝固時氣體析出加劇縮松。
精煉不徹底,殘留熔渣或氧化物夾雜,成為縮松核心。
4. 模具(砂型 / 金屬型)因素
冷卻速度不均:
砂型透氣性差或局部蓄熱能力強(qiáng),導(dǎo)致鑄件厚壁處冷卻慢,形成孤立液相區(qū)(無法補(bǔ)縮)。
金屬型局部溫度過高(如未設(shè)置有效冷卻通道),阻礙補(bǔ)縮。
模具表面質(zhì)量:型腔表面粗糙或涂料厚度不均,導(dǎo)致金屬液流動受阻,局部補(bǔ)縮不足。
二、針對性解決措施
1. 優(yōu)化鑄造工藝設(shè)計
遵循順序凝固原則:
在鑄件厚壁處或最后凝固部位設(shè)置冒口,確保補(bǔ)縮通道暢通。冒口尺寸需通過模數(shù)法計算(冒口模數(shù)應(yīng)比鑄件模數(shù)大 15%-20%),或使用發(fā)熱保溫冒口延長補(bǔ)縮時間。
示例:對于法蘭類鑄鋁件,在法蘭頂部設(shè)置圓柱形冒口,冒口高度為直徑的 1.5-2 倍,配合冷鐵加速薄壁處凝固,引導(dǎo)金屬液從冒口向鑄件流動。
合理設(shè)計澆道系統(tǒng):
采用底注式澆道,避免金屬液噴濺卷入氣體,同時控制充型速度(過快易湍流,過慢易氧化)。
對于復(fù)雜鑄件,可設(shè)置分澆道和集渣包,先填充薄壁區(qū),再補(bǔ)縮厚壁區(qū)。
冷鐵與激冷涂料的應(yīng)用:
在鑄件薄壁或需要加速冷卻的部位放置冷鐵(如鋼、銅材質(zhì)),縮短凝固時間,形成 “定向凝固”。
在模具型腔表面噴涂激冷涂料(如石墨 + 金屬氧化物),局部降低冷卻速度,平衡各部位凝固順序。
2. 合金成分優(yōu)化與熔煉控制
嚴(yán)格控制合金成分:
針對易產(chǎn)生縮松的合金(如 Al-Cu 系),適當(dāng)提高共晶元素含量(如 Si 含量),縮小凝固溫度區(qū)間。
減少雜質(zhì)元素(如 Fe≤0.3%,Zn≤0.1%),必要時添加細(xì)化劑(如 Al-Ti-B 中間合金)細(xì)化晶粒,改善補(bǔ)縮能力。
優(yōu)化熔煉工藝:
控制熔煉溫度在液相線以上 30-50℃(如 Al-Si7Mg 合金熔煉溫度 720-740℃),避免過熱吸氣。
采用精煉除氣工藝:通入 N?或 Ar 氣(流量 0.1-0.3m3/h)攪拌,或加入 C2Cl6、Al-P 中間合金,去除溶解氫和夾渣(目標(biāo):含氫量≤0.1ml/100g Al)。
熔煉后期進(jìn)行變質(zhì)處理:如 Al-Si 合金中加入 Na 或 Sr(0.02%-0.05%),細(xì)化共晶硅,提高合金流動性和補(bǔ)縮能力。
3. 模具(砂型 / 金屬型)改進(jìn)
砂型鑄造:
提高砂型透氣性(如增加通氣孔、使用潰散性好的樹脂砂),避免氣體滯留導(dǎo)致的凝固阻礙。
調(diào)整砂型蓄熱系數(shù):在厚壁處使用鉻鐵礦砂或鋯砂(導(dǎo)熱性好),加速冷卻;薄壁處使用石英砂,減緩冷卻,平衡凝固速度。
金屬型鑄造:
設(shè)計冷卻系統(tǒng):在模具內(nèi)部開設(shè)冷卻水通道(如蛇形管),對厚壁區(qū)域強(qiáng)制冷卻,縮短凝固時間。
控制模具預(yù)熱溫度:對于鋁合金,金屬型預(yù)熱溫度通常為 150-250℃,避免溫度過低導(dǎo)致激冷和充型不足,或過高導(dǎo)致冷卻緩慢、縮松加劇。
4. 其他工藝手段
壓力鑄造或低壓鑄造:
采用低壓鑄造(金屬液在 0.01-0.05MPa 壓力下充型并凝固),利用外界壓力強(qiáng)制補(bǔ)縮,可大幅減少縮孔縮松(適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,如汽車輪轂)。
壓力鑄造(高壓高速充型)雖可消除縮孔,但易卷入氣體,需配合真空壓鑄(型腔真空度≤5kPa)減少氣孔,同時通過局部激冷控制凝固順序。
熱處理輔助:
對已產(chǎn)生輕微縮松的鑄件,可進(jìn)行熱等靜壓處理(HIP:在高溫高壓惰性氣體中保溫保壓),使微孔閉合,提高致密度(適用于航空航天等高要求零件)。

陽西鑄鋁廠家講述關(guān)于陽西鑄鋁生產(chǎn)時出現(xiàn)縮孔與縮松原因如何解決?

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