鋁合金鑄造出現(xiàn)氣孔的原因分析與解決辦法

1、鋁合金鑄造出現(xiàn)氣孔的原因分析與解決辦法核心提示：簡單來說，氣孔分兩類，一類是析出性氣孔，即鋁液在凝固過程中因氣體溶解度的變化而析出，老大在這方面說的很詳細；另一類就是卷入性氣孔，與鋁液無關，主要是鋁液填充過程中因紊流包卷在產品中的空氣及涂料或型腔內未干的水分。卷入性氣孔主要與澆排系統(tǒng)的合理性密切相關，只有涂料和水，純屬操作不當。至于說在噴丸后出現(xiàn)，應該主要與高速轉換點的位置關聯(lián)密切。問題1：材料ACD12鋁合金壓鑄件在機加工或噴砂后出現(xiàn)較多氣孔的問題，這一技術上問題困擾著我們回復：1設備抽真空設備是什么設備??？壓鑄件的氣孔問題好像還沒有辦法解決只能通過調節(jié)壓鑄參數，模溫和修改相關的模具溫度使氣

2、孔在一個合理的等級范圍2 一.人的因素:1. 脫模劑是否噴得太多 因脫模濟發(fā)氣量大，用量過多時，澆注前未燃盡，使揮發(fā)氣體被包在鑄件表層。所以在同一條件下，某些工人操作時會產生較多的氣孔的原 因之一。選用發(fā)氣量小的脫模濟，用量薄而均勻，燃凈后合模。2未經常清理溢流槽和排氣道3幵模是否過早 是否對模具進行了預熱各部位是否慢慢均勻升溫，使型腔、型芯表面溫度為150C200C。?4剛幵始模溫低時生產的產品有無隔離5如果無預熱裝置時是否使用鋁合金料慢速推入型腔預熱或用其它方法加熱6是否取干凈的鋁液，有無將氧化層注入壓室7倒料時，是否將勺子靠近壓室注 入口，避免飛濺、氧化或卷入空氣降溫等。8金屬液一倒入壓

3、室，是否即進行壓射，溫度有無降低了9冷卻與幵模，是否根據不同的產品選擇幵模時間10有無因怕鋁液飛出（飛水），不敢采用正常壓鑄壓力更不敢償試適當增加比壓。；11操作員有無嚴格遵守壓鑄工藝12有無采用定量澆注如何確定澆注量二.機（設備、模具、工裝）的因素:主要是指模具質量、設備性能。1壓鑄模具設計是否合理，會否導致有氣孔壓鑄模具方面的原因：1. 澆口位置的選擇和導流形狀是否不當，導致金屬液進入型腔產生正面撞擊和產 生旋渦。（降低壓射速度，避免渦流包氣）2. 澆道形狀有無設計不良3. 內澆口速度有無太高，產生湍流 ？4. 排氣是否不暢5 .模具型腔位置是否太深6.機械加工余量是否太大穿透了表面致密層

4、，露出皮下氣孔壓鑄件的機械切削加 工余量應取得小一些，一般在左右，既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低 成本，又可避免皮下氣孔露出。余量最好不要大于，這樣加工出來的面基本看不到氣孔的，因為有硬質層的保護。2排氣孔是否被堵死，氣排不出來3沖頭潤滑劑是否太多，或被燒焦這也是產生氣體的來源之一。4澆口位置和導流形狀，有無金屬液先封閉分型面上的排溢系統(tǒng)5內澆口位置是否不合理， 通過內澆口后的金屬立即撞擊型壁、產生渦流，氣體被 卷入金屬流中6排氣道位置不對，造成排氣條件不良模具排氣部5溢氣道面積是否夠大，是否被阻塞，位置是否位於最后充填的地方 位是否經常清理避免因脫模劑堵塞而失去排氣作用。6模溫是否太

5、低7流道轉彎是否圓滑適當加大內澆口 ？8有無在深腔處幵設排氣塞，或采用鑲拼形式增加排氣9有無因壓鑄設計不合理，形成有難以排氣的部位10溢流口截面積總和有無小于內澆口截面積總和的60%排渣效果差11有無在在滿足成型良好的條件下，增大內澆口厚度以降低填充速度12有無內澆口速度過高，湍流運動過劇，金屬流卷入氣體嚴重13有無內澆口截面積過小，噴射嚴重 ？14有無順序填充以利于型腔氣體排出，直澆道和橫澆道有足夠的長度三材料的因素:1有無做好供應商的原材料的成分控制鐵含量多少（要求在以下）2鋁的純度有無保證3二次料（水口料）使用是否過多，并且沒有做好除渣動作？4又無在生產過程中在鋁液內加入過多廢料渣包，澆

6、注時連同氧化皮一起倒入5本公司有無控制廢材料的二次使用比例如何執(zhí)行誰檢查6重要客戶產品的鋁液中是否可以加入廢料7試試改變新料與回爐料的比例8爐料是否干凈？ 四.方法的因素:主要指壓鑄參數、操作工藝1有無根據不同的產品選擇工藝參數（壓鑄鋁液溫度630-670OC ）合理選擇壓鑄工藝參數，特別是壓射速度。調整高速切換起點。2有無減少脫模濟含水量有無采用發(fā)氣量小的脫模劑3合金熔煉溫度是否過高4鋁液溫度如何測定溫度計準確否 ？5有無根據產品及時調整壓射速度和慢壓射速度快壓射速度的轉換點6有無大機器壓鑄小零件，壓室的充滿度過??？五.環(huán)境因素:壓鑄環(huán)境是否空氣濕度大？一般情況下，周圍空氣中的氫氣含量并不多

7、，但空氣中如果相對濕度大，則會增 加鋁液中氣體的溶解度，形成季節(jié)性氣孔，如在雨季，由于空氣濕度大，鋁合金熔煉時針孔產生的現(xiàn)象就嚴重些。當然，空氣濕度大時，鋁合金錠、熔煉設備、工具等也會因空氣潮濕而增加表面水分的吸附量，因此更應注意采取有力預熱烘 干防護措施，以減少氣孔的產生。名詞解釋與鋁壓鑄小資料一.名詞解析:1氣孔：特征-鑄件表皮下，聚集氣體鼓脹所形成的泡。2針孔：通常是指鑄件中小于1mm勺析出性氣孔，多呈圓形，不均勻分布在鑄件整 個斷面上，特別是在鑄件的厚大斷面和冷卻速度較小的部位。根據鋁合金析出性 氣孔的分布和形狀特征，針孔又可以分為三類，即：（1）點狀針孔（2）網狀針孔（3）綜合性氣孔

8、：3精煉鋁合金在熔煉過程中，去除非金屬夾雜物（各種固態(tài)氧化物）和氣體的工序,般稱為“精煉”4壓鑄工藝上的“時間”是填充時間、增壓建壓時間、持壓時間及留模時間，“時 間”在壓鑄工藝上是至關重要的。二.小資料1鋁比重：純鋁cm3 ;壓鑄鋁合金；合金鋁熔解范圍 520-600C ;壓鑄溫度范圍670-710C。2如何防止吸氣水氣：它來自爐氣，未經充分干燥的爐料、精煉劑、復蓋劑、變質劑，未經充 分干燥的爐襯、坩堝及工具上的涂料，以及殘留在坩堝、工具和爐料上的含水溶 劑，這些水氣與鋁反應為：2AL+3H2&J AL2O3+6H產生氫，氫以原子態(tài)進入鋁液。油污來自帶有油脂的爐料及工具，油脂與鋁反應生成氫。

9、爐料上帶有含水腐蝕物。減少鋁合金液吸收氣體，合金原材料應妥善存放，防 止受潮。使用前需充分預熱烘干；對熔煉坩堝、工具都應充分預熱以去除水汽后 再使用。為了清除鋁合金液中的氣體，所有鋁合金液澆注之前都必須進行除氣精 煉。3通氮精煉法（又稱惰性氣體除氣法）基本原理：將氮氣通過一定的工藝裝置進入 鋁液的底部，氮以氣泡的形式從鋁液的底部向上浮起時，由于在氣泡和鋁液接觸 的界面上存在氫的分壓差，氣泡內氫的分壓很低，在氫分壓趨于平衡的過程中， 合金液中的氫就不斷地進入氣泡，當氣泡上升到液面后，氫即隨之逸入大氣中， 氣泡在上升的過程中，同時吸附氧化渣及其固定雜質，使之一起上浮到液面。惰 性氣體在使用前應將其

10、冷凝脫水，以防止水分進入鋁液。精煉質量好，氣孔必然4模具溫度要獲得質量穩(wěn)定的優(yōu)質鑄件，必須將模具溫度嚴格控制在最佳的工藝范圍內。這就必須應用模具冷卻加熱裝置，以保證模具在恒定溫度范圍內工作，鋁合金：200-260C。5鋁合金生產實踐證明，氫是唯一能大量溶解于鋁或鋁合金中的氣體，鋁合金中溶解度最大的氣體。6鋁合金精練時加入精練劑要按比例，精練劑一般是鋁合金%除氣時間不夠；方法一：采用無縫鋼管，插入鋁液底部20cm處用氮氣或氬氣噴吹精練劑，精練噴完后，氮氣或氬氣再吹15-20分鐘（熔煉鋁合金5噸情況下）精練后鎮(zhèn)靜10-15分 鐘，扒掉鋁渣，用過濾網過濾澆注；7各種鑄造有色金屬都有吸收氣體的特性，處

11、在熔煉或保溫過程中的合金液，隨合金溫度的升高，所吸收氣體的溶解度迅速增加。因此，除正確控制整個熔煉澆注工藝外，應盡量減少合金液在高溫下保溫，避免合金液過熱，對極易吸合的合金， 采取在覆蓋劑保護下熔煉。這樣才能避免氣孔、針孔的產生。8為了減少鋁合金的氧化，除選擇適當的熔煉用爐外， 壓鑄生產中應采用保溫爐保溫，切忌邊熔化，邊壓鑄生產，盡可能減少攪拌，保持液面氧化膜完整，避免合金液不必要的過熱和盡量縮短合金在保溫爐中的時間9在壓鑄時，壓室型腔內的部分氣體 （約30%）不能從型腔內排出，而被卷入金屬液 中,在填充過程中會產生反壓力返使流速下降，造成鑄件冷隔、欠鑄、氣孔、疏松等缺陷。為了消除由此而產生的

12、鑄件缺陷，故模具上一定要設置排氣槽。排氣槽 一般與溢流槽配合，設置在溢流槽后端，在有些情況下也可在型腔的部位單獨布 置排氣槽。10合金熔化溫度越高，熔化時間和熔化后鋁液保持時間越長，氫在鋁液中擴散就 越充分，鋁液吸氫量就越大，出現(xiàn)針孔的幾率就越大。有人曾做試驗，鋁液存放 時間越長，鋁合金內含氣量近似成比例增加。11針孔是鋁合金鑄件中容易出現(xiàn)的且對鑄件品質造成一定影響的一種鑄造缺陷，氫是造成針孔的主要原因（有的資料介紹，鋁液中所溶解的氣體中 80%-90%是氫）， 而氫的主要來源是水蒸氣分解所產生的。因此，鋁合金在熔煉過程中造成水蒸氣 產生的原因，也就是直接影響針孔形成的主要因素。12鋁合金熔煉

13、時，由于氫氣溶解到鋁液中需要一個過程，因此加強熔煉過程的控制，對控制鋁合金吸氣量是大有文章可做的。生產實踐表明，鋁液吸氫是在表面 進行的，它不僅與鋁液表面的分壓有關，還與合金熔煉溫度、熔煉時間等有較大 的關系。合金熔化溫度越高，熔化時間和熔化后鋁液保持時間越長，氫在鋁液中 擴散就越充分，鋁液吸氫量就越大，出現(xiàn)針孔的幾率就越大。有人曾做試驗，鋁 液存放時間越長，鋁合金內含氣量近似成比例增加。因此，我們在大量生產條件 下，為了減少鋁合金熔煉時吸收氫氣，一定要嚴格執(zhí)行鋁合金熔煉工藝規(guī)程。13金屬爐料或回爐料帶入的油污、有機物、鹽類熔劑等與鋁液反應也能生成氫。14目前，為了消除鋁合金鑄件針孔，最常用的

14、辦法是在熔化過程中用氯鹽和氯化 物除氣，用氯氣、氮氣除氣，用真空除氣，用超聲波除氣，過濾除氣等方法。采 用氯鹽和氯化物除氣劑除氣時，要用鐘罩將除氣劑壓入坩堝底部 100mm沿坩堝直徑1/3處（距坩堝內壁）的圓周勻速移動。為了不使鋁液大量噴濺，除氣劑可分 批加入，除氣結束除渣。15表面氣孔、氣泡可通過噴砂發(fā)現(xiàn)，內部氣孔、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。16除氫的“防、排、除”防”：就是要防止水分及各種污物進入坩堝或熔爐中。“排”：就是要排除鋁液中的氧化夾雜和氫氣，因為只有有效去除懸浮在鋁液中 的彌散狀的夾雜物（主要是 AI2O3），才能防止鋁液增氫，消除去氫障礙，從

15、而獲 得純凈的鋁液，澆出合格的鑄件?！霸缺M，氣必除”說的就是這個意思?！叭堋保壕褪且逛X液中的氫在凝固時能部分地或者全部地固溶在合金組織中，不致在鑄 件中形成氣孔。17據介紹模具最佳溫度應控制在澆人溫度的40%。鋁合金壓鑄模溫度為80C。模具溫度在這一范圍內有利于獲得優(yōu)質高產鑄件。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?？筛淖儩部诤穸取部诜较?、在形成氣孔的位置設置溢流槽、排氣槽。溢流品截 面積總和不能小于內澆口截面積總和的60%否則排渣效果差。18減少鋁水中的含氣量，防止大量的氣體在鋁合金凝固時析出面產生氣孔，這就 是鋁合金熔

16、煉過程中精煉除氣的目的。如果在鋁液中本來就減少了氣體的含量， 那么凝固時析出氣體量就會減少，因而產生的氣泡也就變少，并顯著減少。因此， 鋁合金的精煉是非常重要的工藝手段，精煉質量好，氣孔必然少，精煉質量差， 氣孔必然多。保證精煉質量的措施是先用良好的精煉劑，良好的精煉劑是在660C左可以起反應產生氣泡，所產生氣泡不太劇烈，而是均勻不斷的產生氣泡，通過 物理吸附作用，這些氣泡與鋁液充分接觸，愈長愈好，一般要有6-8分鐘的冒泡時間。當鋁合金冷卻到300C時，氫在鋁合金中的溶解度僅為 cm3/100g以下，此 時僅為液態(tài)時的1/700 ,這種凝固后氫氣析出而產生的氣孔是分散的，細小的針孔， 這不影響氣和加工表面，肉眼基本看不見。而在鋁液凝固時因氫氣析出所產生產氣泡比較大，多在鋁液最后凝固的心部，雖然也分散，但這些氣泡常常導致滲漏。嚴重時常導致工件報廢。？20鋁合金在熔煉時，要力求做到快速熔煉，縮短高溫下停留的時間參數選擇不當， 鋁水壓鑄充型速度過快，使型腔中氣體不能完全及時平穩(wěn)的擠出型腔，而被鋁液 的液流卷入鋁液中，因鋁合金表面快速冷卻，被包在凝固的鋁合金外殼中，無法 排出形成了較大的氣孔。這種氣孔往往在工件表面之下，鋁水進口比最后匯合處 少，呈梨形或橢圓狀，在最后凝固處多又大。對于這種氣孔應調整充型速度，使 鋁合金液流平穩(wěn)推進，不產生高速卷氣。？問題2：我在用舊鋁敞口