鋁鑄件常見缺陷及分析-文庫吧

【正文】 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。 　　 熔化操作的影響 　　鋁合金熔煉時，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，一定要嚴格執行鋁合金熔煉工藝規程，一般鋁合金熔化后保持時間不能超過3h5h，鋁合金熔化溫度也不能過高，一般控制在760℃以下，最高初始熔煉溫度不應超過920℃。 　　 砂型鑄造鑄型的影響 　　鑄型含水量高，鋁合金中含氫量就越高。有人用同爐合金澆入不同含水量的鑄型，經測定合金中氫氣含量有很大區別③：鑄型含水量為5%時，；鑄型含水量為6%時，；鑄型含水量為8%時。因此砂型鑄造鋁合金時，最好采用干燥或表面干燥型，如用濕型，含水量應控制在6%以下。這是因為濕型鑄造時，由于水分的汽化溫度低，當加熱到鋁液熔化溫度時，砂型中會產生大量的氣體，隨著壓力增大，體積發生膨脹，壓力大的氣體就會進入型腔或型腔中的鋁液，導致侵入性氣孔的形成。 　　 金屬型鑄造型腔的影響 　　由于金屬型鑄造沒有退讓性和無透氣性等特點，金屬型在充填和澆注過程中，型 腔內的氣體一方面隨著鋁液金屬的充填被壓縮；另一方面又被迅速強烈加熱，引起壓力升高，結果造成充型反壓力，阻礙鋁液金屬充填型腔，當壓力超過一定極限時，氣體就可能沖破金屬液流束的表層，通過內澆口向外逸出，破壞金屬液連續流動，并造成強烈氧化，在氣體穿越金屬液時，如果受到初晶或凝固層的阻擋，便會留在金屬液中形成氣孔。當帶有砂型的金屬型鑄造時，液體金屬在充填過程中，砂型受到粘結劑分解以及涂料未烘干或金屬型預熱不充分的影響，都會增加型腔內的氣體量，當型腔內的氣體不能充分排出時，氣體便滯留于鑄件形成氣孔，而部分殘留氣體則富集于鑄型壁與金屬液之間形成“氣阻”，這些氣阻則使鑄件出現澆不足或冷隔缺陷。 　　6．預防鋁合金鑄件針孔形成的主要措施 　　由以上分析可知，鋁合金鑄件容易產生針孔缺陷。它與鋁合金本身特性有關系，也與一系列的外界因素有關。為了避免或減少鋁合金在熔煉時產生針孔，保證鋁合金鑄件具有優良品質，可針對性地采取適當的預防措施予以預防。 　　 認真做好熔煉澆注時的準備工作 　　 嚴格按工藝規程要求，正確處理好爐料。爐料使用前應用吹砂或其它方法去除爐料表面的銹跡、泥沙等污物，并進行爐料預熱，預熱溫度：350℃450℃，保持3h以上，嚴防帶入水分和油污等。按QJ16975要求的I類鑄件，只允許使用一級回爐料，Ⅱ、Ⅲ類鑄件允許使用二級回爐料，但Ⅱ類鑄件回爐料的總量不允許超過70%，三級回爐料不允許用于基本產品的生產。 　　 坩堝、錠模、熔煉工具，使用前應將表面油污、臟物等清除干凈。并預熱至120℃250℃，涂以防護涂料。 　　 新坩堝、新砌爐子、有銹蝕的舊坩堝，使用前應用吹砂其他方法將表面清除干凈，并進行烘爐處理。一般應加熱至700℃800℃，保溫2h4h，以去除坩堝所吸附的水分及其它化學物質。 　　 已經涂料的坩堝 、錠模、熔煉工具使用前，均須預熱，坩堝應預熱至暗紅色（500℃600℃）；熔煉工具應預熱至200℃400℃，保持2h以上（除使用感應爐熔煉合金時，坩堝可不預熱外。） 　　 嚴格執行工藝規程，力求做到快速熔煉 　　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。AlMg合金和其它鋁合金熔化后保持時間過長時，需要用熔劑覆蓋鋁合金液面，以防止鋁合金吸氣，一旦在生產過程中出現異常，要及時與現場技術人員取得聯系，采取果斷措施予以處理。根據QJ118287標準，每一爐合金從開始熔化到澆注完畢的時間，砂型鑄造不得超過4h；金屬型鑄造不得超過6h；壓鑄不得超過8h；合金最高溫度一般不超過760℃，坩堝底部涂料厚度不得小于６0ｍｍ。 　　 加強潮濕季節預防措施 　　在雨季或空氣潮濕時節鑄造鋁合金，我們更應加注意采取預防去氣防護措施，對熔煉用具、錠模、坩堝、爐料等都要嚴格按規范進行預熱處理，以防帶入過多的水分和油污等，引起各類針孔的產生。 　　 精煉去氣，去除鋁合金中的氣體 　　一般情況下，所謂“去氣”（又叫“除氣”）就是去除合金中的氣體，“精煉”就是指去除合金中的夾雜物。因鋁合金熔煉時，除氣和精煉兩個工序多合并在一起進行，故在生產實踐中習慣將這兩個工序稱為精煉。由于鋁合金中的氣體主要是氫氣，去氣也就是主要去除氫氣。目前去氣的主要辦法是在鋁合金中通過精煉除氣劑制造大量的氣體（氣泡中的氣體可能是鋁液內部經化學反應產生的，也可能性是經由部分精煉除氣劑加入直接帶入的），利用分壓原理，讓溶解于鋁液中的氫原子向氣泡擴散（此時氣泡的分壓為零），由于氣泡比重輕，當氣泡上浮到鋁液表面時，氣泡破裂，氫氣逸入大氣之中，最終達到去除氫氣的目的。 　　目前，為了消除鋁合金鑄件針孔，最常用的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。，常用精煉除氣劑的用途見表5。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，并按表6規定的時間進行靜置。 　　 增加氣體在合金中的溶解度 　　采用快速或高壓下凝固的方法，提高氣體在鋁合金中的溶解度，促進氣體來不及或不能析出，從而達到消除針孔的目的。具體方法限于篇幅，在此不做過多闡述。 　　 采用工藝方法進行除氣 　　通常情況下，砂型鑄造也可以采用靜置、多扎出氣孔和加大冒口等方法進行去氣。這里僅以金屬型鑄造去氣預防措施為例做一簡易介紹。由于金屬型鑄造具有無透氣性特點，在設計金屬型時就必須有排氣預防措施，其生產中常用的排氣方式有： 　　（1）利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進行排氣：因為金屬型零件在組合時，總會有間隙，，利用這些間隙可用來排氣，但不允許為了排氣而過分擴大間隙，造成金屬液阻塞，從而使鑄件上毛刺增加，降低鑄件尺寸精度。 　　（2）開排氣槽：即在分型面或型腔零件的組合面上，芯座與頂桿表面上做排氣槽，這樣既能排氣，又能蓄氣，阻止液體金屬流入，故在金屬型鑄造和金屬型低壓鑄造時被廣泛采用。 　　（3）設排氣孔：排氣孔一般開設在金屬型的最高處，或金屬型內可能產生“氣阻”的地方。 　　（4）設計排氣塞：排氣塞是金屬型常用的排氣設施。在一平面上需要設制數個排氣塞時，可用一個排氣環來代替，將它設計在型腔的“氣阻”處，或型腔的大平面上，以便排氣暢通。如在鑄件肥厚部分設計排氣塞，排氣塞可用導熱性好的銅制作，同時還可以起到加強鑄件冷卻的作用。排氣塞安裝的位置和數量，常在金屬型修正時確定。在金屬型小批量生產時，為簡化排氣塞的制作，常在需要設置排氣塞的地方，鉆ф510毫米的小孔，孔內塞以水玻璃砂，也可以起到排氣塞的作用。 　　 　　以上分析了鋁合金鑄件氣孔形成的主要因素，并針對性地論述了一系列相應的預防措施，目的就是要在鑄件中防止生成氣孔和夾雜，獲得優良品質的鑄件。從鑄造工藝角度綜合分析，預防氣孔的生成，消除氣孔和氧化夾雜，我們可以用“防”、“排”、“溶”三字工藝原則來概括。 　　“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Al2O3），才能防止鋁液增氫，消除去氫障礙，從而獲得純凈的鋁液，澆出合格的鑄件。“渣既盡，氣必除”說的就是這個意思。 　　“溶”：就是要使鋁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。 　　因此，在鋁合金熔煉安排和選擇“防”、“排”、“溶”三套工藝措施時，我們必須遵循“以防為主，以排為輔”的工藝原則，但最佳的熔煉或重熔方法，著眼點應仍放在“防”字上。 　　當然，鋁合金熔煉或重熔時，貫徹“以防為主，以排隊為輔”的原則，正確實施“防”、“排”、“溶”三套工藝措施，還必須具有過硬的熔煉操作基本功，熔煉操作基本功包括：精煉設備、熔爐煉工具的準備和處理，溶劑、變質劑的預制，精煉、變質除渣的技巧，攪拌操作的技巧和合理澆注等等，我們只有具備了過硬的操作基本功，才能真正有效地預防鋁合金鑄件氣孔的形成。藏書萬卷可教子，遺金滿籯常作災。 能與貧人共年谷，必有明月生蚌胎。山隨宴坐圖畫出，水作夜窗風雨來。觀山觀水皆得妙，更將何物污靈臺？美國作家威廉福克納說過：“不要竭盡全力去和你的同僚競爭。你應該在乎的是，你要比現在的你強。”[1 樓] | Posted: 0216 10:02潮戈級別: 論壇版主精華: 5 發帖: 264威望: 121 點金錢: 1559 RMB貢獻值: 12 點在線時間:38(小時)注冊時間:20020701最后登錄:20060222 鋁合金熔體的熔劑精煉關鍵字：鋁合金 編輯： 日期：20051109 點擊數： 本文介紹了熔劑精煉在鋁合金熔體凈化過程中的作用，熔劑的分類和要求，常用熔劑的組成，適用范圍及使用方法等。 　　在鋁及鋁合金熔煉過程中，氫及氧化夾雜是污染鋁熔體的主要物質。鋁極易與氧生成A1202或次氧化鋁(Al2O及A10)．同時也極易吸收氣體（H）其含量占鋁熔體中氣體總量的70—90％，而鑄造鋁合金中的主要缺陷——氣孔和夾渣，就是由于殘留在合金中的氣體和氧化物等固體顆粒造成的。因此，要獲得高質量的熔體，不僅要選擇正確合理的熔煉工藝，而且熔體的精煉凈化處理也是很重要的。 　　鋁及鋁合金熔體的精煉凈化方法較多，主要有浮游法、熔劑精煉法、熔體過濾法、真空法和聯合法。本文介紹熔劑精煉法在鋁合金熔煉中的應用。 　　1 熔劑的作用 　　熔鹽熔劑廣泛地用于原鋁和再生鋁的生產，以提高熔體質量和金屬鋁的回收率[]。熔劑的作用有四個：其一，改變鋁熔體對氧化物(氧化鋁)的潤濕性，使鋁熔體易于與氧化物(氧化鋁)分離，從而使氧化物(氧化鋁)大部分進入熔劑中而減少了熔體中的氧化物的含量。其二，熔劑能改變熔體表面氧化膜的狀態。這是因為它能使熔體表面上那層堅固致密的氧化膜破碎成為細小顆粒，因而有利于熔體中的氫從氧化膜層的顆粒空隙中透過逸出，進入大氣中。其三，熔劑層的存在，能隔絕大氣中水蒸氣與鋁熔體的接觸，使氫難以進入鋁熔體中，同時能防止熔體氧化燒損。其四，熔劑能吸附鋁熔體中的氧化物，使熔體得以凈化。總之，熔劑精煉的除去夾雜物作用主要是通過與熔體中的氧化膜及非金屬夾雜物發生吸附，溶解和化學作用來實現的。 　　2 熔劑的分類和選擇 　　2．1熔劑的分類和要求 　　鋁合金熔煉中使用的熔劑種類很多，可分為覆蓋劑(防止熔體氧化燒損及吸氣的熔劑)和精煉劑(除氣、除夾雜物的熔劑)兩大類，不同的鋁合金所用的覆蓋劑和精煉劑不同。但是，鋁合金熔煉過程中使用的任何熔劑，必須符合下列條件[]。 　　①熔點應低于鋁合金的熔化溫度。 　　②比重應小于鋁合金的比重。 　　③能吸附、溶解熔體中的夾雜物，并能從熔體中將氣體排除。 　　④不應與金屬及爐襯起化學作用，如果與金屬起作用時，應只能產生不溶于金屬的惰性氣體，且熔劑應不溶于熔體金屬中。 　　⑤吸濕性要小，蒸發壓要低。 　　⑥不應含有或產生有害雜質及氣體。 　　⑦要有適當的粘度及流動性。 　　⑧制造方便：價格便宜。 　　2．2熔劑的成分及熔鹽酌作用 　　鋁合金用熔劑一般由堿金屬及堿土金屬的氯化物及氟化物組成，其主要成分是KCl、NaCl、NaF．CaF,．、Na3A1FNa2SiF6等。熔劑的物理、化學性能(熔點、密度、粘度、揮發性、吸濕性以及與氧化物的界面作用等)對精煉效果起決定性作用. 　　2．2．:氯鹽是鋁合金熔劑中最常見的基本組元，而45％NaCl+55％KCl的混合鹽應用最廣。由于它們對固態Al2O3，夾雜物和氧化膜有很強的浸潤能力(與Al2O3，的潤濕角為20多度)／／cm3，顯著小于鋁熔體的比重，故能很好地鋪展在鋁熔體表面，破碎和吸附熔體表面的氧