低壓鑄造常見缺陷及預(yù)防
1、特征
(1)氣孔:鑄件內(nèi)部由氣體形成的孔洞類缺陷。其表面一般比較光滑,主要呈梨形、圓形或橢圓形。一般不在鑄件表面露出,大孔常孤立存在,小孔則成群出現(xiàn)。
(2)皮下氣孔:位于鑄件表皮下的分散性氣孔。為金屬液與砂型(鑄型、濕芯、涂料、表面不干凈的冷鐵)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)性氣孔。形狀有針狀、蝌蚪狀、球狀、梨狀等。大小不一,深度不等。通常在機(jī)械加工或熱處理后才能發(fā)現(xiàn)。
(3)氣窩(氣坑式表面氣孔):鑄件表面凹進(jìn)去一塊較平滑的氣孔。
(4)氣縮孔:分散性氣孔與縮孔和縮松合并而成的孔洞類鑄造缺陷。
(5)針孔:一般為針頭大小分布在鑄件截面上的析出性氣孔。鋁合金鑄件中常出現(xiàn)這類氣孔,對(duì)鑄件性能危害很大。
① 點(diǎn)狀針孔:此類針孔在低倍顯微組織中呈圓點(diǎn)狀,輪廓清晰且互不相連,能清點(diǎn)出每平方厘米面積上的針孔數(shù)目并測(cè)得針孔的直徑。這類針孔容易和縮孔、縮松相區(qū)別。點(diǎn)狀針孔由鑄件凝固時(shí)析出的氣泡所形成,多發(fā)生于結(jié)晶溫度范圍小,補(bǔ)縮能力良好的鑄件中,如ZL102合金鑄件中。當(dāng)凝固速度較快時(shí),離共晶成分較遠(yuǎn)的ZL105合金鑄件中也會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀 針孔。
② 網(wǎng)狀針孔:此類針孔在低倍顯微組織中呈密集相聯(lián)成網(wǎng)狀,伴有少量較大的孔洞,不易清點(diǎn)針孔數(shù)目,難以測(cè)量針孔的直徑,往往帶有末梢,俗稱“蒼蠅腳”。結(jié)晶溫度寬的合金,鑄件緩慢凝固時(shí)析出的氣體分布在晶界上及發(fā)達(dá)的枝晶間隙中,此時(shí)結(jié)晶股價(jià)已形成,補(bǔ)縮通道被堵塞,便在晶界上及枝晶間隙中形成網(wǎng)狀針孔。
③ 混合型針孔:此類針孔點(diǎn)狀針孔和網(wǎng)狀針孔混雜一起,常見于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均勻的鑄件中。 針孔可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分等級(jí),等級(jí)越差,則鑄件的力學(xué)性能越低,其抗蝕性能和表面質(zhì)量越差。當(dāng)達(dá)不到鑄件技術(shù)條件所允許的針孔等級(jí)時(shí),鑄件將被報(bào)廢,其中網(wǎng)狀針孔割裂合金基體,危害性比點(diǎn)狀針孔大。
(6)表面針孔:成群分布在鑄件表層的分散性氣孔。其特征和形成原因與皮下氣孔相同,通常暴露在鑄件表面,機(jī)械加工1~2mm后即可去掉。
(7)嗆火(嗆孔):澆注過(guò)程中產(chǎn)生的大量氣體不能順利排出,在金屬液內(nèi)發(fā)生沸騰,導(dǎo)致在鑄件內(nèi)產(chǎn)生大量氣孔,甚至出現(xiàn)鑄件不完整的缺陷
2.氣孔分類
(1)析出性氣孔:這類氣孔均勻分布在內(nèi)部靠近澆口處、冒口處、熱節(jié)等溫度較高的區(qū)域,氣孔細(xì)小而分散,經(jīng)常同縮孔共存。
析出:即鋁水中含氣,未徹底除凈,凝固過(guò)程中析出。
(2)反應(yīng)性氣孔:這類氣孔均勻分布在型壁與鑄件的接觸面上。氣孔表面光滑,呈銀白色(鑄鋼件)、金屬光亮色或暗色。
反應(yīng):鑄型、型芯、冷鐵、涂料等含有與鋁水發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氣體的物質(zhì)。
(3)侵入性氣孔:這類氣孔分布在鑄件上部,孔大而光滑。 侵入:型腔中的氣體,未及時(shí)排出型外,而侵入到鑄件中。
3.氣孔形成機(jī)理
低壓鑄造的鑄型基本上是密封的,金屬液充型比較快,氣體來(lái)不及排出,包在鑄件中形成氣孔或針孔。
(1)金屬液中溶解的氣體析出——析出性氣孔(針孔),金屬熔化時(shí)所含有的氣體,當(dāng)液態(tài)金屬冷卻和凝固時(shí),因氣體溶解度下降析出氣體,來(lái)不及排除,使鑄件產(chǎn)生氣孔。
鋁液中的氣體,夾雜含量高、精煉效果差、鑄件凝固速度低。
(2)濕芯、涂料、表面不干凈的冷鐵,澆注受熱后產(chǎn)生的氣體——反應(yīng)性氣孔(皮下氣孔),型壁物質(zhì)同液態(tài)金屬之間或在液態(tài)金屬內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣孔。
(3)型腔中的氣體,未及時(shí)排出型外——侵入性氣孔(單個(gè)大氣孔),由于鑄件工藝設(shè)計(jì)不合理,如鑄型或型芯排氣不暢,或者是由于操作不小心,如澆注時(shí)堵死氣眼(澆注速度太快),型腔中的氣體被憋在鑄件中所引起。
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