預防鋁合金鑄件針孔形成的主要措施
由以上分析可知,鋁合金鑄件輕易產生針孔缺陷。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。6.1 認真做好熔煉澆注時的預備工作6.1.1 嚴格按工藝規..
由以上分析可知,鋁合金鑄件輕易產生針孔缺陷。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。
6.1 認真做好熔煉澆注時的預備工作
6.1.1 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往除爐料表面的銹跡、泥沙等污物,并進行爐料預熱,預熱溫度:350℃-450℃,保持3h以上,嚴防帶進水分和油污等。按QJ169-75要求的I類鑄件,只答應使用一級回爐料,Ⅱ、Ⅲ類鑄件答應使用二級回爐料,但Ⅱ類鑄件回爐料的總量不答應超過70%,三級回爐料不答應用于基本產品的生產。
6.1.2 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。
6.1.3 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2h-4h,以往除坩堝所吸附的水分及其它化學物質。
6.1.4 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。)
6.2 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。Al-Mg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,要及時與現場技術職員取得聯系,采取果斷措施予以處理。根據QJ1182-87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。
6.3 加強濕潤季節預防措施
在雨季或空氣濕潤時節鑄造鋁合金,我們更應加留意采取預防往氣防護措施,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,以防帶進過多的水分和油污等,引起各類針孔的產生。
6.4 精煉往氣,往除鋁合金中的氣體
一般情況下,所謂“往氣”(又叫“除氣”)就是往除合金中的氣體,“精煉”就是指往除合金中的夾雜物。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,往氣也就是主要往除氫氣。目前往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,也可能性是經過部分精煉除氣劑加進直接帶進的),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,氫氣逸進大氣之中,終極達到往除氫氣的目的(氯氣及氯鹽往氣原理示意圖見圖2)。
圖 2. 氯氣及氯鹽往氫原理示意圖
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進坩堝底部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,除氣劑可分批加進,除氣結束除渣,并按表6規定的時間進行靜置。
6.5 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,進步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。
6.6 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往氣。這里僅以金屬型鑄造往氣預防措施為例做一簡易先容。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:由于金屬型零件在組合時,總會有間隙,一般分型間隙在0.08mm-0.15mm之間,活動零件間隙在0.1mm-0.2mm之間,利用這些間隙可用來排氣,但不答應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,阻止液體金屬流進,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目,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ф5-10毫米的小孔,孔內塞以水玻璃砂,也可以起到排氣塞的作用。