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铝合金铸造厂家怎样改善铝合金铸造件气孔缺陷的工艺措施有哪些?

文章出处:新闻中心 责任编辑:东莞市剑锋机械配件有限公司 发表时间:2025-09-10
  ​铝合金铸造厂家改善铝合金铸造件气孔缺陷需从 “减少气体来源”“促进气体排出”“优化凝固过程” 三个核心环节入手,结合不同铸造工艺(砂型铸造、压铸、低压铸造等)的特点,采取针对性工艺措施:
铝合金铸造厂家
一、减少金属液吸气(熔炼阶段控制)
严格控制原材料与炉料
炉料(新料、回炉料)需清洁无油污、无水分:回炉料需去除表面涂层(如漆、氧化膜),用高温烘烤(200-300℃,2-4 小时)去除水分和挥发物;废料切割后需打磨清理氧化皮。
限制回炉料比例:回炉料占比不超过 50%(尤其压铸回炉料,避免气孔和夹杂物累积),混合使用时需均匀搭配。
优化熔炼工艺
控制熔炼温度:避免铝液过烧(一般控制在 680-720℃,根据合金成分调整),温度每升高 10℃,氢溶解度增加约 10%,过高温度会显著增加吸气量。
干燥熔炼工具:坩埚、搅拌勺、浇包等需预热至 200-300℃(去除水分),避免冷工具接触铝液时产生气体。
加强炉内气氛控制:燃油炉需确保充分燃烧(减少 CO、H₂O 等还原性气体),电炉可通入惰性气体(如氮气)保护,减少空气卷入。
高效精炼除气
惰性气体精炼:采用氩气(Ar)或氮气(N₂)通过旋转喷吹头(石墨转子)通入铝液,气泡直径越小(≤1mm)、分布越均匀,除气效果越好(可去除 70% 以上的氢气),精炼时间通常 10-15 分钟,温度 680-700℃。
化学精炼:添加精炼剂(如六氯乙烷 C₂Cl₆、无毒精炼剂如 Al-Ti-B 合金),通过化学反应生成气泡携带气体上浮(六氯乙烷分解产生 HCl 气体,需在通风良好环境下使用)。
精炼后静置:铝液精炼后静置 5-10 分钟,使微小气泡聚合长大并上浮至液面,减少随流带入铸型的气体。
二、促进气体排出(浇注与模具设计)
优化浇注系统与排气设计
砂型铸造:
采用底注式或阶梯式浇注系统,避免金属液高速冲击型砂产生卷气(充型速度控制在 0.5-1.5m/s);
在型腔最高处、拐角、厚大部位设置排气冒口(截面积≥10mm²),或在砂型表面扎排气孔(直径 2-3mm,间距 50-100mm),增强型砂透气性(透气性≥50)。
压力铸造:
设计 “慢 - 快 - 慢” 的充型速度曲线:初始低速充型(避免卷气),中间高速充满型腔,最后减速保压;
模具排气槽深度:铝合金压铸排气槽深度 0.05-0.1mm(避免金属液溢出),长度≥50mm,分布在分型面、滑块、深腔等气体聚集区,配合抽真空系统(真空度≤50mbar)可显著减少卷气。
低压铸造:
控制升压速度(0.01-0.03MPa/s),使金属液平稳充型,避免型腔气体被卷入;在浇口对面或型腔顶部设置排气通道,确保气体随金属液上升顺利排出。
改善铸型 / 模具透气性
砂型铸造:选用高透气性型砂(如石英砂 + 膨润土,适当增加原砂粒度),减少水分(型砂水分≤5%),避免使用过多粘结剂导致透气性下降。
金属型铸造:模具型腔表面开设细密排气槽(尤其复杂部位),或采用多孔性涂料(如石墨涂料),利用涂料孔隙辅助排气。
三、优化凝固过程(减少气体析出)
控制冷却速度与凝固顺序
厚大部位增强冷却:砂型铸造可在铸件厚壁处放置冷铁(铸铁或铜质),加速冷却,减少气体聚集时间;金属型铸造可局部通水冷却,使厚壁部位与薄壁部位凝固速度趋于一致。
合理设置冒口:在最后凝固的厚大部位设置冒口,利用金属液补缩的同时,使气体通过冒口逸出(冒口高度≥铸件壁厚的 1.5 倍)。
调整工艺参数
浇注温度:在保证流动性的前提下尽量降低(如铝硅合金压铸温度 650-680℃,砂型铸造 680-700℃),缩短凝固时间,减少气体析出机会。
压力参数(压铸 / 低压铸造):
压铸比压:根据铸件壁厚调整,薄壁件≥50MPa,厚壁件≥80MPa,保压时间 1-3 秒,确保气体被压实排出;
低压铸造保压压力:0.03-0.05MPa,保压时间≥铸件凝固时间的 1.5 倍,防止凝固时气体析出形成气孔。
四、其他辅助措施
模具 / 型砂预处理
金属型(压铸模)需预热至 150-250℃(避免低温模具导致金属液快速凝固包裹气体),并喷涂薄层耐高温涂料(如氧化锌涂料,厚度 5-10μm),减少气体生成。
砂型需充分烘干:湿型砂水分≤5%,干型砂烘干温度 200-300℃,保温 2-4 小时,彻底去除水分(水蒸气是砂型铸造气孔的主要来源之一)。
在线检测与工艺反馈
熔炼过程中用 “测氢仪” 实时监测铝液含氢量(控制在≤0.15mL/100g),超标时重新精炼;
对铸件进行无损检测(如 X 光探伤、水压试验),统计气孔位置和形态,反向优化浇注系统或排气设计(如某部位频繁出现气孔,可增加对应位置的排气槽)。
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