在鋁合金壓鑄件生產中所生產的工件常因氣孔存在而導致報廢·•₪✘•,但是產生氣孔的原因很多·•₪✘•,在解決這一產品質量問題時常常無從下手·•₪✘•,如何快速☁↟₪₪、正確地採取措施減少因氣孔而造成廢品率·•₪✘•,這是各鋁合金壓鑄廠家所關注的問題✘·。
一☁↟₪₪、鋁合金壓鑄件中氣孔的分類
在鋁合金壓鑄生產中·•₪✘•,人們常籠統地把產品的孔洞稱之為氣孔·•₪✘•,所產生的氣孔是哪類氣孔·•₪✘•,並不為人們所詳知·•₪✘•,在此我們把氣孔做個簡單的分類╃••╃╃:
1☁↟₪₪、精煉除氣質量不良產生的氣孔
在鋁合金壓鑄生產中·•₪✘•,熔化了的鋁液澆注溫度一般常在610oC至660oC·•₪✘•,在此溫度下·•₪✘•,鋁液中溶解有大量的氣體(主要是氫氣)·•₪✘•,氫氣鋁合金的溶解度與鋁合金的溫度密切相關·•₪✘•,在660oC左右的液態鋁液中約為17.25pxj/100g ·•₪✘•,而在660oC左右的固態鋁合金中僅為0.036 cm3/100g·•₪✘•,此時液態鋁液中含氫量約為固態的19-20倍✘·。所以當鋁合金凝固時·•₪✘•,便有大量的氫析出來以氣泡的形態存在於鋁壓鑄件中✘·。
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而產生氣孔·•₪✘•,這就是鋁合金熔鍊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·•₪✘•,那麼凝固時析出氣體量就會減少·•₪✘•,因而產生的氣泡也就變少·•₪✘•,並顯著減少✘·。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選用良好的精煉劑·•₪✘•,良好的精煉劑是在660oC左右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·•₪✘•,透過物理吸附作用·•₪✘•,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300oC時·•₪✘•,氫在鋁合金中的溶解度僅為0.001 cm3/100g以下·•₪✘•,此時僅為液態時的1/700·•₪✘•,這種凝固後氫氣析出而產生的氣孔是分散的·•₪✘•,細小的針孔·•₪✘•,這不影響漏氣和加工表面·•₪✘•,肉眼基本看不見✘·。
而在鋁液凝固時因氫氣析出所產生的氣泡比較大·•₪✘•,多在鋁液最後凝固的部位·•₪✘•,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✘·。
2☁↟₪₪、因排氣不良產生的氣孔
在鋁合金壓鑄中·•₪✘•,因模具的排氣通道不暢·•₪✘•,模具排氣設計結構不良·•₪✘•,壓鑄時型腔內的氣體無法完全順暢排出·•₪✘•,造成在產品某些固定部位存在氣孔✘·。這種由模具型腔中氣體成的氣孔時大時小·•₪✘•,氣孔的內壁呈鋁與空氣氧化的氧化色·•₪✘•,與氫氣析出產生的氣孔不同·•₪✘•,氫氣析出氣孔內壁不如空氣孔光滑·•₪✘•,沒有氧化色·•₪✘•,而是灰亮的內壁✘·。
對於因排氣不良而產生的氣孔·•₪✘•,應改進模具的排氣通道·•₪✘•,及時清理模具排氣通道上的殘留鋁皮是可以解決的✘·。
3☁↟₪₪、因壓鑄引數不當而產生的卷氣的氣孔
在壓鑄生產中壓鑄引數選擇不當·•₪✘•,鋁水壓鑄充型速度過快·•₪✘•,使型腔中氣體不能完全及時平穩的擠出型腔·•₪✘•,而被鋁液的液流捲入鋁液中·•₪✘•,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·•₪✘•,鋁水進口比最後匯合處少·•₪✘•,呈梨形或橢圓狀·•₪✘•,在最後凝固處多又大✘·。
對於這種氣孔應調整充型速度·•₪✘•,使鋁合金液流平穩推進·•₪✘•,不產生高速卷氣✘·。
4☁↟₪₪、鋁合金的收縮氣孔與縮松
鋁合金同其它材料一樣·•₪✘•,在凝固時產生收縮·•₪✘•,鋁合金的澆注溫度愈高·•₪✘•,這種收縮就愈大·•₪✘•,單一的因體積收縮產生的氣孔是存在於合金最後凝固部位✘·。呈不規則形狀·•₪✘•,嚴重時呈網狀✘·。而往住在產品中·•₪✘•,它與凝固時因氫氣析出的氣孔同時存在·•₪✘•,在氫析出氣孔或卷氣孔的周圍存在收縮氣孔·•₪✘•,在氣泡周圍有伸向外部的絲狀或網狀氣孔✘·。
對於這種氣孔·•₪✘•,應從澆注溫度著手解決·•₪✘•,在壓鑄工藝條件允許的情況下·•₪✘•,儘量降低壓鑄時的鋁水澆注溫度✘·。這樣可以減少鑄件的體積收縮·•₪✘•,減少收縮氣孔及縮松✘·。
如果常在同部位出現這種氣孔·•₪✘•,可以考慮增加抽芯或冷鐵·•₪✘•,使其改變最後凝固部位·•₪✘•,解決滲漏和缺陷問題✘·。
5☁↟₪₪、因產品壁厚差過大而引起的氣孔
產品的形狀上常有壁厚差過大問題·•₪✘•,往往又是不能改變產品的形狀·•₪✘•,在壁厚中心是鋁水最後凝固的地方·•₪✘•,也是最易產生氣孔的部位·•₪✘•,這種壁厚處的氣孔是析出氣孔和收縮氣孔的混合體·•₪✘•,不是一般措施所能防止的✘·。
對產品的形狀在設計時就應考慮減少壁厚不均勻·•₪✘•,或過厚的問題·•₪✘•,採取空心結構·•₪✘•,在模具設計上應考慮增設抽芯或冷鐵·•₪✘•,或水冷·•₪✘•,或增加模具此處的冷卻速度✘·。
在壓鑄生產中·•₪✘•,注意此部位的過冷量·•₪✘•,適當降低澆注溫度等✘·。
二☁↟₪₪、防止氣孔的措施和途徑
從上述氣孔的分類中可知·•₪✘•,在鋁合金壓鑄生產中產品產生氣孔的原因很多·•₪✘•,但必須找出原因對症下藥才能解決問題·•₪✘•,我們建議╃••╃╃:
1☁↟₪₪、保證鋁合金熔鍊的精煉除氣質量·•₪✘•,選用好的精煉劑除氣劑減少鋁水中的含氣量·•₪✘•,及時清除液麵浮渣☁↟₪₪、泡子之類氧化物·•₪✘•,防止再次帶入氣體進入壓鑄件中;
2☁↟₪₪、選擇良好的脫模劑·•₪✘•,所選用的脫模劑應是在壓鑄中不產生氣體的·•₪✘•,又有良好脫模效能的;
3☁↟₪₪、保證模具的排氣通暢不堵死·•₪✘•,排氣順暢·•₪✘•,保證模具中的氣體完全排出·•₪✘•,尤其是在鋁水最後聚合處排氣通道必須通暢;
4☁↟₪₪、調整好壓鑄引數·•₪✘•,充型速度不可過快·•₪✘•,防止卷氣;
5☁↟₪₪、降低澆注溫度·•₪✘•,最好不要高過660oC·•₪✘•,YL-113鋁合金的凝固溫度不可低於580oC·•₪✘•,YL-112鋁合金不可低於585oC·•₪✘•,一般常用的澆注溫度應控制在610oC--640oC;
6☁↟₪₪、產品設計和模具設計中應注意抽芯和冷卻的使用·•₪✘•,儘量減少壁差過大的缺點;
7☁↟₪₪、對常在固定部位出現的氣孔·•₪✘•,應從模具和設計上改善✘·。
綜上所述在壓鑄待業中·•₪✘•,如果把上述七項措施落實·•₪✘•,則鋁合金的壓鑄產品氣孔報廢率可以明顯降低·•₪✘•,會顯著提高產品的合格率✘·。