王長(zhǎng)君

（哈爾濱市龍哈泵業(yè)有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150056）

1 鋁合金鑄件在鑄造過(guò)程中氣孔形成的原因分析

針孔是鑄造過(guò)程中一種常見(jiàn)的氣孔形式，對(duì)成品的質(zhì)量和品質(zhì)帶來(lái)一定的影響，屬于鑄造缺陷。這種針孔的形成主要是鑄造過(guò)程中水蒸氣分解產(chǎn)生的氫融入到鑄件中產(chǎn)生的。下面就鑄造過(guò)種中水蒸氣的來(lái)源及產(chǎn)生因素進(jìn)行分析：

1.1 在鋁合金熔煉和澆注過(guò)程中，所使用的原材料及輔助材料中本身含的結(jié)晶水或氫氧化鋁分解后產(chǎn)生的水分子，用于造型的材料有機(jī)或無(wú)機(jī)的輔助材料帶有的水分子，還有涂料因?yàn)轭A(yù)熱過(guò)程的不均勻受熱所產(chǎn)生的水分。這些都會(huì)在鋁合金澆鑄過(guò)程，因?yàn)樗魵獾姆纸猱a(chǎn)生大量的氫離子，從而在鑄件中產(chǎn)生大量的氣孔。涂料中所使用的粘結(jié)劑，目的是了為增加涂層的厚度，但同時(shí)也增加了發(fā)氣量。給鑄造質(zhì)量帶來(lái)了隱患。

1.2 熔煉過(guò)種中使用的設(shè)備和工具都對(duì)氣孔的形成有著不同的影響。不同的設(shè)備在熔煉過(guò)種中對(duì)氣孔的影響是不同的，新坩堝或者有銹跡腐蝕、污染過(guò)的舊坩堝，在使用前都在進(jìn)行清理干凈，吹去灰塵泥砂，同時(shí)加到到七百到八百攝氏度，持續(xù)加溫2-4個(gè)小時(shí)，為的是除去設(shè)備中吸附的水分子或都其他的化學(xué)物質(zhì)，不然的話(huà)會(huì)因?yàn)楹兴衷谌蹮捄蜐仓^(guò)程中產(chǎn)生水蒸氣，從而導(dǎo)致氣孔的形成。對(duì)于新?tīng)t子，一般情況下也需要使用幾天或者幾星期的時(shí)間進(jìn)行烘干或者干燥處理。不然耐火材料中所含的水分及其化學(xué)成份中結(jié)合的氫就沒(méi)有途徑可以得到釋放，從而導(dǎo)致熔煉過(guò)程中形成氣孔。

1.3 經(jīng)過(guò)大量的生產(chǎn)實(shí)踐，我們掌握了一種現(xiàn)象，就是在熔煉過(guò)種中，對(duì)于熔煉溫度的控制及對(duì)時(shí)間的控制都對(duì)制品中的針孔的多少有著相應(yīng)的關(guān)系。氫氣溶解到鋁合金溶液中是需要一個(gè)過(guò)程的，由于鋁液對(duì)氫的吸收是在表面進(jìn)行的，這種吸收不僅對(duì)于鋁液表面的分子壓力有面，同時(shí)也受過(guò)程當(dāng)中的溫度及時(shí)間有較大的關(guān)系，實(shí)踐表面，鋁合金熔化的溫度越高、溶化過(guò)種的時(shí)間越長(zhǎng)，溶化后鋁液保持的時(shí)間越長(zhǎng)，氫在鋁液中擴(kuò)散的速度就越快，也擴(kuò)散的更加充分，鋁液吸氫的量就越大，出現(xiàn)氣孔的面積就越大。所以最好的辦法，就是改善這幾方面的條件，減小針孔的形成。

1.4 環(huán)境空氣的影響。在正常的情況下，環(huán)境空氣中氫的的含量并不多。但如果空氣相對(duì)濕度大，例如，在雨季，由于環(huán)境空氣的溫度增加，從而使鋁合金制品，熔煉設(shè)備及使用的工具的表面都會(huì)吸附大量的水分，另外，鋁合金液中氣體的溶解度也會(huì)增加，從面形成季節(jié)性氣孔。在這種條件下，就得實(shí)施有力的預(yù)熱或者烘干措施，從而減少季節(jié)性氣孔的產(chǎn)生。

1.5 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(jīng)測(cè)定合金中氫氣含量有很大區(qū)別：鑄型含水量為5%時(shí)，鑄型中含氫量為1.5ml/100g；鑄型含水量為6%時(shí)，鑄型中含氫量為2.5ml/100g；鑄型含水量為8%時(shí)，鑄型中含氫量為3.0ml/100g。因此砂型鑄造鋁合金時(shí)，最有利的辦法就是采用干燥型或都表面干燥型，如果用濕型，其含水量就應(yīng)該控制在百分之六十以下。這是因?yàn)闈裥丸T造時(shí)，由于水分的汽化溫度低，當(dāng)加熱到鋁液熔化溫度時(shí)，砂型中會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，隨著壓力增大，體積發(fā)生膨脹，壓力大的氣體就會(huì)進(jìn)入型腔或型腔中的鋁液，導(dǎo)致侵入性氣孔的形成。

1.6 對(duì)于金屬型鑄造器來(lái)講，他的型腔內(nèi)，由于沒(méi)有退讓性和不透氣性這些特別，在鋁合金填充和澆注過(guò)程中，腔內(nèi)的氣體隨著鋁合鑫的填充而快速被壓縮，同時(shí)由于腔內(nèi)溫度的升高，被速度壓縮的氣體溫度也極速上升，這樣就引起型腔內(nèi)形成反壓力，當(dāng)這種壓力到達(dá)一定極限時(shí)，金屬就有可能逸出內(nèi)澆品，從而形成大量的金屬被氧化，在這個(gè)過(guò)程中，如果受到剛結(jié)晶或都凝固部分的阻擋，就一定會(huì)在金屬液中形成大量的氣孔。所以盡量不要采用金屬型鑄造器，即使采用，也要在澆鑄過(guò)種中盡量控制金屬液的外流。防止氧化，從而避免大量氣孔的形成。

2 對(duì)于鋁合金鑄造件的針孔的形成還是有辦法預(yù)防的，為了鑄造件的優(yōu)良品質(zhì)，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，我們針對(duì)產(chǎn)生針孔的不同的情況一一進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 認(rèn)真做好熔煉澆注時(shí)的準(zhǔn)備工作

2.1.1 嚴(yán)格按工藝規(guī)程要求，正確處理好爐料。爐料使用前應(yīng)用吹砂或其它方法去除爐料表面的銹跡、泥沙等污物，并進(jìn)行爐料預(yù)熱，預(yù)熱溫度：350℃-450℃，保持 3h以上，嚴(yán)防帶入水分和油污等。

2.1.2 坩堝、錠模、熔煉工具，使用前應(yīng)將表面油污、臟物等清除干凈。并預(yù)熱至120℃-250℃，涂以防護(hù)涂料。

2.2 嚴(yán)格按照工藝規(guī)程進(jìn)行加工，在熔炬過(guò)程中，要爭(zhēng)取做到熔煉快捷迅速，縮短溶液在高的溫度下停留的時(shí)間。如果溶液各的鋁和鎂或其他的合金成份熔化后停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一定要用熔劑覆蓋住合金的液面，以避免與空氣接觸，從來(lái)吸收空氣中的水分。如果生產(chǎn)過(guò)程中有意外的情況出現(xiàn)，一定要聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員，采取科學(xué)的技術(shù)措施。根據(jù)QJ1182-87標(biāo)準(zhǔn)，每一爐合金從開(kāi)始熔化到澆注完成的時(shí)間，砂型鑄造不得超過(guò)4小時(shí)；金屬型鑄造不得超過(guò)6小時(shí)；壓鑄不得超過(guò)8小時(shí)；合金最高溫度一般不超過(guò)760攝氏度，坩堝底部涂料厚度不得小于60毫米。

2.3 加強(qiáng)潮濕季節(jié)預(yù)防措施在雨季或空氣潮濕時(shí)節(jié)鑄造鋁合金，我們更應(yīng)加注意采取預(yù)防去氣防護(hù)措施，對(duì)熔煉用具、錠模、坩堝、爐料等都要嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行預(yù)熱處理，以防帶入過(guò)多的水分和油污等，引起各類(lèi)針孔的產(chǎn)生。

2.4 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(shí)，除氣和精煉兩個(gè)工序多合并在一起進(jìn)行，故在生產(chǎn)實(shí)踐中習(xí)慣將這兩個(gè)工序稱(chēng)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，為了消除鋁合金鑄件針孔，最常用的辦法是在熔化過(guò)程中用氯鹽和氯化物除氣，用氯氣、氮?dú)獬龤猓谜婵粘龤?，用超聲波除氣，過(guò)濾除氣等方法。

2.5 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，提高氣體在鋁合金中的溶解度，促進(jìn)氣體來(lái)不及或不能析出，從而達(dá)到消除針孔的目的。具體方法限于篇幅，在此不做過(guò)多闡述。

[1]李俊，趙忠興，王霞.溶質(zhì)再分配對(duì)鋁合金鑄件氣孔形成的影響 [J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，2010-11-30.