铸造工艺

铝合金浇铸的吸气性什么样的浇注系统适用

发布时间:2025/1/13 12:58:54   

铝合金浇铸的吸气性!什么样的浇注系统适用于铝合金?

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铝合金浇铸的吸气性:

  铝合金易吸收气体,是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。

  铝合金熔液温度越高,吸收的氢也越多;在℃时,每g铝中氢的溶解度为0.5~0.9,温度升高到℃时,氢的溶解度增加2~3倍。当含碱金属杂质时,氢在铝液中的溶解度显著增加。

  铸铝合金除熔炼时吸气外,在浇入铸型时也会产生吸气,进入铸型内的液态金属随温度下降,气体的溶解度下降,析出多余的气体,有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔,这就是通常称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起,铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大,则气孔表面光滑,孔的周围有一圈光亮层;若气泡产生的压力小,则孔内表面多皱纹,看上去如“苍蝇脚”,仔细观察又具有缩孔的特征。

  铸铝合金液中含氢量越高,铸件中产生的针孔也越多。铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性,还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铝铸件,关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护,合金的吸气量大为减少。对铝溶液作精炼处理,可有效控制铝液中的含氢量。 

什么样的浇注系统适用于铝合金?

  按照浇注系统各组元截面积的比,可以有多种不同的模式,我们在这里只提到其中的三种。

  1)封闭式浇注系统

  特点是:直浇口末端的截面积>横浇道的截面积>内浇口的截面积,是制造铸铁件朂常用的浇注系统,朂小的阻流截面在内浇口处。

  采用封闭式浇注系统时,由于系统内静压头和液流动能的作用,合金液是以喷射的方式进入型腔的,产生紊流和卷入液流表面的氧化膜是难以避免的,而且会冲击铸型,这些情况都对铸件的质量有负面影响。因此,这种浇注系统原则上不适用于易于氧化、而氧化物熔点又很高的铝合金和镁合金,但实际生产中也有人采用。

  2)开放式浇注系统

  对于铝合金铸件,为了避免紊流和氧化膜卷入,开放式浇注系统的应用较广,有的文献建议浇注系统各组元截面积之比为:

  直浇口流出口截面积∶横浇道总截面积∶内浇口总截面积=1∶2∶4,也有人提出三者的比宜为1∶4∶4。

  近年来,很多研究工作表明,横浇道截面积增大,并不能避免紊流和散流,而且充满浇注系统的时间长,合金液面易于氧化,并不能确保铸件的质量。再则,浇注系统的尺寸太大,还会导致工艺出品率降低,这也是不可取的。

  3)自然流浇注系统

  这是比较适用于铝合金铸造的模式,采用紧凑的浇注系统约束液流,保持液流稳定而不分散。直浇口与横浇道的连接部位应采用平滑过渡的方式,横浇道须转到另一方向时,转角处也应是平滑的圆弧。这样的浇注系统,J.Campbell等人称之为“自然流浇注系统”。

  液流转90°弯时,由于摩擦力的作用,液流的流速约降低20%,因此,自然流浇注系统各组元之间的关系大致是:直浇口流出口截面积∶横浇道截面积∶内浇口总截面积=1∶1.2∶1.4,至于浇注系统各组元的具体尺寸,要根据铸件的结构和浇注系统的总体安排具体考虑,目前还不可能有普遍适用的数据。重要的铸件、批量生产的铸件,设计浇注系统时应参考计算机模拟的结果,有条件的话,宜采用视频射线摄影技术校核。



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