本帖最后由 海嘯 于 2018-1-22 17:32 編輯 我廠是采用熔模精鑄生產(chǎn)不銹鋼鑄件的專業(yè)廠，在出口若干品種中客戶要求配套生產(chǎn)精鑄鋁鑄件。材質(zhì)為美國牌號A356。相當于我國ZL101，品種多，批量小，對表面及內(nèi)在質(zhì)量要求非常嚴格，由于失蠟鑄造特殊性，鑄件只能本廠生產(chǎn)。鑄件化學成分為 wSi＝6.5％～7.5％,wMg＝O.20％～O.40％，wFe≤0.20％,wCu≤0.20％,wMn≤0.10％,wZn≤0.10％,wTi≤0.20％，其他元素均0.05％,總和≤0.15％，鋁為余量。筆筒式鑄件結(jié)構(gòu)形狀見圖1。圖1
1. 生產(chǎn)實踐
(1) 初期試生產(chǎn)工藝頂注，鋁合金用配好的成品料，爐料在爐內(nèi)300～400℃烘烤20min，用不銹綱筒做坩堝，每次熔化55kg，熔化溫度800℃，除氣變質(zhì)處理，頂澆鑄造工藝，鋁液澆注溫度為720℃。
?。?）筆筒式形狀鑄件外徑80mm，壁厚均8mm，表面看不到氣孔，切開鑄件斷面后看到靠外表皮部位氣孔很少，但產(chǎn)品斷面特別是中心凝固較慢區(qū)域彌漫氣針孔多，有個別較大的孔洞有2～3mm，也有少部分較大夾渣孔分布在鑄件的斷面（見圖2）。同時澆注另一種方形底座鑄件，通過X光檢測發(fā)現(xiàn)氣孔 連續(xù)生產(chǎn)兩爐鑄件全部報廢。
圖2
2.生產(chǎn)分析
?。?）產(chǎn)生鋁合金針孔的主要原因 熔煉溫度越高，金屬液從潮濕空氣中吸氫，而氫的主要來源是由于水蒸氣在鋁液的高溫下分解所產(chǎn)生的。氫在鋁液中溶解度隨著溫度升高而高，但在固態(tài)鋁中溶解度非常低，因此在凝固過程中，氫析出形成的氣孔與合金熔煉溫度、熔煉時間等有較大的關(guān)系。在熔化后期控制不妥當，如升溫過快、過高，則鋁液吸氫量就大，氫在鋁液中擴散就越充分，出現(xiàn)針孔的幾率就越大?？客獗砻娌课粴饪咨偈且驗槔鋮s快。
有資料介紹，在700℃時，每100g鋁中氫的溶解度為0.5～0.9，溫度升高到850℃時，氫的溶解度增加2～3倍。熔化應(yīng)控制在750℃以下，提倡快速熔化，但相對也要控制在升溫階段時后期上升速度過快問題。
?。?）操作分析 ①爐料不清潔，回爐料烘烤時間短。 ②澆注系統(tǒng)設(shè)計不良。 ③澆溫高、澆注操作不當，帶入氣體夾渣。 ④熔劑精煉劑潮濕，變質(zhì)處理后靜置時間不夠。 ⑤有些情況雖然預料但做的不充分、不仔細。
3. 改進措施
?。?）熔煉工序 ①改變新料與回爐料的比例，回爐料30%、新料70%。 ②改進熔煉工藝，使用前應(yīng)去除爐料表面的銹跡、泥沙等污物，嚴防帶入水分和油污等。 ③要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件，爐料預熱是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，預熱溫度350～450℃，保持3h以上。若烘烤(預熱)爐料時間短，澆注出鑄件斷面還是有少量細小彌漫氣孔（見圖3）。圖3
?。?）改進澆注系統(tǒng)設(shè)計 提高排氣擋渣能力，采用底注式澆注系統(tǒng)，排氣效果好，如圖4、圖5所示。
圖4 筆筒式鑄件改進后工藝
?。?）干燥處理精煉劑 曾經(jīng)有人做過這樣的試驗來測定鋁合金中氫的含量： ①未經(jīng)預熱處理的精煉劑直接使用時，氫含量為0.83cm3/100g。 ②在400℃的溫度下進行干燥處理的精煉劑氫含量為 0.21cm3/100g。 因此可以看出, 對精煉劑進行預熱處理，是有很大好處的。精煉后澆注前合金液應(yīng)靜置一定時間，就是要排除鋁液中的氧化夾雜和氫氣。而精煉劑如果潮濕也會帶進很多的氫,對大修新砌或長時間不用的爐子，要充分烘烤，否則耐火材料中水分蒸發(fā)形成潮濕氣氛而導致熔煉時形成氣孔。
?。?）操作 為了消除鋁合金鑄件針孔， 熔煉用的坩堝，直接當澆包用，精煉變質(zhì)處理后靜置至澆溫時，用人工抬坩堝直接澆注，避免因倒包吸氣。所使用的工具在使用前清理干凈，然后涂上防護涂料并進行預熱烘干，避免因預熱不良，表面吸咐水分，會在熔煉澆注過程中產(chǎn)生大量的氣體，導致鑄件形成針孔。
另外，在熔化過程中用專用覆蓋劑進行覆蓋。選用除氣精煉變質(zhì)一體劑，加入量為鋁液重的0.6% 。使用前需烘干后再使用，待合金液溫度達到720℃時，用不銹鋼鐘罩將除氣精煉劑壓入坩堝底部并沿坩堝內(nèi)壁圓周勻速移動，且要防止各種污物進入坩堝中。 4.效果
經(jīng)一定時間烘烤的爐料放進坩堝快速熔煉，低溫澆注，合金的吸氣量大為減少。確定工藝：底注式澆注系統(tǒng)，500～600℃的熱殼，720℃時做除氣精煉變質(zhì)處理，然后鋁液靜置至630～640℃時熱殼澆注。因熱殼在保證充型情況下盡可能降低澆注溫度。在澆注時對準澆口杯近距離澆，防止吸（帶）氣，可獲得無氣孔致密件，見圖6。需注意的是，由于品種多，單件小批生產(chǎn)，工藝還有細化的空間，工藝出品率較低。圖6 致密鑄件
結(jié)語
要獲得無氣孔的鋁鑄件，有些看似無關(guān)緊要環(huán)節(jié)一定要處理好。工藝上關(guān)鍵在于采取底注式澆注系統(tǒng)，排氣好。爐料預熱的溫度與時間要夠，短時間熔煉，低溫澆注，使合金的吸氣量大為減少。另外再做好鋁熔液精煉處理，可獲得組織細密、質(zhì)量穩(wěn)定、客戶滿意的優(yōu)良鑄件。
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