圖二，不同溫度下氫在鋁中的溶解度
圖三，溫度對氫溶解度的影響
其次，由上圖可以看出，隨著溫度升高，鋁合金對氫的需求量很大。也就是在鋁合金熔煉時可以接納更多的氫進(jìn)入合金液內(nèi)。那么，還有沒有氫的來源呢？有，這就是外來的的氫。鋁錠上的油漬、鋁銹以及周圍空氣中的水蒸氣都有可能通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫原子，然后進(jìn)入鋁合金也液中。據(jù)資料統(tǒng)計，鋁合金中所含氣體90%都是氫氣，只有10%為其它氣體。
閑話少敘，直入主題。實際上我們在真空狀態(tài)下澆注時，一般都是帶真空熔煉。真空熔煉實際上也是一種合金精煉。由于在真空狀態(tài)下氫的分壓或者空氣的分壓很低（或者簡單理解為空氣稀?。X合金液中的氫就有一種向金屬液外逸出的沖動。這實際上是一種平衡。剛才講過，氫以兩種方式存在于鋁液中：第一種是原子狀態(tài)溶解在鋁液中，第二種氫則以分子狀態(tài)氣泡形式存在于鋁合金液中。由于帶真空熔煉，以分子方式存在的氫氣首先在平衡動力的推動下向液面移動，一旦沖破液面的束縛，直接逃離金屬液逸出。原子狀態(tài)的氫也在平衡動力的作用下相互結(jié)合，變?yōu)闅怏w向外移出。
可能有人會說，從氫在固態(tài)狀況下的溶解度看，氫很少，怎么可能熔化澆注后會在鑄件上產(chǎn)生氣孔，沒有道理呀!不是的。別看在固態(tài)下氫的溶解度很低，但到了液態(tài)，溶解在鋁合金里的氫原子一旦獲得結(jié)合的能量，立馬變成氫氣禍禍鋁合金液。因此，在鋁合金錠生產(chǎn)時，在一般鋁錠采購時，都會對氫含量提出要求，比如針孔度檢查；在一般的鋁合金熔煉后檢查精煉效果也是通過檢查密度進(jìn)而確定精煉效果是否合乎要求。
由于真空感應(yīng)電爐熔煉就是簡單的重熔，因此，它不具備像電阻爐的優(yōu)勢，可以利用精煉除渣除氣，它只能利用真空狀態(tài)除去一部分氣體，而且，在帶電操作時，金屬液是翻滾的，更不利于除渣。而鋁合金中的氫原子一般是靠依附氧化夾渣，慢慢變成氫氣上浮的。因此，真空爐也有不利于除氣的一部分功能。
另外，真空爐澆注氣體來源決不是金屬材料一種源體。因為要利用型殼澆注，型殼也是氣體來源之一。型殼在澆注前要預(yù)熱，熱的東西可能會吸潮。另外，真空爐破一次真空，周圍的大氣就會與金屬液面接觸。實際上，鋁合金液最怕的就是水。遇水就會產(chǎn)生反應(yīng)生成氫原子溶入金屬液中。因此，在真空爐操作中一切跟水有關(guān)系的物質(zhì)都應(yīng)該隔離，比如，濕度大的雨天，高熱悶濕的夏天，都是鋁合金生產(chǎn)的困難天。而低濕的冬春季對于鋁合金來說也許比較好。
因此，在鋁合金真空爐生產(chǎn)時，鋁合金錠要首先要吹砂，吹去上面的油漬、污漬、氧化皮等，然后生產(chǎn)前要烘烤，盡量在4、500℃以上烘烤多小時，確保無水作業(yè)。另外，應(yīng)多注意天氣變化，空氣濕度大時少開爐不開爐，提前安排生產(chǎn)。真空爐一旦開動，盡量少破真空澆注，金屬液上面的保護(hù)膜不要隨便捅破，盡量減少金屬液與大氣接觸的機(jī)會。澆注前要關(guān)電靜置，讓氧化夾雜攜帶氫氣逸出液面，澆注時，要細(xì)心操作，不能讓氧化皮流入型殼以造成氣孔、渣氣孔等缺陷。
當(dāng)然，鑄件在形成氣孔缺陷時也有一定的責(zé)任。一般來講，氣孔缺陷容易出現(xiàn)在鑄件厚大聚熱部位，最后凝固部位，因此，在鑄件澆注完后必須對這些部位進(jìn)行冷處理或者讓其能散熱充分，否則就容易發(fā)生熱助長氫原子變成氫氣，氫氣沒能逃出金屬液束縛，最后形成氣孔缺陷。
應(yīng)該說真空狀態(tài)下澆注的鋁合金鑄件中的氣孔大部分為析出型氣孔，來自合金液內(nèi)。只有在大氣狀況下澆注時，才會產(chǎn)生侵入性氣孔。
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以上僅是個人看法，僅供大家參考。我是鑄造工程師老賀，關(guān)注我，學(xué)習(xí)不一樣的熔模鑄造。
