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为什么铝合金压铸件中会产生气孔及防止措施 

发布时间:2022/04/22

在铝合金压铸件生产中所生产的工件常因气孔存在而导致报废,但是产生气孔的原因很多,在解决这一产品质量问题时常常无从下手,如何快速、正确地采取措施减少因气孔而造成废品率,这是各铝合金压铸厂家所关注的问题。


一、铝合金压铸件中气孔的分类
在铝合金压铸生产中,人们常笼统地把产品的孔洞称之为气孔,所产生的气孔是哪类气孔,并不为人们所详知,在此我们把气孔做个简单的分类:
1、精炼除气质量不良产生的气孔
    在铝合金压铸生产中,熔化了的铝液浇注温度一般常在610oC至660oC,在此温度下,铝液中溶解有大量的气体(主要是氢气),氢气铝合金的溶解度与铝合金的温度密切相关,在660oC左右的液态铝液中约为17.25pxj/100g ,而在660oC左右的固态铝合金中仅为0.036 cm3/100g,此时液态铝液中含氢量约为固态的19-20倍。所以当铝合金凝固时,便有大量的氢析出来以气泡的形态存在于铝压铸件中。
    减少铝水中的含气量,防止大量的气体在铝合金凝固时析出而产生气孔,这就是铝合金熔炼过程中精炼除气的目的。如果在铝液中本来就减少了气体的含量,那么凝固时析出气体量就会减少,因而产生的气泡也就变少,并显着减少。因此,铝合金的精炼是非常重要的工艺手段,精炼质量好,气孔必然少,精炼质量差,气孔必然多。保证精炼质量的措施是选用良好的精炼剂,良好的精炼剂是在660oC左右可以起反应产生气泡,所产生气泡不太剧烈,而是均匀不断的产生气泡,通过物理吸附作用,这些气泡与铝液充分接触,愈长愈好,一般要有6-8分钟的冒泡时间。
    当铝合金冷却到300oC时,氢在铝合金中的溶解度仅为0.001 cm3/100g以下,此时仅为液态时的1/700,这种凝固后氢气析出而产生的气孔是分散的,细小的针孔,这不影响漏气和加工表面,肉眼基本看不见。
    而在铝液凝固时因氢气析出所产生的气泡比较大,多在铝液最后凝固的部位,虽然也分散,但这些气泡常常导致渗漏。严重时常导致工件报废。
2、因排气不良产生的气孔
    在铝合金压铸中,因模具的排气通道不畅,模具排气设计结构不良,压铸时型腔内的气体无法完全顺畅排出,造成在产品某些固定部位存在气孔。这种由模具型腔中气体成的气孔时大时小,气孔的内壁呈铝与空气氧化的氧化色,与氢气析出产生的气孔不同,氢气析出气孔内壁不如空气孔光滑,没有氧化色,而是灰亮的内壁。
    对于因排气不良而产生的气孔,应改进模具的排气通道,及时清理模具排气通道上的残留铝皮是可以解决的。


3、因压铸参数不当而产生的卷气的气孔
    在压铸生产中压铸参数选择不当,铝水压铸充型速度过快,使型腔中气体不能完全及时平稳的挤出型腔,而被铝液的液流卷入铝液中,因铝合金表面快速冷却,被包在凝固的铝合金外壳中,无法排出形成了较大的气孔。这种气孔往往在工件表面之下,铝水进口比最后汇合处少,呈梨形或椭圆状,在最后凝固处多又大。
    对于这种气孔应调整充型速度,使铝合金液流平稳推进,不产生高速卷气。
4、铝合金的收缩气孔与缩松
    铝合金同其它材料一样,在凝固时产生收缩,铝合金的浇注温度愈高,这种收缩就愈大,单一的因体积收缩产生的气孔是存在于合金最后凝固部位。呈不规则形状,严重时呈网状。而往住在产品中,它与凝固时因氢气析出的气孔同时存在,在氢析出气孔或卷气孔的周围存在收缩气孔,在气泡周围有伸向外部的丝状或网状气孔。
    对于这种气孔,应从浇注温度着手解决,在压铸工艺条件允许的情况下,尽量降低压铸时的铝水浇注温度。这样可以减少铸件的体积收缩,减少收缩气孔及缩松。
    如果常在同部位出现这种气孔,可以考虑增加抽芯或冷铁,使其改变最后凝固部位,解决渗漏和缺陷问题。
5、因产品壁厚差过大而引起的气孔
    产品的形状上常有壁厚差过大问题,往往又是不能改变产品的形状,在壁厚中心是铝水最后凝固的地方,也是最易产生气孔的部位,这种壁厚处的气孔是析出气孔和收缩气孔的混合体,不是一般措施所能防止的。

    对产品的形状在设计时就应考虑减少壁厚不均匀,或过厚的问题,采取空心结构,在模具设计上应考虑增设抽芯或冷铁,或水冷,或增加模具此处的冷却速度。
    在压铸生产中,注意此部位的过冷量,适当降低浇注温度等。

二、防止气孔的措施和途径
    从上述气孔的分类中可知,在铝合金压铸生产中产品产生气孔的原因很多,但必须找出原因对症下药才能解决问题,我们建议:
1、保证铝合金熔炼的精炼除气质量,选用好的精炼剂除气剂减少铝水中的含气量,及时清除液面浮渣、泡子之类氧化物,防止再次带入气体进入压铸件中;
2、选择良好的脱模剂,所选用的脱模剂应是在压铸中不产生气体的,又有良好脱模性能的;
3、保证模具的排气通畅不堵死,排气顺畅,保证模具中的气体完全排出,尤其是在铝水最后聚合处排气通道必须通畅;
4、调整好压铸参数,充型速度不可过快,防止卷气;
5、降低浇注温度,最好不要高过660oC,YL-113铝合金的凝固温度不可低于580oC,YL-112铝合金不可低于585oC,一般常用的浇注温度应控制在610oC--640oC;
6、产品设计和模具设计中应注意抽芯和冷却的使用,尽量减少壁差过大的缺点;
7、对常在固定部位出现的气孔,应从模具和设计上改善。
    综上所述在压铸待业中,如果把上述七项措施落实,则铝合金的压铸产品气孔报废率可以明显降低,会显著提高产品的合格率。

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