低压铸造铝合金转向节内部夹渣什么原因
低压铸造铝合金可能产生内部夹渣的影响因素很多,主要有:1.在熔炼精炼除气除渣时操作不到位,灰渣没除干净,浇注时卷入;2. 升液速度过快,铝液飞溅翻卷,形成夹渣;3. 泄压过早,保压时间不足,形成缩孔;4. 内部壁厚不均匀,内部无补液通道,形成缩孔等。
铝合金铸造工艺性能,通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分,但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
参考国际铸业网
1、生产工艺控制
1)剪完棒要用风管吹干净铝棒上的尘土,减少带入的灰土等,减少拖黑、夹渣的来源;2)压余厚度要留够,太薄的压余会导铝棒死区卷入型材尾端,造成拖黑、夹渣;
3)挤压速度要进行有效的控制,特别是末端要进行减速处理,防止紊流卷入表皮杂质;4)每生产一段时间要进行清缸;
2、设备、装置的调整
1)如挤压杆没有对中,挤压杆运动中磨损料胆,会造成料胆大肚、变形等缺陷;
2)模座中心位,上、下、左、右要对中,严禁移动模座进行生产,上下不对中的,要联系机修进行维修;
3)压饼大小要进行定期检测并换新,对于卷边的挤压饼,也会造成拖黑、夹渣等报废;4)料胆长期使用,出现大肚等变形,也会造成批量报废,此种报废在生产中出现非常多,需要引起重视,新料胆一定将胆内的脏物去除并对内胆进行抛光后才能上机安装。
3、模具设计、生产计划的调整
1)对于平面模,如有需要加装导流板进行导流,这样做缩小了进料口,钳制住死区;2)料胆口必须充分包围模具分流孔,班长要对每装一套模具进行对比,如有分流孔过大的现象,不能上机生产,要转大机生产;
3)生产下计划时,要根据模具部开模的原始机台(同棒径的可以通用)下计划,不要出现小棒生产大棒机台的模具。
一、强的氧化能力铝与氧的亲和力很强,在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜,厚度约为0.1μm,熔点高达2050℃,远远超过铝及铝合金的熔点,而且密度很大,约为铝的1.4倍。在焊接过程中,氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分,焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷,都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量,焊前必须严格清理焊件表面的氧化物,并防止在焊接过程中再氧化,对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护,这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是:
1、焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物;
2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护;
3、在气焊时,采用熔剂,在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。
二、铝的热导率和比热大,导热快尽管铝及铝合金的熔点远比钢低,但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大,比钢大一倍多,在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部,为了获得高质量的焊接接头,必须采用能量集中、功率大的热源,有时需采用预热等工艺措施,才能实现熔焊过程。
三、线膨胀系数大铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍,凝固时体积收缩率达6.5%-6.6%,因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外,采用适宜的焊接工装也是非常重要的,焊接薄板时尤其如此。另外,某些铝及铝合金焊接时,在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大,往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金,尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计,选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序,采用适应母材特点的焊接填充材料等。
四、容易形成气孔
焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷,尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因,这已为实践所证明。氢的来源,主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分,其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分,以焊缝气孔的产生,常常占有突出的地位。
铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体,在高温下溶入的大量气体,在由液态凝固时,溶解度急剧下降,在焊后冷却凝固过程中来不及析出,而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生,以获得良好的焊接接头,对氢的来源要加以严格控制,焊前必须严格限制所使用焊接材料(包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体)的含水量,使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2-3小时内焊接完毕,最多不超过24小时。TIG焊时,选用大的焊接电流配合较高的焊接速度。MIG焊时,选用大的焊接电流慢的焊接速度,以提高熔池的存在时间。Al-Li合金焊接时,加强正、背面保护,配合坡口刮削,清除概况氧化膜,可有效地防止气孔。
五、焊接接头容易软化
焊接可热处理强化的铝合金时,由于焊接热的影响,焊接接头中热影响区会出现软化,即强度降低,使基体金属近缝区部位的一些力学性能变坏。对于冷作硬化的合金也是如此,使接头性能弱化,并且焊接线能量越大,性能降低的程序也愈严重。针对此类问题,采取的措施主要是制定符合特定材料焊接的工艺,如限制焊接条件,采取适当的焊接顺序,控制预热温度和层间温度,焊后热处理等。对于焊后软化不能恢复的铝合金,最好采用退火或在固溶状态下焊接,焊后再进行热处理,若不允许进行焊后热处理,则应采用能量集中的焊接方法和小线能量焊接,以减小接头强度降低。
六、合金元素蒸发和烧损
某些铝合金含有低沸点的合金元素,这些元素在高温下容易蒸发烧损,从而改变了焊缝金属的化学成分,降低了焊接接头的性能。为了弥补这些烧损,在调整工艺的同时,常常采用含有这些沸点元素含量比母材高的焊丝或其他焊接材料。
七、铝在高温时的强度和塑性低
铝在370℃时强度仅为10Mpa,焊接时会因为不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良,甚至形成塌陷或烧穿,为了解决这个问题,焊接铝及铝合金时常常要采用垫板。
八、焊接接头的耐腐蚀性能低于母材
热处理强化铝合金(如硬铝)接头的耐腐蚀性的降低很明显,接头组织越不均匀,耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度或致密性也影响接头耐蚀性能。杂质较多、晶粒粗大以及脆性相析出等,耐蚀性就会明显下降,不仅产生局部表面腐蚀而且经常出现晶间腐蚀,此外对于铝合金,焊接应力的存在也是影响耐蚀性的一个重要因素。
为了提高焊接接头的耐蚀性,主要采取以下几个措施:
1、改善接头组织成分的不均匀性。主要是通过焊接材料使焊缝合金化,细化晶粒并防止缺陷;同时调整焊接工艺以减小热影响区,并防止过热,焊后热处理。
2、消除焊接应力,如局部表面拉应力可以采用局部锤击办法来消除。
3、采取保护措施,如采取阳极氧化处理或涂层等。
九、无色泽变化,给焊接操作带来困难
铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时,没有明显的颜色变化,因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此,要求焊工掌握好焊接时的加热温度,尽量采用平焊,在引(熄)弧板上引(熄)弧等。
产生原因:
a、热输入量过大;
b、坡口加工不当,焊件装配间隙过大;
c、点固焊时焊点间距过大,焊接过程中产生较大的变形量。
防止措施:
a、适当减小焊接电流、电弧电压,提高焊接速度;
b、大钝边尺寸,减小根部间隙;
c、适当减小点固焊时焊点间距。
2、气孔
产生原因:
a、母材或焊丝上有油、锈、污、垢等;
b、焊接场地空气流动大,不利于气体保护;
c、焊接电弧过长,降低气体保护效果;
d、喷嘴与工件距离过大,气体保护效果降低;
e、焊接参数选择不当;
f、重复起弧处产生气孔;
g、保护气体纯度低,气体保护效果差;
h、周围环境空气湿度大。
防止措施:
a、焊前仔细清理焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢和氧化膜,采用含脱氧剂较高的焊丝;
b、合理选择焊接场所;
c、适当减小电弧长度;
d、保持喷嘴与焊件之间的合理距离范围;
e、尽量选择较粗的焊丝,同时增加工件坡口的钝边厚度,一方面可以允许使用大电流,另一方面也使焊缝金属中焊丝比例下降,这对降低气孔率是行之有效的;
f、尽量不要在同一部位重复起弧,需要重复起弧时要对起弧处进行打磨或刮除;一道焊缝一旦起弧要尽量焊长些,不要随意断弧,以减少接头量,在接头处需要有一定焊缝重叠区;
g、换保护气体;
h、检查气流大小;
i、预热母材;
j、检查是否有漏气现象和气管损坏现象;
k、在空气湿度较低时焊接,或采用加热系统。
3、电弧不稳
产生原因:
电源线连接、污物或者有风。
防止措施:
a、检查所有导电部分并使表面保持清洁;
b、将接头处的脏物清除掉;
c、尽量不要在能引起气流紊乱的地方进行焊接。
4、焊缝成型差
产生原因:
a、焊接规范选择不当;
b、焊枪角度不正确;
c、焊工操作不熟练;
d、导电嘴孔径太大;
e、焊丝、焊件及保护气体中含有水分。
防止措施:
a、反复调试选择合适的焊接规范;
b、保持合适的焊枪倾角;
c、选择合适的导电嘴孔径;
d、焊前仔细清理焊丝、焊件,保证气体的纯度。
5、未焊透
产生原因:
a、焊接速度过快,电弧过长;
b、坡口加工不当,装备间隙过小;
c、焊接规范过小;
d、焊接电流不稳定。
防止措施:
a、适当减慢焊接速度,压低电弧;
b、适当减小钝边或增加根部间隙;
c、增加焊接电流及电弧电压,保证母材足够的热输入能量;
d、增加稳压电源装置;
e、细焊丝有助于提高熔深,粗焊丝提高熔敷量,应酌情选择。
6、未熔合
产生原因:
a、焊接部位氧化膜或锈迹未清除干净;
b、热输入不足。
防止措施:
a、焊前清理待焊处表面;
b、提高焊接电流、电弧电压,减小焊接速度;
c、对于厚板采用U型接头,而一般不采用V型接头。
7、裂纹
产生原因:
a、结构设计不合理,焊缝过于集中,造成焊接接头拘束应力过大;
b、熔池过大、过热、合金元素烧损多;
c、焊缝末端的弧坑冷却快;
d、焊丝成分与母材不匹配;
e、焊缝深宽比过大。
防止措施:
a、正确设计焊接结构,合理布置焊缝,使焊缝尽量避开应力集中区,合理选择焊接顺序;
b、减小焊接电流或适当增加焊接速度;
c、收弧操作要正确,加入引弧板或采用电流衰减装置填满弧坑;
d、正确选用焊丝。
8、夹渣
产生原因:
a、焊前清理不彻底;
b、焊接电流过大,导致导电嘴局部熔化混入熔池而形成夹渣;
c、焊接速度过快。
防止措施:
a、加强焊前清理工作,多道焊时,每焊完一道同样要进行焊缝清理;
b、在保证熔透的情况下,适当减小焊接电流,大电流焊接时导电嘴不要压太低;
c、适当降低焊接速度,采用含脱氧剂较高的焊丝,提高电弧电压。
9、咬边
产生原因:
a、焊接电流太大,焊接电压太高;
b、焊接速度过快,填丝太少;
c、焊枪摆动不均匀。
防止措施:
a、适当的调整焊接电流和电弧电压;
b、适当增加送丝速度或降低焊接速度;
c、力求焊枪摆动均匀。
10、焊缝污染
产生原因:
a、不适当的保护气体覆盖;
b、焊丝不洁;
c、母材不洁。
防止措施:
a、检查送气软管是否有泄漏情况,是否有抽风,气嘴是否松动,保护气体使用是否正确;
b、是否正确的储存焊接材料;
c、在使用其它的机械清理前,先将油和油脂类物质清除掉;
d、在使用不锈钢刷之前将氧化物清除掉。
11、送丝性不良
产生原因:
A、导电嘴与焊丝打火;
b、焊丝磨损;
c、喷弧;
d、送丝软管太长或太紧;
e、送丝轮不适当或磨损;
f、焊接材料表面毛刺、划伤、灰尘和污物较多。
防止措施:
a、降低送丝轮张力,使用慢启动系统;
b、检查所有焊丝接触表面情况并尽量减少金属与金属的接触面;
c、检查导电嘴情况及送丝软管情况,检查送丝轮状况;
d、检查导电嘴的直径大小是否匹配;
e、使用耐磨材料以避免送丝过程中发生截断情况;
f、检查焊丝盘磨损状况;
g、选择合适的送丝轮尺寸,形状及合适的表面情况;
h、选择表面质量较好的焊接材料。
12、起弧不良
产生原因:
a、接地不良;
b、导电嘴尺寸不对;
c、没有保护气体。
防止措施:
a、检查所有接地情况是否良好,使用慢启动或热起弧方式以方便起弧;
b、检查导电嘴内空是否被金属材料堵塞;
c、使用气体预清理功能;
d、改变焊接参数。
缺陷特征:氧化夹渣多分布在铸件的上表面,在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色,经x光透视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现
产生原因:
1.炉料不清洁,回炉料使用量过多
2.浇注系统设计不良
3.合金液中的熔渣未清除干净
4.浇注操作不当,带入夹渣
5.精炼变质处理后静置时间不够
防止方法:
1.炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低
2.改进浇注系统设计,提高其挡渣能力
3.采用适当的熔剂去渣
4.浇注时应当平稳并应注意挡渣
5.精炼后浇注前合金液应静置一定时间 缺陷特征:三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形,具有光滑的表面,一般是发亮的氧化皮,有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现,内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色。
产生原因:
1.浇注合金不平稳,卷入气体
2.型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根 马粪等)
3.铸型和砂芯通气不良
4.冷铁表面有缩孔
5.浇注系统设计不良
防止方法 :
1.正确掌握浇注速度,避免卷入气体。
2.型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量
3.改善(芯)砂的排气能力
4.正确选用及处理冷铁
5.改进浇注系统设计 缺陷特征:铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色,浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现。
产生原因:
1.冒口补缩作用差
2.炉料含气量太多
3.内浇道附近过热
4.砂型水分过多,砂芯未烘干
5.合金晶粒粗大
6.铸件在铸型中的位置不当
7.浇注温度过高,浇注速度太快
防止方法:
1.从冒口补浇金属液,改进冒口设计
2.炉料应清洁无腐蚀
3.铸件缩松处设置冒口,安放冷铁或冷铁与冒口联用
4.控制型砂水分,和砂芯干燥
5.采取细化品粒的措施
6.改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度 缺陷特征 :
1.铸造裂纹。沿晶界发展,常伴有偏析,是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现
2.热处理裂纹:由于热处理过烧或过热引起,常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生
产生原因:
1.铸件结构设计不合理,有尖角,壁的厚薄变化过于悬殊
2.砂型(芯)退让性不良
3.铸型局部过热
4.浇注温度过高
5.自铸型中取出铸件过早
6.热处理过热或过烧,冷却速度过激
防止方法:
1.改进铸件结构设计,避免尖角,壁厚力求均匀,圆滑过渡
2.采取增大砂型(芯)退让性的措施
3.保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固,改进浇注系统设计
4.适当降低浇注温度
5.控制铸型冷却出型时间
6.铸件变形时采用热校正法
7.正确控制热处理温度,降低淬火冷却速度 压铸件缺陷中,出现最多的是气孔。
气孔特征。有光滑的表面,形状是圆形或椭圆形。表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。
(1)气体来源
1) 合金液析出气体—a与原材料有关 b与熔炼工艺有关
2) 压铸过程中卷入气体&not—a与压铸工艺参数有关 b与模具结构有关
3) 脱模剂分解产生气体&not—a与涂料本身特性有关 b与喷涂工艺有关
(2)原材料及熔炼过程产生气体分析
铝液中的气体主要是氢,约占了气体总量的85%。
熔炼温度越高,氢在铝液中溶解度越高,但在固态铝中溶解度非常低,因此在凝固过程中,氢析出形成气孔。
氢的来源:
1) 大气中水蒸气,金属液从潮湿空气中吸氢。
2) 原材料本身含氢量,合金锭表面潮湿,回炉料脏,油污。
3) 工具、熔剂潮湿。
(3)压铸过程产生气体分析 由于压室、浇注系统、型腔均与大气相通,而金属液是以高压、高速充填,如果不能实现有序、平稳的流动状态,金属液产生涡流,会把气体卷进去。
压铸工艺制定需考虑以下问题:
1) 金属液在浇注系统内能否干净、平稳地流动,不会产生分离和涡流。
2) 有没有尖角区或死亡区存在?
3) 浇注系统是否有截面积的变化?
4) 排气槽、溢流槽位置是否正确?是否够大?是否会被堵住?气体能否有效、顺畅排出?
应用计算机模拟充填过程,就是为了分析以上现象,以作判断来选择合理的工艺参数。
(4)涂料产生气体分析 涂料性能:如发气量大对铸件气孔率有直接影响。
喷涂工艺:使用量过多,造成气体挥发量大,冲头润滑剂太多,或被烧焦,都是气体的来源。
(5)解决压铸件气孔的办法
先分析出是什么原因导致的气孔,再来取相应的措施。
1) 干燥、干净的合金料。
2) 控制熔炼温度,避免过热,进行除气处理。
3) 合理选择压铸工艺参数,特别是压射速度。调整高速切换起点。
4) 顺序填充有利于型腔气体排出,直浇道和横浇道有足够的长度(>50mm),以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%,否则排渣效果差。
5) 选择性能好的涂料及控制喷涂量。
优点:铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。
缺点:锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。
2、铝合金的优缺点:
优点:铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
缺点:铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。
扩展资料:
合金的铸造性能:
1、流动性
流动性(fluidity,liquidity)是指液态合金充填铸型的能力。合金液的流动性好,容易浇满型腔,获得轮廓清晰、尺寸完整的铸件,相反合金的流动性不好,则易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。
在常用的合金中,灰口铸铁、硅黄铜的流动性最好,铸钢流动性最差。影响流动性的因素很多,其中主要是合金的化学成分、浇注温度和铸型的填充条件等。
2、收缩性
液态合金在冷却凝固过程中体积和尺寸不断减小的现象称为收缩(contraction,shrinkage)。收缩是铸造合金本身的物理性质,是铸件中许多缺陷(缩孔、缩松、内应力、变形和裂纹等)产生的基本原因。合金液从浇入型腔冷却到室温要经历三个阶段:
(1)液态收缩(liquidcontraction):从浇注温度冷却到开始结晶的液相线温度之间的收缩。
(2)凝固收缩(solidificationcontraction):从开始结晶温度冷却到结晶完毕的固相线温度的收缩。
(3)固态收缩(solidcontraction):从结晶完毕的温度冷却到室温之间的收缩。
合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小,通常用体积收缩率来表示,它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。合金的固态收缩虽然也是体积变化,但它只引起铸件外部尺寸的变化,因此,通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的根源。
合金的化学成分、浇注温度、铸型条件及铸件结构是影响合金收缩的主要因素。铸件的形状、尺寸和工艺条件不同,实际收缩量也有所不同。
另外,合金液在冷却成铸件的过程中出现的各部分化学成分不均匀的现象即偏析性,吸气性和氧化性均对铸造性能有着不利影响。
参考资料来源:搜狗百科——锌合金
参考资料来源:搜狗百科——铝合金