铝合金金属型铸造气孔如何解决

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。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。

硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。

锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

扩展资料：

合成工艺：

铝和铝合金可以用各种不同的方法熔炼。常使用的是无芯感应炉和槽式感应炉、坩埚炉和反射式平炉（使用天然气或燃料油燃烧）以及电阻炉和电热辐射炉。

炉料种类广泛，从高质量的预合金化铸锭一直到专门由低等级废料构成的炉料都可以使用。然而，即使在最适宜熔炼浇注的条件下，熔化的铝也易受三种类型的不良影响：

1、在高温条件下，随着时间的推移，氢气的吸附导致溶解在熔液中氢气的增加。

2、在高温条件下，随着时间的推移，熔液发生氧化。

3、合金元素的丧失。

参考资料来源：百度百科——铝合金

氧－乙炔气焊的热效率低，焊接热输入不集中，焊接铝及铝合金时需采用熔剂，焊后又需清除残渣，接头质量及性能也不高。因为气焊设备简单，无需电源，操作方便灵活，常用于焊接对质量要求不高的铝合金构件，如厚度较薄的薄板及小零件，以及补焊铝合金构件和铝铸件。

（1）气焊的接头形式

气焊铝合金时，不宜采用搭接接头和T形接头，这种接头难以清理流入缝隙中的残留熔剂和焊渣，应尽可能采用对接接头。为保证焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿，可以采用带槽的垫板，垫板一般用不锈钢或纯铜等制成，带垫板焊接可获得良好的反面成形，提高焊接生产率。

（2）气焊熔剂的选用

铝合金气焊时，为了使焊接过程顺利进行，保证焊缝质量，气焊时需要加熔剂来去除铝表面的氧化膜及其他杂质。

气焊熔剂（又称气剂）是气焊时的助熔剂，主要作用是去除气焊过程中生成在铝表面的氧化膜，改善母材的润湿性能，促使获得致密的焊缝组织等。气焊铝合金必须采用熔剂，一般是在焊前熔剂直接撒在被焊工件坡口上，或者沾在焊丝上加入熔池内。

铝合金熔剂是钾、钠、钙、锂等元素的氯人盐，是粉碎后过筛并按一定比例配制的粉状化合物。例如铝冰晶石（Na3AlF6）在1000℃进可以熔解氧化铝，又如氯化钾等可使难熔的氧化铝转变为易熔的氯化铝。这种熔剂的熔点低，流动性好，还能改善熔化金属的流动性，使焊缝成形良好。

（3）焊嘴和火焰的选择

铝合金有强烈的氧化性和吸气性。气焊时，为使铝不被氧化，应采用中性焰或微弱碳化焰（乙炔既过剩的碳化焰），使铝熔池置于还原性气氛的保护下而不被氧化。严禁采用氧化焰，因为用氧化性较强的氧化焰会使铝强烈氧化，阻碍焊接过程进行；而乙炔过多，游离的氢可能溶入熔池，会促使缝产生气孔，使焊缝疏松。

（4）定位焊缝

为防止焊件在焊接中产生尺寸和相对位置的变化，焊件焊前需要点固焊。由于铝的线膨胀系数大、导热速度快、气焊加热面积大，因此，定位焊缝较钢件应密一些。

定位焊用的填充焊丝与产品焊接时相同，定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂。定位焊的火焰功率比气焊时稍大。

（5）气焊操作

焊接钢铁材料时，可以从钢材的颜色变化判断加热的温度。但焊铝时，却没有这个方便条件。因为铝合金从室温加热到熔化的过程中没有颜色的明显变化，给操作者带来控制焊接温度困难。但可根据以下现象掌握施焊时机：

1）当被加热的工件表面由光亮白色变成暗淡的银白色，表面氧化膜起皱，加热处金属有波动现象时，表明即将达到熔化温度，可以施焊；

2）用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处，焊丝与母材能熔合时，即达到熔化温度，可以施焊；

3）母材边棱有倒下现象时，母材达到熔化温度，可以施焊。

气焊薄板可采用左焊法，焊丝位于焊接火焰之前，这种焊法因火焰指向未焊的冷金属，热量散失一部分，有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法，此法焊丝在焊炬后面，火焰指向焊缝，热量损失小，熔深大，加热效率高。

气焊厚度小于3㎜的薄件时，焊炬倾角为20～40°；气焊厚件时，焊炬倾角为40～80°，焊丝与焊炬夹角为80～100°。铝合金气焊应尽量将接头一次焊成，不堆敷第二层，因为堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。

问题描述:

采用电炉先将铝锭融化，后加入一定比例镁，倒入模具中，全程全部采用自动化机械操作，机器属1998年产，经专业部门检测无任何问题，加工出来的铝件600件中有100余件含气泡，遍询过很多专业人士，但都给不出令人信服的理由，在此，请从事过此专业的人士能够不吝赐教，不胜感激！！！！！

解析:

铝镁合金密度小、强度高、耐蚀性好，且资源丰富，是工业上应用较广的有色合金，尤其在汽车、航空领域有取代其它合金的趋势。在生产中，因空气的湿度、型砂水分、炉料等条件的综合影响，常产生铸件针孔度超标严重，气密性差，强度和耐蚀性等均不同程度的降低。因此针孔是铝镁合金砂型铸造中急需解决的技术难题。作者从减少针孔、满足用户要求出发，分析其形成的原因，找出了解决问题的对策并成功地指导了我厂军、民品系列铸铝件的生产。

1针孔的特征及形成机理

1.1 针孔的特征

针孔缺陷具有流行性，在同炉次铸件中，都有相同或相似的组织缺陷。针孔的尺寸特征是孔洞小，孔径约在1mm以内；形状为圆球状或苍蝇脚形。在铸件的厚大部位极易出现呈弥散性分布的小孔洞，从断面上观察，孔洞特征多是乳白色的小凹点。

1 2 针孔的形成机理

铝镁合金铸件中的气体主要是氧、氮、氢3种气体，它们在一定的条件下，很可能以分子态的单质或复合气体存在于铸件中，成为气体杂质－气泡，因此气泡是形成铝镁合金针孔的根本原因。

铝镁合金液浇入砂型，型腔内合金液温度降至凝固温度时，氢、氮在合金液中的溶解度会随温度的降低而突然变小，使原来溶解于合金液中的气体析出而产生针孔。铝镁合金液中氢气泡不能自发形核，合金液中的主要夹杂物Al2O3可作为氢气泡核的基底，会促使铝镁合金铸件产生针孔。

2对策

2.1 工艺措施

铝镁合金液中总含气量应控制在铸件不产生析出气孔时的临界含气量以内。采用湿型、凝固时间为6～8min时，合金液的含气量应控制在1.177×10 6以内，这是控制铝镁合金铸件不产生针孔的基本条件。

因底注、缓流、滤渣及开放式浇注系统具有清洁合金等多重作用，所以工艺上采用缓流浇口杯，适当高度的直浇道。横浇道采用过桥、钢丝滤网、钢丝棉滤网和集渣包等配合使用。内浇道做成扁平状。

从我厂的生产实际得知，随着铸件厚度的增大，铸件密度下降，针孔产生的概率随之增加。因此在铸件厚大部位放置冷铁并设置顶冒口，可以获得致密的铸件，防止针孔产生。

直浇道高度为100mm时，由于铝镁合金液静压力的作用，铸件的致密度最好，这时出现针孔的概率相对较低。当直浇道的高度为150～200mm时，由于铝镁合金液静压力增加不大，而热解产物相对较多，致使出现针孔的概率有所增加。当直浇道的高度>200mm时，出现针孔的概率大幅度提高，针孔缺陷十分严重。因此，设计直浇道时其高度控制在100mm为宜。

随着浇注温度的提高，一方面铝镁合金液吸气严重，精炼困难；另一方面砂型冷却速度较慢，合金液倾向于糊状凝固，冒口补缩困难，容易产生收缩气孔和缩松。因此，随着浇注温度的提高出现针孔、缩松的概率越大。所以铝镁合金的浇注温度在720～740℃为宜，薄壁件适当提高其浇注温度,但不应超过780℃。

2.2 操作方法

根据空气湿度的变化，对型、芯砂的含水量进行适当的调整和控制，芯子需烘干后使用。型、芯砂不准含有草根、油脂等杂质。南方春、夏季湿度大，因此造型、熔化场地应尽量保持干燥。

造型和制芯时不宜舂砂过实，而且尽量多插排气孔，保证型(芯)有足够的干湿强度、好的透气性和退让性，以免因掉砂而使铸件产生夹杂缺陷。

水分、油脂、铁锈、铝锈等含氢材料，不允许随炉料进入熔炉或随合金液进入型腔以防止产生新气源，应视具体情况采取相应的措施来克服炉料的污染。

控制新旧炉料的配比及熔化温度和时间。精炼剂、变质剂等入炉材料应经过烘干，严格脱水。

坩埚、浇包等熔化工具使用前，应喷专用涂料并烘干除去结晶水，不允许铁质工具直接与铝镁合金液接触，以免产生新气源。

铝镁合金液变质前须进行精炼，精炼剂的配比应根据材质、铸件的结构特点及铸造工艺的具体情况综合考虑，精炼剂的用量要充分，过少时除气不彻底。精炼后应除渣并在高温下静置15min左右，使气体充分排出。根据材质及工艺特点正确选择并使用变质剂，经过变质后的合金液须在高温下静置15min左右，以便使合金液达到较好的变质效果并使晶核充分细化。特别要注意变质后的合金液浇注前的放置时间一般不宜超过45min，以保证变质的有效性。

因铝镁合金液氧化膜，特别是精炼后合金液表面形成的氧化膜具有阻碍气体侵入液体内的作用，熔化、搅拌乃至浇注时应尽量减少破坏氧化膜，以免铝镁合金液从空气中吸入气体。

浇注时浇包应尽量靠近浇口杯，距离50mm为宜，充型应平稳而不断流。液流不能直接冲刷浇口杯根部,，需经过滤网、缓冲堤而平稳地进入直浇道。浇注过程中浇口杯应保持充满并防止液体扰动，浇注速度应稍慢且保持匀速为好，防止急流而产生二次氧化夹杂物。这样，能有效地防止针孔的产生。

3结论

(1)采用正确的铸造工艺，严格控制造型、熔化等操作方法是解决针孔缺陷的有效途径。

(2)炉料和辅料的含水量、熔化温度和时间、有效的精炼和变质处理是控制铝镁合金针孔度超标与否的关键因素。

(3)采用合理的缓流浇口杯和直浇道高度、过桥式横浇道、钢丝滤网、钢丝棉滤网和集渣包是解决针孔缺陷的有效途径。

(4)合理地使用冷铁、冒口，解决了因铸件壁厚差异对针孔产生的负面影响，确定顺序凝固工艺方案是减少针孔的有效手段。

范围不一样。铝合金里通常有2个大类，一类是形变铝合金，一类是铸铝铝合金。

加工方法不一样。形变铝合金通常通过机加工方法来获得想要的形状。铸铝铝合金只能通过压铸的方式来成型。

铸铝合金：铸铝合金是采用铸造工艺直接获得所需零件所使用的铝合金。要求它有理想的铸造性：良好的流动性，较小的收缩、热裂及冷裂倾向性，较小的偏析和吸气性。铸造铝合金的元素含量一般高于相应变形铝合金的，多数合金接近共晶成分。