铝合金压铸件的气孔缺陷及产生原因
雷静
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2022-03-28 18:46:23
铝合金压铸件的气孔缺陷及产生原因
铝合金压铸生产的工件常因气孔存在而导致报 废，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 气孔而造成的废品率，这是各铝合金压铸厂家所关 注的问题。
在铝合金压铸生产中，依气孔产生的原因，常有 如下几类。
2. 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610～660℃，在此温度下，铝液中溶解有 大量的气体(主要是氢气)，铝合金氢气的溶解度与 铝合金的温度密切相关，在660℃左右的液态铝液 中约为0.69cm3/100g，而在660℃左右的固态铝合 金中仅为0.036cm3/100g，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 大量的氢析出以气泡的形态存在于铝合金压铸件 中。
减少铝液中的含气量，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 生的气泡也显著减少。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660℃ 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，吸附了铝液中的氢将其带出液面。因此冒 泡时间不宜过短，一般要有6～8min的冒泡时间。
当铝合金冷却到300℃时，氢在铝合金中的溶 解度仅为0.001cm3/100g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。
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心部，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. 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形成的气孔时大时小，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 通道上的残留铝皮就可以避免。
2. 3 因压铸参数不当造成卷气产生的气孔
在压铸生产中压铸参数选择不当，铝液压铸充 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， 铝液进口比最后汇合处少，呈梨形或椭圆状，在最后 凝固处又多又大。对于这种气孔应调整充型速度， 使铝合金液流平稳推进，不产生高速流动而卷气。
2. 4 铝合金的缩气孔
铝合金同其它材料一样，在凝固时产生收缩，铝 合金的浇铸温度愈高，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。往往在产品中，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，应从浇铸温度着手解决，在压铸 工艺条件允许的情况下，尽量降低压铸时的铝液浇 铸温度。这样可以减少铸件的体积收缩，减少缩气 孔及缩松。如果常在加热部位出现这种气孔，可以 考虑增加抽芯或冷铁，使其改变最后凝固部位，解决 渗漏缺陷问题。
2. 5 因产品壁厚差过大而引起的气孔
产品形状常有壁厚差过大问题，在壁厚中心是 铝液最后凝固的地方，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尽量减少壁厚 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，要注意厚度大部位的 过冷量，适当降低浇注温度等。
