铝合金重力铸造常见缺陷及预防措施
发布时间：2025-01-21 分类：新闻 浏览量：186
重力铸造 就是在铸造过程中，先凝固的金属液体因热胀冷缩产生体积收缩，需靠上部未凝固的金属液重力来补充，完成补缩的效果。重力铸造的凝固方式为顺序凝固，就是整个零件在凝固时按照一定的次序先后凝固，相对靠后的凝固位置可以补缩相对靠前的凝固位置，使最终的铸造缺陷都集中在最后的冷却部位（冒口、浇口位置），得到合格的生产铸件。重力铸造 铝合金 轮毂铸件的凝固顺序：
轮辋——辐条——中毂（斜面）——分流锥——浇口（冒口）
铸造工艺设计参数包括加工余量、工艺余量（冒口等补缩位置）、金属收缩量（收缩系数）和拔模斜度、冷却系统（用以保证铸件的顺序凝固）等。
当铸件的凝固顺序或工艺设计参数不满足产品需求时，就会产生铸造缺陷，铝合金铸件常见的铸造缺陷及预防措施有：
1.欠铸
特征：在铸件成形过程中，某些部位填充不完整。
形成原因：
a、铝液流动性不强，液体中含气量高、氧化皮较多；
b、浇注系统不良，内浇口截面太小；
c、模具排气条件不良，排气不畅、涂料过多、模温过高导致型腔内气压过高且不能顺利排出。
预防措施：1、提高铝液的流动性，尤其是精炼和扒渣，适当提高模温或浇铸温度（提高浇铸速度，调整壁厚余量、开设辅助筋通道）；2、增大内浇口截面积；3、改善排气条件，根据不良现象结合模具实际情况，增加溢流槽和排气线，深凹型腔处增添排气塞，重新喷涂料，使涂料薄且均匀，并待涂料干燥后再合模生产。
2.裂纹
特征：毛坯被破坏或断开，开成细长纹路，呈不规则现状，有穿透和不穿透两种，在外力作用下呈发展趋势，冷、热裂纹的却别：冷裂纹处金属未被氧化，热裂纹处金属被氧化。
形成原因：
a、铸件结构欠合理，收缩受阻，铸造圆角小；
b、顶出装置发生偏移，受力不均；
c、模温过高或过低，开模过程中严重拉伤开裂；
d、合金中有害元素超标，伸长率下降；
e、排气不畅；
预防措施：1、改进铸件结构，减少模具壁厚差，增大裂纹部位的圆角或圆弧半径； 2、修正模具顶出系统及上、下模合模销、套，保证顶出平稳； 3、调整模温到正常温度，消除倒拉模和不平整现象，适当加大模具的扒模斜度； 4、控制好铝液成分，尤其是有害元素成分； 5、修整模具的排气系统，保证该部位模具排气通畅。
3.冷隔
特征：液流对接或搭接处有痕迹，其交接边缘圆滑，在外力作用下有继续发展的趋势。
形成原因：
a、铝液流动性差；
b、液体分股填充融合不良或流程太长，连接不上；
c、液体（模具）温度过低或排气不足；
预防措施：1、适当提高铝液温度和模具温度，检查调整铝液合金成分； 2、合理布置溢流槽，增加流道，缩短流程，使铝液充填充分； 3、提高浇铸速度或提高模具温度，改善模具排气系统。
4.气泡
特征：铸件表皮下，聚集气体膨胀所形成的气泡。
形成原因：
a、模具温度太高，铝液温度过高；
b、充型速度太快，金属液在充型过程中卷入气体。
c、涂料发气量大，喷涂过多，浇铸前未挥发完，气体被包裹在铸件表层；
d、排气不畅；
e、留模时间不够，开模过早。
预防措施：1、修正模具冷却工艺，冷却模温至正常工作温度；修正熔炼工艺，保证铝液温度正常； 2、减缓充型速度，避免涡流包气（可控制滤网的密度、厚度等）； 3、选用发气量小得涂料，喷涂薄而均匀的涂料层，彻底干燥挥发后合模； 4、修正留模时间，保证充分凝固。
5.气孔（气、渣孔）
特征：卷入铸件内部的气体所形成的形状规则、表面较光滑的孔洞。
形成原因：
a、铝液进入型腔，发生正面冲击，产生漩涡； b、充型速度过快，产生滞流；
c、排气不畅； d、模具型腔位置过深； e、涂料过多，填充前未完全干燥挥发；
f、铝液精炼不良，未完全扒渣；
h、型腔内有杂物，过滤网不符合要求或放置不当； i、机械加工余量过大。
预防措施：1、采用有利于型腔内气体排出的导流形状，避免铝液先封闭分型面上的排溢系统； 2、降低铝液的充型速度（增加滤网密度等方式）； 3、在型腔最后填充部位开设溢流槽和排气道，并避免被铝液封闭； 4、深腔安装排气塞，并采用镶拼结构增加排气； 5、用风枪清洁型腔，并重新喷涂料，保证涂料用量薄而均匀； 6、液态金属除气后，立即扒渣、浇注，不可停留过久，以防再吸气，另外，含铝的合金尽量不用供品炉熔炼； 7、在满足需求的情况下，合理调整产品加工余量。
6.缩孔
特征：铸件在冷凝过程中，由于内部补偿不足所造成的形状不规则，表面粗糙的孔洞。
形成原因：
a、铝液温度过高；
b、铸件结构壁厚不均匀，产生热节；
c、内浇口较小；
d、模具局部温度偏高。
预防措施：1、在满足浇注要求的情况下，适当降低铝液温度； 2、改进铸件结构，消除金属积聚部位，缓慢过渡；若无法更改铸件结构时，对局部影响补缩的“冷节”部位，可在背后四周钻孔铣槽，然后填充绝热材料，以增大热阻，可调出合理的温度场； 3、对局部热结处应采取强制冷却（可采用局部镶嵌铜块等方式），以调出合理的补缩温度梯度； 4、增加暗冒口，以利于压力更好传递； 5、调整模具涂料厚度，控制模具局部温度。
7.花纹
特征：铸件表面呈光滑条纹，肉眼可见，但用手感觉不出，颜色与正常基本金属纹路不同，用砂纸稍擦即无。
形成原因：
a、充型速度太快；
b、涂料用量太多且不均；
预防措施：1、降低充型速度；2、涂料用量薄而均匀，遵循中间薄边缘厚的原则；
8.变形
特征：铸件几何形状与设计要求不符的整体变形。
形成原因：
a、铸件设计不良，引起不均匀收缩；
b、开模过早，铸件刚性不够；
c、模具扒模斜度过小，脱模困难；
d、取置铸件，操作不当；
e、铸件冷却过快，引起变形。
预防措施：1、改进铸件结构，使壁厚均匀； 2、确定最佳开模时间，增加铸件刚性； 3、加大铸件扒模斜度； 4、取放铸件时，应轻取轻放； 5、开模后，铸件应放置在空气中缓慢冷却。
9.缩松
特征：铝合金铸件缩松一般产生在内浇道附近、冒口根部厚大部位、轮辋壁、辐条的厚薄转接部位、具有大平面的薄壁部位。在铸坯未经过处理时断口为灰色，热处理后断口为灰白浅黄或灰黑色，在进行 X 光投射时，在 X 光底片上呈云雾状严重的呈丝网状，机加工部位在加工后呈小而分散的针孔。铸件的缩松可通过X 光、断口等检查方法发现。
形成原因：
a、冒口补缩作用差； b、炉料含气量太多； c、内浇道附近温度过高； d、砂型水分过多，砂芯未烘干；
e、模具涂料喷涂不当； f、铸件在铸型过程中充型时间不当；h、铝液温度过高，浇注速度过快。
预防措施：
1、从冒口部位补充铝液，改进浇口设计；2、 铝液的打渣、除气处理应充分彻底；3、 辐条缩松部位设置冷却系统或安放冷却环块（如模具镶嵌铜块等）等形式降低内浇道附近模具温度；4、 控制型砂水分，保证砂芯烘烤干燥； 5、选择合适的涂料，制定相应的涂料勾兑不理，改变涂料的喷涂方式（浇口越近涂料越薄），对相关人员进行专业培训；6、 改变铸件在铸型中的充型时间，调整工艺参数；7、 实时监测铝液温度，控制浇注速度（增加滤网或改变滤网的形状等方式）。
10.错模：
特征：铸件一部分与另一部分在分型面错开，发生相对偏移。
形成原因：
a、模具镶块位移（如四个滑块没有合模到位）；
b、模具导向件磨损（模具合模销、套磨损）；
c、模具制造、装配精度差。
预防措施：1、调整镶块，加以紧固； 2、更换导向部件； 3、修正模具，消除误差。
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常见问题及回答
气孔缺陷的原因？
排气不畅、铝液精炼不良或浇注速度过快造成。
铝合金铸件出现花纹的原因？
花纹一般由于充型速度过快或涂料喷涂不均造成。
铝合金铸件出现裂纹的原因？
裂纹通常由于铸件结构设计不合理、模具温度不当或铝液中有害元素超标引起。
铝合金重力铸造中如何避免欠铸？
提高铝液的流动性（增加铝水温度，添加特定元素）、增大内浇口截面和改善模具排气条件(增加排期塞)
