型铸造铝合金铸件气孔缺陷的探索
型铸造铝合金铸件气孔缺陷的探索
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通过分析砂型铸造铝合金铸件气孔缺陷产生的机理，提出从控制原材料的水分、控制型砂及砂芯的透气性、精心熔炼等几个方面来消除该缺陷。
铝合金以其良好的力学性能( 较高的比强度、比刚度) 和优良的铸造性能，在工业中被广泛使用，是汽车、造船、航空航天及其他制造业的重要结构材料。生产中对铝合金铸件的品质要求也越来越高，除了保证化学成分、力学性能和尺寸精度外，不允许铸件有缩孔、缩松、气孔和夹渣等铸造缺陷。
实际生产中，铝合金铸件会出现多种缺陷，气孔缺陷是砂型铸造中经常产生的缺陷，是影响铝铸件质量的重要问题。气孔缺陷常出现在大型铝铸件的厚大部位，以及中小型铝铸件的冒口根部和加工端面。气孔的产生除与型砂的水分、透气性有关外，还与合金的熔炼质量及合金的原材料有关，如何消除该缺陷值得铸造工作者重视。本文拟探讨砂型铸造中铝合金铸件气孔产生的原因，提出消除的措施。
1. 铝合金铸件中产生气孔的机理
铝合金铸件形成气孔的主要原因是合金中含有过量的H2，氢含量占所含气体总含量的80%～90% ，其余是N2 、O2 CO等，而H2则来源于大气及各种金属原材料、熔剂和涂料中的水分受热分解，在高温条件下发生H2O= 2H + + O2 - 反应，这是一个可逆反应。分解出来的氧又容易与金属液生成熔点较高的Al2O3 ，反应方程式为：2Al3 + + 3O2 - = Al2O3 ，这样就促进了水蒸气的高温分解，氢离子便不断向合金液中扩散。
氢以两种方式存在于铝液中：第一种是分解为原子状态溶解在铝液中，称为溶解型，约占90%；第二种氢则以分子状态气泡形式吸附于夹杂物的表面或缝隙中，称为吸附型。由于氢在铝合金液中的溶解度是随温度上升而增大的( 如下图所示) ，所以在熔炼过程中合金液将吸入大量的H2 。而在结晶凝固的过程中，由于温度降低，合金液表层首先凝固且合金的粘度增大，虽然氢的溶解度降低需从金属液中析出，但是已经很困难了，这样滞留在合金液中便形成了气孔缺陷。熔化、保温时间越长，氢含量越高.
氢在合金液中的溶解度除与温度成正比外，还与压力及空气的湿度即氢分压成正比。
合金元素及其含量对溶解度也有一定的影
响，硅、铜含量增加则氢的溶解度降低，镁含量增加则氢的溶解度增加。合金成分不同，合金液中氢的临界含量也不同，ZL104 铝合金为亚共晶型铝硅合金时吸氢量最大。
2. 防止铝合金铸件气孔缺陷的措施
要防止砂型铸造中铝合金铸件气孔缺陷的产生，就要采取有效措施尽量减少原材料的水分，强
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