提高翻砂澆鑄鋁鑄件質(zhì)量的方法解析

近年來(lái)，針對翻砂澆鑄鋁鑄件內部存在的孔洞問(wèn)題，發(fā)展了多種壓鑄，如真空壓鑄技術(shù)、半固態(tài)壓鑄和擠壓鑄造，從而生產(chǎn)出具有、可熱處理、可焊接、高致密度等特點(diǎn)的翻砂澆鑄鋁鑄件。壓鑄中的高壓射速度會(huì )導致充型過(guò)程中金屬液卷入大量氣體，從而形成氣孔缺陷，難于進(jìn)行熱處理，制約了壓鑄合金的力學(xué)性能。壓鑄過(guò)程中，液態(tài)金屬在高壓高速條件下填充型腔，液態(tài)金屬流體易出現紊流現象導致在壓鑄過(guò)程中鑄件易產(chǎn)生由氣體和氧化膜卷入形成的孔洞缺陷，而孔洞對翻砂澆鑄鋁鑄件的力學(xué)性能尤其是疲勞性能有著(zhù)很大的影響。對壓鑄孔洞與力學(xué)性能之間的關(guān)系進(jìn)行了許多。雖然真空壓鑄、充氧壓鑄等壓鑄技術(shù)可以減少孔洞的形成，但由于生產(chǎn)成本等原因，距離廣泛應用仍有較長(cháng)的時(shí)間，翻砂澆鑄鋁鑄件中孔洞缺陷問(wèn)題還將長(cháng)期在實(shí)際生產(chǎn)中存在，現今有相當的工作者致力于鑄件孔洞的。微觀(guān)孔洞是鋁合金鑄件的主要缺陷之一，其對鑄件的力學(xué)性能，尤其是疲勞性能有著(zhù)重要的影響。

翻砂澆鑄鋁鑄件的疲勞性能主要與其孔洞缺陷及微觀(guān)組織特征相關(guān)。對于含有相當數量孔洞的鑄件，其疲勞性能的分散性主要受孔洞的數量和尺寸影響。而對于含有較少孔洞的鑄件，其疲勞行為主要受其孔洞以外的微觀(guān)組織特征決定，如氧化膜、二相粒子、枝晶間距、晶粒大小等。

提高翻砂澆鑄鋁鑄件質(zhì)量的方法解析：

1、液態(tài)金屬冷卻結晶過(guò)程中要產(chǎn)生體積收縮，錠子或精鑄件表面總是先凝固，故不可避免地在錠子或精鑄件內部要形成縮孔。

2、為了質(zhì)量，人們設計出相應的冒口，使縮孔集中于其中?？s孔小，鋁鑄件收得率高。

3、縮孔部位在加工前需要切掉，如縮孔過(guò)大，除成材率低外，還可能產(chǎn)生殘余縮孔的缺陷。

4、殘余縮孔是由于熱加工過(guò)程中切頭不夠遣成的。工藝波動(dòng)，會(huì )使縮孔在鋁鑄件延伸很深，切頭率不好掌握，容易產(chǎn)生這樣缺陷。

5、這一缺陷的恃征是：在橫向酸浸試片的軸心部，呈不規則的空洞或裂縫，空洞或裂縫中往往殘留著(zhù)外來(lái)夾雜。

6、殘余縮孔嚴重時(shí)，空洞較大，廼緱很深，甚歪能穿透橫向試樣。在縮孔方面，好的鋁鑄件組織要求不出現二次縮孔。

7、由子錠型設計或澆注工藝不當，鋼錠上部已凝固而錠心未凝固，則當錠心鋼液凝固時(shí)便會(huì )在鋼錠部位也產(chǎn)生縮孔即二次縮孔。

8、顯然，這對提高成材率是不利的當鑄造電渣重熔或真空電弧重熔用自耗電時(shí)，對縮孔也需要很好控制，如縮管過(guò)深，會(huì )給重熔操作及重熔錠質(zhì)量帶來(lái)不利影響。

鑄件中靠近表面的孔洞可以直接充當疲勞裂紋萌生的缺口，并且減少了疲勞裂紋的擴展時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，鑄件中的孔洞尺寸越大越靠近表面，應力集中就越強烈，疲勞裂紋容易萌生于這些部位。影響翻砂澆鑄鋁鑄件疲勞性能主要的因素是孔洞缺陷（尺寸大小、形狀和位置分布等），疲勞斷裂試樣90%以上都是在孔洞處萌生裂紋。通過(guò)對疲勞斷口的sEM觀(guān)察判定疲勞裂紋的萌生區域，再利用圖像分析軟件對疲勞源處的缺陷特征做定量處理，說(shuō)明了臨近表面處孔洞尺寸的增加會(huì )縮短疲勞壽命。翻砂澆鑄鋁鑄件由于存在孔洞等鑄造缺陷，不僅加速了疲勞裂紋的萌生，還減少了疲勞裂紋擴展的時(shí)間，導致翻砂澆鑄鋁鑄件的疲勞壽命較短。有指出，疲勞性能和缺陷的尺寸大小直接相關(guān)。鑄件的疲勞性能與缺陷的分布位置有關(guān)，取自板狀鑄件近表面且遠離澆道口處的試樣疲勞性能較好，相反板狀鑄件部位靠近澆道口處的試樣疲勞性能較差，但翻砂澆鑄鋁鑄件的疲勞性能和壁厚關(guān)系仍有待進(jìn)一步。