1氫氣氣孔
氫氣氣孔微小,形如針狀,且均勻分布,零件表面加工后才能觀察到。由于鋁鑄件壁薄,金屬液凝固,有時氫氣氣孔肉眼難以觀察到。
水蒸氣是氫氣較主要的來源,可能來自爐氣、熔煉工具、鋁錠/回收件、油污染機加工屑和濕精煉劑等。
通常鋁合金壓鑄采用旋轉除氣裝置。氣體源一般使用氫氣、氮氣或氯氣。在金屬液中通入氣體,通過轉子切成大量微小氣泡,由于氣泡內外的濃度差,將氫氣吸入氣泡內,一起排出金屬液外。
除氣效果受設備、氣體選擇、除氣轉子速度和除氣時間等因素的影響,壓鋁鑄件通過檢測除氣后金屬液密度來衡量。采集量的鋁液倒入小柑鍋內,放入減壓室,在減壓條件下凝固,分別在空氣和水中稱量,再按下式求得試樣相對密度。
2.2卷氣氣孔
卷氣氣孔呈圓形,內部干凈,表面比較光滑且具有光澤,卷氣有時單獨存在,有時簇集在一起。分別為宏觀和掃描電鏡下卷氣氣孔特征。卷氣一般發生在沖頭系統、澆道系統和型腔內。
2.2.1沖頭系統卷氣
在金屬液從壓室或鵝頸流到內澆口的過程中,很多空氣會卷入。鋁鑄件一般壓鑄工藝不可能改變紊流液體流動模式,但是可以通過改進給料系統,減少金屬液到達內澆口的卷氣量。
對于冷室壓鑄,應該考慮充滿度,即澆入冷室壓鑄機的液態金屬量占壓室容量的比率。在設計過程參數時,充滿度要大于5U%,以70%~80%為宜。
在壓鑄機選擇和模具設計過程中,選擇合適的壓室尺寸和充滿度。在射筒尺寸確定后,要考慮從澆包到射筒的澆注速度。如果充滿度小于50%,壓室的上部空間大,金屬液將會產生波浪,在沖頭和模具之間往復運動。當沖頭開始向前運動,形成沖頭前面和射筒中部的反射波浪匯合,就會發生紊流和卷氣。這樣,使鋁鑄件氣孔增加,同時還會引起壓室內的液態金屬激冷,對填充不利。
較佳解決辦法是在金屬波反射之前,沖頭已開始運動,也就是說,沖頭和初始波的方向相同,這可以減少卷氣。
在產品和設計過程中,還應該考慮下面過程因素:①對于冷室壓鑄來講,包括澆注速度、壓射延遲時間、低壓射加速、澆口速度、澆口至低速壓射的切換點、低壓射速度和壓射起始點;②對于熱室壓鑄來講,包括低壓射加速、低壓射速度至壓射的切換點。對上述參數適當調整和監控,盡量減少卷氣程度。
2.2.2澆道系統卷氣與排氣
金屬液在64~160km/h速度下,一旦遇到澆道形狀發生變化,沖力會使金屬液產生漩渦,導致產生卷氣氣孔缺陷。
通過合理設計澆道形狀來解決這種卷氣,應金屬液在整個充型過程中平穩,需要對澆道的曲線和尺寸合理選擇。
2.2.3型腔卷氣
減少型腔卷氣氣孔缺陷,要排溢系統和排氣通暢。