氣孔在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中是如何形成的？

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2024-10-08

氣孔在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中是多種因素共同作用的結(jié)果，其形成機(jī)制相對(duì)復(fù)雜。以下是對(duì)氣孔形成原因的詳細(xì)分析：

一、氣體來(lái)源

鑄型中氣體：

行腔和型砂孔隙中原有的空氣受熱膨脹。

鑄型中的水分在金屬液的熱作用下汽化，體積膨脹。

粘結(jié)劑、附加物和雜質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)受熱分解與燃燒，產(chǎn)生大量氣體。

無(wú)機(jī)物受熱分解產(chǎn)生氣體。

金屬與鑄型界面反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。

金屬液中氣體：

液態(tài)金屬在冷卻凝固過(guò)程中，因氣體溶解度下降而析出的氣體。

二、氣孔形成類(lèi)型及原因

析出性氣孔：

液態(tài)金屬在冷卻凝固過(guò)程中，因溶解度下降而析出的氣體來(lái)不及逸出，形成析出性氣孔。這類(lèi)氣孔主要是氫氣孔和氮?dú)饪?，通常分布在鑄件的整個(gè)斷面或冒口、熱節(jié)等溫度較高的區(qū)域。

侵入性氣孔：

砂型或砂芯在金屬液的高溫作用下產(chǎn)生大量氣體，當(dāng)界面上局部氣體的壓力高于外界阻力時(shí)，氣體就會(huì)侵入液態(tài)金屬，在型壁上形成氣泡。氣泡形成后將脫離型壁，浮入型腔液態(tài)金屬中，當(dāng)氣泡來(lái)不及上浮逸出時(shí)，就會(huì)在金屬中形成侵入性氣孔。這類(lèi)氣孔數(shù)量較少、體積較大、孔壁光滑、表面有氧化色，常出現(xiàn)在鑄件表層或近表層。

反應(yīng)性氣孔：

其成因尚無(wú)統(tǒng)一的說(shuō)法，但一般認(rèn)為與金屬液中的氫、氮及CO等氣體有關(guān)。例如，金屬液澆入型腔后，型壁受熱導(dǎo)致呋喃樹(shù)脂分解產(chǎn)生原子態(tài)的氮和氫，這些氣體混入鑄件表面，凝固后即產(chǎn)生熱皮下氣孔。

三、具體鑄造工藝中的氣孔形成原因

消失模鑄造：

泡沫模型氣化分解生成大量的氣體及殘留物不能及時(shí)排出鑄型。

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，金屬液的充型速度大于泡沫氣化退讓及氣體排出速度。

澆注溫度低，未分解的殘余物質(zhì)來(lái)不及浮集到冒口而凝固在鑄件中。

涂料的透氣性差或負(fù)壓不足，不能及時(shí)排出型腔內(nèi)的氣體及殘留物。

其他鑄造方法：

模具或型芯發(fā)氣量大，與金屬液在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。

澆注過(guò)程中卷入空氣或吸入渣質(zhì)。

鑄型或砂芯的表面粒度、透氣性等因素影響氣體的排出。