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精密南朗鑄造廠家講解一下精密鑄造過程中容易出現哪些缺陷問題?

文章出處:新聞中心 責任編輯:東莞市劍鋒機械配件有限公司 發表時間:2025-06-03
  ?精密鑄造(如熔模鑄造、陶瓷型鑄造等)因工藝復雜、精度要求高,容易出現多種缺陷問題。那么,精密鑄造廠家小編告訴大家以下是常見缺陷、成因及解決措施的詳細分析:
?精密南朗鑄造廠家講解一下精密鑄造過程中容易出現哪些缺陷問題?的圖片
一、氣孔與針孔
表現:鑄件表面或內部存在圓形孔洞,直徑從微小到數毫米不等,可能單個或密集分布。
成因:
金屬液吸氣:
熔煉時溫度過高或時間過長,鋁合金吸收氫氣(尤其在潮濕環境中)。
精煉不徹底,未有效去除熔液中的氣體(如未使用六氯乙烷、氬氣噴吹等除氣工藝)。
型殼排氣不良:
型殼透氣性不足(如面層涂料過厚、焙燒不充分導致型殼致密)。
蠟模設計未預留排氣通道,或澆冒口系統不合理,氣體無法排出。
澆鑄過程卷入氣體:
澆鑄速度過快,金屬液沖擊型殼產生紊流,卷入空氣。
解決措施:
熔煉控制:嚴格控制熔煉溫度(如鋁合金不超過 750℃),使用干燥爐料,熔煉后期充分除氣(如加入精煉劑)。
型殼優化:
合理設計蠟模排氣槽,確保型殼透氣性(如采用多層撒砂工藝,控制面層厚度)。
型殼焙燒溫度需足夠(如陶瓷型殼焙燒至 900~1100℃),徹底排除殘留有機物揮發產生的氣體。
澆鑄工藝:降低澆鑄速度,采用底注式澆口或傾斜澆鑄,減少金屬液沖擊和卷氣。
二、縮孔與縮松
表現:
縮孔:鑄件厚壁處或最后凝固部位出現集中性孔洞,表面粗糙不規則。
縮松:鑄件內部呈海綿狀分散微孔,多位于薄壁過渡區或熱節部位。
成因:
補縮不足:
澆冒口系統設計不合理,無法實現 “順序凝固”(如冒口尺寸過小、位置不當)。
金屬液凝固時體積收縮(鋁合金凝固收縮率約 6%~8%),未得到持續補縮。
冷卻速度不均:
型殼局部散熱慢(如厚壁處型殼耐火材料導熱性差),導致凝固順序混亂。
解決措施:
澆冒口優化:
采用 “順序凝固” 原則,在鑄件厚壁處設置足夠尺寸的冒口(高度為鑄件厚度的 2~3 倍),或使用冷鐵加速薄壁區冷卻。
對于復雜件,可設計多個冒口或采用補貼(加厚鑄件局部)引導補縮。
型殼材料調整:在厚壁部位使用高導熱性耐火材料(如鉻鐵礦砂),或局部設置外冷鐵,平衡凝固速度。
工藝參數:適當提高澆鑄溫度(如鋁合金提高 20~30℃),延長液態補縮時間,但需避免過高溫導致吸氣加劇。
三、裂紋(熱裂、冷裂)
1. 熱裂
表現:裂紋產生于凝固末期,表面呈氧化色(暗褐色或黑色),常出現在壁厚突變處、拐角或薄筋部位。
成因:
鑄件結構應力:設計存在尖角、壁厚不均勻,凝固時收縮受阻產生應力集中。
型殼強度過高:型殼高溫下剛性大(如陶瓷型殼),阻礙鑄件自由收縮。
合金韌性不足:選用易熱裂合金(如鋁銅系 ZL201 在高溫下塑性差)。
解決措施:
結構改進:所有拐角處設計圓角(R≥2mm),避免壁厚突變,采用漸變過渡或加強筋分散應力。
型殼改性:在型殼面層涂料中添加少量石墨或有機粘結劑,降低高溫強度,提高退讓性。
合金選擇:優先使用抗熱裂性好的鋁硅系合金(如 ZL101A、ZL104)。
2. 冷裂
表現:鑄件冷卻至室溫后產生裂紋,表面清潔無氧化色,常沿晶界或應力集中區擴展。
成因:
殘留應力過大:鑄件冷卻時各部位收縮不一致(如薄厚壁交界處),或脫模時頂針受力不均。
型殼冷卻速度過快:對于高脆性合金(如高硅鋁合金),快速冷卻導致應力積累。
解決措施:
工藝調整:
延長型殼在爐內的冷卻時間(如隨爐冷卻至 300℃以下再出爐),減緩冷卻速度。
優化脫模結構,確保頂針分布均勻,避免局部受力過大。
去應力處理:對易開裂零件進行低溫退火(如 150~200℃保溫 2~4 小時),消除殘留應力。
四、表面缺陷
1. 表面粗糙 / 粘砂
表現:鑄件表面凹凸不平,附著型殼耐火材料顆粒(粘砂)或呈現橘皮狀。
成因:
型殼面層涂料顆粒粗大:如使用粒度不足的硅砂(如 40/70 目砂導致表面粗糙)。
型殼焙燒不充分:粘結劑未完全分解,型殼表面強度低,金屬液沖刷導致粘砂。
澆鑄溫度過高:高溫金屬液侵蝕型殼表面,造成機械粘砂。
解決措施:
涂料控制:面層涂料采用細粒度砂(如 100/140 目鋯砂或剛玉砂),確保涂層致密。
焙燒工藝:提高焙燒溫度和時間(如熔模鑄造焙燒至 1100℃,保溫 2 小時),使粘結劑完全燒結。
溫度控制:適當降低澆鑄溫度,減少金屬液對型殼的沖刷和侵蝕。
2. 表面皺皮 / 波紋
表現:鑄件表面呈現不規則褶皺或波紋狀凸起,常見于鋁合金薄壁件。
成因:
金屬液充型不平穩:澆鑄速度過慢,前沿金屬液局部提前凝固,后續液流疊加形成皺皮。
型殼溫度過低:薄壁處金屬液快速冷卻,充型時產生 “冷隔” 趨勢。
解決措施:
提高型殼溫度:澆鑄前將型殼預熱至 500~700℃(根據合金調整),改善金屬液流動性。
優化澆口位置:采用多內澆口或切線澆口,確保充型均勻、快速。
五、尺寸偏差
表現:鑄件尺寸超出公差范圍,如尺寸偏大、偏小或形狀變形(如彎曲、扭曲)。
成因:
蠟模變形:
蠟料溫度過高或壓型精度不足,導致蠟模收縮率不穩定(如蠟模線收縮率波動 ±0.3%)。
型殼膨脹 / 收縮:
耐火材料與粘結劑熱膨脹系數不匹配,焙燒后型殼尺寸變化(如硅溶膠型殼高溫下可能膨脹 0.1%~0.3%)。
鑄件收縮不一致:
復雜結構件各部位冷卻速度不同,實際收縮率偏離設計值(如鋁合金熔模鑄造線收縮率通常按 1.2%~1.5% 設計,但實測可能達 1.8%)。
解決措施:
蠟模控制:
精確控制蠟料壓制溫度(如石蠟 - 硬脂酸模料壓制溫度 45~50℃),使用高精度壓型(公差 ±0.02mm)。
蠟模制作后靜置 24 小時,釋放內應力再進行組樹。
型殼補償:
通過多次試模修正模具尺寸,或在 CAD 設計時預留收縮補償(如對鋁合金件放大 1.3%~1.6%)。
冷卻控制:采用定向凝固工藝(如使用水冷銅底座),減少復雜件各部位收縮差異。
六、夾雜缺陷
表現:鑄件內部或表面存在非金屬夾雜物(如氧化皮、砂粒、耐火材料碎屑)。
成因:
熔煉除渣不凈:鋁液表面氧化膜未徹底扒除,澆鑄時隨液流卷入。
型殼脫落:面層涂料層間結合力差,焙燒后局部剝落進入型腔。
澆包或澆口杯清潔不足:殘留爐渣或雜質隨金屬液進入型殼。
解決措施:
熔煉工藝:熔煉后期靜置 10~15 分鐘,使用漏包過濾(如 30 目不銹鋼濾網),避免澆包抬包時翻卷熔渣。
型殼質量:確保每層涂料充分干燥(如硅溶膠型殼每層干燥時間≥8 小時),避免層間空鼓或剝落。
澆鑄操作:采用底注式澆口,使金屬液平穩充型,減少沖擊引起的型殼脫落。
七、預防措施總結
工藝仿真:利用 CAE 軟件(如 ProCAST)模擬充型、凝固過程,預測缺陷風險并優化澆冒口設計。
過程控制:
嚴格管控熔煉參數(溫度、時間、除氣 / 除渣);
型殼制作各環節(涂掛、干燥、焙燒)標準化,定期檢測型殼強度和透氣性。
質量檢測:
鑄件成型后進行 X 射線探傷(檢測內部氣孔、縮松)、熒光滲透檢測(表面裂紋);
三坐標測量關鍵尺寸,建立首件檢驗和批量抽檢制度。

精密南朗鑄造廠家講解一下精密鑄造過程中容易出現哪些缺陷問題?

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