?鑄鋁生產(chǎn)中出現(xiàn)縮孔與縮松缺陷，主要與鋁合金凝固時的體積收縮、補縮不足、冷卻速度不均等因素相關(guān)。那么，鑄鋁廠家小編告訴大家以下從產(chǎn)生原因和解決措施兩方面詳細分析：
一、縮孔與縮松的產(chǎn)生原因
1. 鋁合金凝固特性
體收縮率大：鋁合金（如 Al-Si 系、Al-Cu 系）凝固時體積收縮顯著（約 6%-8%），若補縮通道提前關(guān)閉，未凝固的金屬液無法填充收縮空間，形成縮孔（集中孔洞）或縮松（分散微孔）。
凝固方式：
逐層凝固（如純鋁、共晶鋁硅合金）：補縮性較好，易形成集中縮孔。
糊狀凝固（如亞共晶、過共晶合金）：凝固區(qū)間寬，液固兩相共存時間長，補縮通道易被固相 “堵塞”，導致分散縮松。
2. 鑄造工藝設計缺陷
冒口設計不合理：
冒口尺寸過小、位置不當，無法提供足夠補縮金屬液。
冒口凝固速度快于鑄件，提前失去補縮能力（如未遵循 “順序凝固” 原則）。
澆道與冷鐵設置不當：
澆道位置錯誤，導致金屬液充型紊亂，局部過熱。
冷鐵位置或尺寸不足，無法控制凝固順序，形成 “熱節(jié)”（厚壁處或散熱慢的區(qū)域）。
3. 合金成分與熔煉問題
雜質(zhì)含量高：鐵、鋅等雜質(zhì)元素增加合金凝固溫度區(qū)間，加劇縮松傾向（如 Al-Si 合金中 Fe 含量過高時，形成粗大金屬間化合物，阻礙補縮）。
熔煉工藝不當：
熔煉溫度過高，合金吸氣量增加（如吸入 H?），凝固時氣體析出加劇縮松。
精煉不徹底，殘留熔渣或氧化物夾雜，成為縮松核心。
4. 模具（砂型 / 金屬型）因素
冷卻速度不均：
砂型透氣性差或局部蓄熱能力強，導致鑄件厚壁處冷卻慢，形成孤立液相區(qū)（無法補縮）。
金屬型局部溫度過高（如未設置有效冷卻通道），阻礙補縮。
模具表面質(zhì)量：型腔表面粗糙或涂料厚度不均，導致金屬液流動受阻，局部補縮不足。
二、針對性解決措施
1. 優(yōu)化鑄造工藝設計
遵循順序凝固原則：
在鑄件厚壁處或最后凝固部位設置冒口，確保補縮通道暢通。冒口尺寸需通過模數(shù)法計算（冒口模數(shù)應比鑄件模數(shù)大 15%-20%），或使用發(fā)熱保溫冒口延長補縮時間。
示例：對于法蘭類鑄鋁件，在法蘭頂部設置圓柱形冒口，冒口高度為直徑的 1.5-2 倍，配合冷鐵加速薄壁處凝固，引導金屬液從冒口向鑄件流動。
合理設計澆道系統(tǒng)：
采用底注式澆道，避免金屬液噴濺卷入氣體，同時控制充型速度（過快易湍流，過慢易氧化）。
對于復雜鑄件，可設置分澆道和集渣包，先填充薄壁區(qū)，再補縮厚壁區(qū)。
冷鐵與激冷涂料的應用：
在鑄件薄壁或需要加速冷卻的部位放置冷鐵（如鋼、銅材質(zhì)），縮短凝固時間，形成 “定向凝固”。
在模具型腔表面噴涂激冷涂料（如石墨 + 金屬氧化物），局部降低冷卻速度，平衡各部位凝固順序。
2. 合金成分優(yōu)化與熔煉控制
嚴格控制合金成分：
針對易產(chǎn)生縮松的合金（如 Al-Cu 系），適當提高共晶元素含量（如 Si 含量），縮小凝固溫度區(qū)間。
減少雜質(zhì)元素（如 Fe≤0.3%，Zn≤0.1%），必要時添加細化劑（如 Al-Ti-B 中間合金）細化晶粒，改善補縮能力。
優(yōu)化熔煉工藝：
控制熔煉溫度在液相線以上 30-50℃（如 Al-Si7Mg 合金熔煉溫度 720-740℃），避免過熱吸氣。
采用精煉除氣工藝：通入 N?或 Ar 氣（流量 0.1-0.3m3/h）攪拌，或加入 C2Cl6、Al-P 中間合金，去除溶解氫和夾渣（目標：含氫量≤0.1ml/100g Al）。
熔煉后期進行變質(zhì)處理：如 Al-Si 合金中加入 Na 或 Sr（0.02%-0.05%），細化共晶硅，提高合金流動性和補縮能力。
3. 模具（砂型 / 金屬型）改進
砂型鑄造：
提高砂型透氣性（如增加通氣孔、使用潰散性好的樹脂砂），避免氣體滯留導致的凝固阻礙。
調(diào)整砂型蓄熱系數(shù)：在厚壁處使用鉻鐵礦砂或鋯砂（導熱性好），加速冷卻；薄壁處使用石英砂，減緩冷卻，平衡凝固速度。
金屬型鑄造：
設計冷卻系統(tǒng)：在模具內(nèi)部開設冷卻水通道（如蛇形管），對厚壁區(qū)域強制冷卻，縮短凝固時間。
控制模具預熱溫度：對于鋁合金，金屬型預熱溫度通常為 150-250℃，避免溫度過低導致激冷和充型不足，或過高導致冷卻緩慢、縮松加劇。
4. 其他工藝手段
壓力鑄造或低壓鑄造：
采用低壓鑄造（金屬液在 0.01-0.05MPa 壓力下充型并凝固），利用外界壓力強制補縮，可大幅減少縮孔縮松（適用于復雜結(jié)構(gòu)件，如汽車輪轂）。
壓力鑄造（高壓高速充型）雖可消除縮孔，但易卷入氣體，需配合真空壓鑄（型腔真空度≤5kPa）減少氣孔，同時通過局部激冷控制凝固順序。
熱處理輔助：
對已產(chǎn)生輕微縮松的鑄件，可進行熱等靜壓處理（HIP：在高溫高壓惰性氣體中保溫保壓），使微孔閉合，提高致密度（適用于航空航天等高要求零件）。