一、針孔從哪來(lái)
液態(tài)鋁像一塊“海綿”,會(huì)溶解空氣中的氫氣。當(dāng)鋁水凝固,氫的溶解度瞬間跳水,多余的氫就結(jié)成氣泡。若氣泡來(lái)不及浮出,就在鑄件里留下針孔。氫的來(lái)源主要有三:
鋁錠、回爐料受潮;2. 熔劑、坩堝吸附水分;3. 爐氣濕度過(guò)高。
二、先把“進(jìn)水口”關(guān)小——干燥與備料
鋁錠≥150 ℃預(yù)熱2 h,回爐料先拋丸再烘干;
熔劑密封存放,坩堝每班250 ℃空燒30 min;
燃料改用低硫天然氣,燃燒器調(diào)至藍(lán)色短焰,減少水蒸氣生成。
這三步可將原始?xì)浜繌?.35 mL/100 g Al降到0.18 mL/100 g Al,針孔體積分?jǐn)?shù)下降約40 %。
三、除氣工藝三劍客
旋轉(zhuǎn)噴吹(RPT)
石墨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速250–350 r/min,氬氣流量0.8–1.2 Nm3/h,噴吹時(shí)間8 min。轉(zhuǎn)子打碎氣泡,比表面積↑,氫擴(kuò)散路徑↓。工業(yè)CT實(shí)測(cè),針孔密度從180 個(gè)/dm3降到12 個(gè)/dm3。
在線除氣箱(SNIF)
雙轉(zhuǎn)子串聯(lián),鋁水停留≥7 s,氫含量可穩(wěn)定≤0.12 mL/100 g Al,適合大批量壓鑄。
真空除氣
真空度<5 mbar,保持5 min,可進(jìn)一步降至0.08 mL/100 g Al,但設(shè)備投入高,用于航空件。
四、工藝參數(shù)一張表
參數(shù) | 推薦值 | 過(guò)高后果 | 過(guò)低后果 |
---|---|---|---|
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 | 300 r/min | 卷入空氣,氫↑ | 氣泡大,除氣效率↓ |
氬氣濕度 | <-40 ℃露點(diǎn) | 水分帶入氫↑ | — |
鋁水溫度 | 730 ±10 ℃ | 氧化加劇,渣孔↑ | 黏度大,氣泡難浮出 |
靜置時(shí)間 | ≥15 min | — | 夾渣、氣泡殘留 |
五、檢測(cè)與反饋
每?jī)尚r(shí)取液態(tài)樣,用減壓凝固法(Straube–Pfeiffer)測(cè)氫。
每班次取一件壓鑄件做X-ray,統(tǒng)計(jì)針孔等級(jí);超標(biāo)即調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或氬氣流量。
建立SPC控制圖,把氫含量與針孔面積關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。
六、現(xiàn)場(chǎng)常見坑
? 轉(zhuǎn)子涂層裂紋→空氣卷入,應(yīng)每月拆檢;
? 氬氣管用PVC→透氣,改用不銹鋼波紋管;
? 夜班濕度高→加一臺(tái)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī),保持環(huán)境<50 %RH。
七、小結(jié)
降針孔=控源頭+強(qiáng)除氣+快檢測(cè)。按本文步驟執(zhí)行,可把針孔廢品率從8 %壓到1 %以內(nèi),每噸鑄件節(jié)省返工費(fèi)約400元。
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