?導致鑄銅配件表面產(chǎn)生縮孔的主要原因可從材料特性、工藝參數(shù)、模具設計及操作控制等方面進行分析:
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一、材料特性因素
合金成分與收縮率
銅合金(如黃銅、青銅)的凝固收縮率較高(通常為 3%-5%),若合金中含易收縮元素(如鉛、鋅)過多,會加劇體積收縮。
示例:含鋅量超過 30% 的黃銅,液態(tài)收縮和凝固收縮顯著增加,易形成縮孔。
材料純度與氣體含量
雜質(zhì)(如硫、磷)或氣體(如氫氣)含量過高會降低材料流動性,導致補縮困難。
控制措施:熔煉時采用脫氧劑(如磷銅),并控制熔煉溫度與時間以減少氣體吸入。
二、鑄造工藝參數(shù)
澆注溫度
溫度過高:液態(tài)金屬冷卻時收縮量增大,且易形成粗大晶粒,加劇縮孔傾向。
溫度過低:流動性不足,可能導致型腔填充不完全,但縮孔風險相對較低。
優(yōu)化建議:根據(jù)合金類型設定合理澆注溫度(如黃銅約 1050-1150℃)。
冷卻速度與凝固順序
冷卻不均勻會導致厚壁處最后凝固,若補縮通道被阻斷,易在內(nèi)部形成縮孔。
典型案例:鑄件壁厚差過大時,厚壁區(qū)因補縮不足產(chǎn)生縮孔。
三、模具與補縮系統(tǒng)設計
冒口設計不合理
冒口尺寸過小、位置不當或數(shù)量不足,無法補償凝固收縮。
改進方向:采用 “順序凝固” 原則,確保冒口位于最后凝固區(qū)域,且體積足夠(通常為鑄件體積的 15%-20%)。
冷鐵與激冷措施
未合理使用冷鐵加速局部冷卻,導致凝固順序混亂。
應用場景:在厚壁處設置冷鐵,使鑄件整體凝固速度均勻。
四、操作與環(huán)境因素
澆注速度與壓力
澆注速度過快可能卷入氣體,形成氣泡或縮孔;過慢則可能導致金屬提前凝固,補縮失效。
推薦值:采用中低速澆注(如重力鑄造時控制流速在 0.5-1.5 m/s)。
型腔排氣不良
氣體滯留阻礙金屬填充,導致局部缺料或縮孔。
解決方案:增設排氣槽、使用透氣型芯或真空輔助鑄造。
五、后處理與檢測
熱處理不當
退火或固溶處理溫度過高,可能引發(fā)二次收縮或組織疏松。
控制要點:嚴格執(zhí)行工藝規(guī)范,避免過燒。
無損檢測遺漏
縮孔可能在內(nèi)部未被發(fā)現(xiàn),經(jīng)機械加工后暴露于表面。
建議方法:采用 X 射線或超聲波檢測,提前排查內(nèi)部缺陷。
六、典型案例分析
案例 1:某銅合金閥體因壁厚差異大,未設置冒口,導致厚壁處出現(xiàn)縮孔。
解決措施:增加側冒口并優(yōu)化澆注系統(tǒng)。
案例 2:澆注溫度過高(超過 1200℃)導致黃銅鑄件表面密集縮孔。
解決措施:降低澆注溫度至 1100℃,并添加 0.1% 的鈦細化晶粒。