一(yī)、針孔從(cóng)哪來
液態鋁像一(yī)塊“海綿”,會溶解空氣中的氫氣。當(dāng)鋁水凝固,氫的(de)溶解度瞬(shùn)間跳水,多餘的氫就結成氣泡。若氣泡(pào)來不及浮出,就在鑄件裏留下針孔。氫的來源主要有三:
鋁錠、回爐料受潮;2. 熔劑(jì)、坩堝吸(xī)附水分;3. 爐氣濕度過高。
二、先(xiān)把“進水口”關小——幹燥與備料
鋁錠≥150 ℃預熱2 h,回爐料先(xiān)拋丸再烘幹;
熔劑密封存放,坩堝每班250 ℃空燒(shāo)30 min;
燃料改(gǎi)用低硫天然氣,燃燒器調至藍(lán)色短焰,減少水蒸氣生成(chéng)。
這三步可將原(yuán)始氫含量從(cóng)0.35 mL/100 g Al降到0.18 mL/100 g Al,針(zhēn)孔體積分數下降約40 %。
三、除氣工藝(yì)三劍客
旋轉噴(pēn)吹(RPT)
石(shí)墨轉子轉速250–350 r/min,氬氣流量(liàng)0.8–1.2 Nm³/h,噴吹時間8 min。轉子打碎氣泡,比表麵積↑,氫擴散路徑↓。工業CT實(shí)測,針(zhēn)孔密度從180 個(gè)/dm³降到12 個/dm³。
在線除氣箱(SNIF)
雙轉子串聯,鋁水停留≥7 s,氫含量可穩定≤0.12 mL/100 g Al,適合大(dà)批量壓鑄。
真空(kōng)除氣(qì)
真空度<5 mbar,保持5 min,可進一步降至0.08 mL/100 g Al,但設備投入高,用(yòng)於航空件。
四、工藝參數一張表
| 參數(shù) | 推薦值 | 過高後果(guǒ) | 過低後果 |
|---|---|---|---|
| 轉子轉速 | 300 r/min | 卷入空(kōng)氣,氫↑ | 氣泡大,除氣效率↓ |
| 氬氣濕度 | <-40 ℃露點 | 水分帶入氫(qīng)↑ | — |
| 鋁水溫度 | 730 ±10 ℃ | 氧(yǎng)化(huà)加劇,渣孔↑ | 黏度大,氣泡難浮(fú)出(chū) |
| 靜置時間(jiān) | ≥15 min | — | 夾渣、氣泡殘留 |
五(wǔ)、檢測(cè)與反饋
每兩小時取液(yè)態樣,用減壓凝固法(fǎ)(Straube–Pfeiffer)測氫。
每班次取一件壓鑄(zhù)件做X-ray,統計針孔等級;超標即調整轉子轉(zhuǎn)速或(huò)氬氣流量。
建立(lì)SPC控製圖,把氫含量與針孔麵積關聯,實(shí)現閉環管(guǎn)理。
六、現場常見坑
• 轉子塗層裂紋→空氣卷(juàn)入,應每月拆檢;
• 氬氣管用PVC→透氣,改用不鏽鋼波紋管;
• 夜班濕度高→加一(yī)台轉輪除濕(shī)機,保持環境<50 %RH。
七、小結(jié)
降針孔=控源頭+強除氣+快檢測。按本文步驟執行,可把針孔廢品率從8 %壓到1 %以內,每(měi)噸鑄件節省返工費約(yuē)400元。
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