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缺陷類

真(zhēn)空(kōng)熔模鑄件出現皮下氣孔,真空(kōng)度要(yào)降到多少?
發布日(rì)期:2025/9/17      點擊次數:8

一、為什麽真空熔(róng)模也長“痘(dòu)痘”
熔模鑄造本就以表麵光潔、尺(chǐ)寸精密著稱,再配上一台真空爐,似乎(hū)“氣孔(kǒng)”兩字就該從字典裏刪(shān)除。可現實是,鑄件機加後表麵仍會冒(mào)出一簇簇圓形“痘(dòu)坑”,剖開看,孔壁光滑(huá)、呈球狀或淚滴狀,深度 0.2-1.5 mm,業內叫它“皮下氣(qì)孔”。它不是在真空(kōng)裏“憋”出來的(de),恰恰是在真空度不足的瞬間“吸”進去(qù)的。
二、氣孔到底從哪來
真空(kōng)熔模的型殼被(bèi)加熱到 950-1050 ℃,殼內殘留水分、樹脂、蠟灰、粘(zhān)接劑分解產物,都會變成 H₂O、CO、CH₄、H₂ 等氣體。真空泵把爐膛(táng)抽到絕對壓力 10-50 Pa 時,這些揮發物(wù)仍可在型殼-金屬界麵形(xíng)成 100-500 Pa 的局(jú)部高分壓(yā)。金屬液一充型,界麵氣體被“壓”進尚未凝固的表層,就成了皮下(xià)氣孔。簡單說:不是真空太高,而是“局(jú)部真空”還不夠高。
三、把數字說清:真空度要降(jiàng)到多少
  1. 經(jīng)驗閾值
    ① 高(gāo)溫合金(IN718、K4169):絕對壓力 ≤ 15 Pa(對應真空表(biǎo)讀數 -0.09985 MPa,約 1×10⁻¹ mbar)。
    ② 鈦合金(ZTA5、TC4):≤ 8 Pa,鈦對 H 敏感,寧低勿(wù)高(gāo)。
    ③ 不鏽鋼(CF8M、316L):≤ 20 Pa 即可滿足 95 % 以上合格(gé)率(lǜ)。
  2. 理論計算
    根據 Sieverts 定律與 Clausius-Clapeyron 方程,界麵氣體分壓(yā)須(xū)低(dī)於金屬液表麵(miàn)張力所能“包裹”的臨界壓力:
    Pcrit = 2γ/r
    以 γ=1.8 N·m⁻¹(鎳(niè)基合金(jīn))、r=0.1 mm 計,Pcrit≈360 Pa;再考慮殼內揮(huī)發物(wù)分壓疊加,真空泵必須把爐膛絕對壓力抽到(dào)≤ 1/20 Pcrit,即≤ 18 Pa,才能切斷氣源。計算與經驗數據高度(dù)吻合。
四、現場如何“看見”真空度
  1. 用“爐膛-型殼”雙測點(diǎn):爐膛真空(kōng)規隻管泵口,型殼內才是真(zhēn)戰場。在澆口杯上方插一根 Ø3 mm 剛玉管,連接到真空計,記錄殼內峰值壓力。
  2. 殼內峰值≥ 100 Pa 時,皮下氣孔概率呈指數上升;≤ 20 Pa 時,基本消失。
五、真空度達標仍(réng)起(qǐ)孔?檢查三個漏洞
  1. 殼內“返氣”——型(xíng)殼焙燒不透:850 ℃保溫>2 h,灼減量≤ 0.25 %。
  2. 泵口“假真空”——泄漏率>5 Pa·min⁻¹:用氦質譜檢漏,總漏率≤ 1×10⁻⁵ Pa·m³·s⁻¹。
  3. 澆速“真空追(zhuī)趕”——充型時間(jiān)>6 s,泵(bèng)來不及抽:澆(jiāo)道截麵積加大 20 %,縮(suō)短充型 30 %。
六、工藝卡片:一鍵套用
合金類型│殼溫℃│爐膛目標Pa│殼內峰值Pa│泄漏(lòu)率Pa·m³/s│焙(bèi)燒灼減%
IN718│1000│≤15│≤20│≤1×10⁻⁵│≤0.20
TC4│950│≤8│≤12│≤5×10⁻⁶│≤0.15
CF8M│1050│≤20│≤25│≤2×10⁻⁵│≤0.25
七、總結
真空熔模鑄(zhù)件要杜絕皮下氣孔,真空度不是“越高(gāo)越好”,而是“低到閾值且全程穩態”。把爐膛絕對壓力降到 8-20 Pa(視(shì)合金(jīn)而(ér)定),同時保證型殼內實測峰值不超過 20-25 Pa,就能讓氣孔失去“鑽”進(jìn)皮下的動力。數字(zì)說清了,參數(shù)卡做了,剩下的就是每(měi)天開機前看一眼真空計——把“看不見”的孔洞,壓回工藝窗(chuāng)口。

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