关键词：薄壁件；铸造；缺陷；控制
1冷隔及其控制方法
冷隔是铸件上产生的缝隙，有的穿透铸件有的则不穿透铸件，其边缘呈圆角状，是金属流充型过程中股汇合时产生熔合不良所导致。冷隔一般出现在薄壁处、远离浇道的宽大表面、激冷部位、金属流汇聚位置。冷隔产生的原因主要有：①浇注速度过慢或者是浇注时金属液的温过低；②铸造所采用的模具透气性差，排气困难，出气冒口设计的尺寸过小且数量太少；③铸造所采用的合金本身粘度大，流动性变差；④铸件结构设计不合理，铸件的中的薄壁太薄导致铸件的铸造性变差；⑤铸造工艺设计不合理，铸件中的大而薄的部位距离内交道太远或者设置在铸件的顶部；⑥浇道设计不合理，浇道截面积太小或者是内浇道的位置设置不当或数量偏少，以及直浇道的高度太低从而导致金属液的静压头太小。在大型薄壁铸件的生产过程中产生的冷隔缺陷，通过提高浇注时金属液体的温度，使金属液在较高的温度下仍能保持顺畅的流动性，从而使得金属液在到达缺陷位置时不会因温度降低过快而发生凝固产生冷隔。也可以通过对熔炼过程中合金的配比进行调整来改善金属液的流动性。同时，在铸件容易产生冷隔的部位添加出气棒，可促进铸型的排气，防止在该部位产生较多的气体无法快速逸出而阻碍金属液的合流。最后，合理的浇注系统设计，可以促进金属液连续、平稳地充型，在最短的时间内充满型腔，可有效避免冷隔等缺陷的产生。
2气孔及其控制方法
气孔是铸件生产中另一种常见的缺陷。常产生在铸件的表面、近表面或者内部，呈长形、大小不一致的圆形或者其他不规则形状。气孔有的单个存在，有的聚集成片存在，且孔壁光滑呈白色，有时还会带一层氧化后的渣皮。根据产生的形状和生成原因的不同，可以分为气孔、针孔、气疏松，或者气缩孔、气泡。
H2是熔融金属铝中的主要气体成分（H2约占金属铝中总气体的80%~90%），剩下的CO、O2、N2等气体仅占总气体的10%~20%。根据生产经验，铝熔体中产生的H2主要由水汽和铝液发生反应产生。在实际生产过程中，水汽会与熔融铝液发生反应生成H2，H2则通过吸附和扩散溶入熔体中。由此可见，在实际的生产中，合金熔化、保温以及浇铸成型等过程中，铝熔体都会和原料、坩埚以及大气中的水汽发生反应产生H2。为减少铝铸件中的气孔产生，提高铝铸件的性能，改善铝铸件产品的合格率，经过实践，可以通过以下方式来预防铝或铝合金铸件中产生气孔。
（1）准备步骤。熔炼前需认真去除附着在炉料表面的污物，并且炉料在使用前需要进行预热，预热温度一般在300℃~500℃，预热时间一般在2h以上，该过程能有效挥发水分和油污等。在正式开始熔炼前需要清理模具、工装以及熔炼用表面油污等，一般采用在100℃~300℃进行预热，预热后在表面涂防护涂料。对于新熔炼坩埚或有残留物的旧坩埚前，也需对表面进行清理，通常预热温度为600℃~750℃，保温时间为1h~4h。
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（2）铸造过程中，缩短铝液在高温下的持续时间，可明显降低经过低温浇铸的铸件出现气孔情况。若不可避免铝液必须保存在较高温度下，需要在铝液的表面覆盖一层熔剂，防止铝液发生吸气反应。对于采用砂型铸造工艺进行加工铝铸件，从原料熔化到最后浇铸时间应不超过3小时；而使用金属型铸造的铝铸件浇铸时间不超过5小时。
（3）严格控制铝铸件熔炼过程中的湿度。铝铸件在铸造过程中应该采取有效的防湿、防潮措施，并严格对熔炼坩埚、工装、模具等进行预热处理。
（4）铝合金熔体精炼除气过程中，可以在熔体中加入除气剂来制造大量的气体，并通过改变分压，促进溶解在铝液中的H2向气泡扩散，当气泡上浮至铝液表面时，氢气进入大气之中，达到除氢的目的。
（5）提高H2在铝熔体中的溶解度。采用高压状态下进行凝固或快速凝固方法来增加H2在铝熔体中的溶解度，铝合金熔体析出过程中H2气体受到阻碍，达到降低铸锭中气孔产生的目的。
3缩松及其控制方法
缩松是铸件在最后凝固的部位没有得到充足的液态金属进行补缩而形成的分散和细小的孔洞。常分散在铸件厚大部、冒口根部和内浇口附近。当缩孔与缩松体积相同时，缩松的分布面积要比缩孔大得多。缩松常常位于铸件的内部，外表上不易被发现。缩松按照其形态可以分为微观缩松（显微缩松）和宏观缩松（简称缩松）两类。缩松一般常出现在结晶温度范围较宽的合金中，多分布在铸件壁的轴线区域、铸件厚壁的中心部位或缩孔附近。在铸件中的热节部位，显微缩松在各种合金铸件中都或多或少会存在，一般出现在枝晶间，与微观气孔难以区分，只有借助显微镜才容易观察到。铸件中存在的任何形态的缩松和缩孔，都会减少铸件的受力面积，在缩松和缩孔的尖角处产生应力集中，使铸件的力学性能显著降低。因此，必须采取有效措施予以防止。防止缩松和缩孔产生的方法主要从铸造工艺、合金特点、铸件结构以及铸型条件四个方面考虑。
（1）铸造工艺。①合理地采取浇注工艺及浇注系统的引入位置，综合利用冷铁、补贴和冒口，以及在浇口杯和冒口上加发热剂、保温剂。②采取合理的熔炼工艺，减少金属中气体及氧化物，提高其流动性和补缩能力。
（2）合金特点。①在使用条件允许的情况下，尽量选取结晶温度窄的合金成分。例如，对于球墨铸铁及灰铸铁，将合金成分选择在共晶点附近，以利于减小铸件的缩松和缩孔。②有效地控制熔炼过程，采用冶金性能良好的液态合金。
（3）铸件结构。合理改进铸件结构，力求壁厚均匀，减小热节，或使铸件壁厚变化有利于顺序凝固。
（4）铸型条件。铸型刚度因造型的紧实率及铸型种类的不同而异，应根据铸件的技术要求及实际生产情况合理地选择铸型，在可能的情况下，增加铸型刚度，改善铸型的散热条件。
4结论
针对薄壁件铸造过程中的缺陷特点，通过分析合金特性、产品结构以及铸造工艺等，提出了针对性措施，上述内容能为薄壁件铸造提供理论支持，也能为工程中薄壁件的质量控制提供实际的指导。
参考文献
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论文作者:赵志强
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：铸件论文; 缩孔论文; 薄壁论文; 气孔论文; 铸型论文; 缺陷论文; 过程中论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;