鋁合金鑄造件表面缺陷的防止與控制

　　現(xiàn)代生產(chǎn)中，鋁合金鑄造件的“質(zhì)量"包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是產(chǎn)品質(zhì)量，即是鋁鑄件滿(mǎn)足用戶(hù)要求的程度，也就是適應(yīng)性。二是工程質(zhì)量，即是鋁鑄件鑄件的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證程度。兩者有相關(guān)性，但又不是一個(gè)概念。

　　鋁鑄件質(zhì)量的現(xiàn)代概念應(yīng)該是有兩層思：首先是滿(mǎn)足客戶(hù)使用要求，即適用性；其次是在保證適用性的基預(yù)上價(jià)格最低，即經(jīng)濟(jì)性。

　　有些鋁鑄件的缺陷有些可直接看到，有的在切削加工后才能發(fā)現(xiàn)。對(duì)于淺表層缺陷通過(guò)切削加工可以消除，不會(huì)使鑄件報(bào)廢。加工后仍存在于鑄件加工表面，并影響使用的，會(huì)使鋁鑄件報(bào)廢。

　　我們要了解鋁合金鑄造工藝中常見(jiàn)的鋁鑄件缺陷的形貌特點(diǎn)、產(chǎn)生原因及其形成過(guò)程，目地是防止、減少和消除鋁鑄件缺陷，有效做好鑄件質(zhì)量控制工作。

一）粘砂的定義、產(chǎn)生原因、防治方法

鋁合金鑄造件表面粘附著一層難以清除的砂粒，稱(chēng)為粘砂。

粘砂分為機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂。

    機(jī)械粘砂是鋁合金鑄造件的部分或整個(gè)表面上，粘附著一層砂粒和金屬的機(jī)械混合物。清鏟粘砂層時(shí)能看到金屬光澤。

　　化學(xué)粘砂是鋁合金鑄造件的部分或整個(gè)表面粘附一層金屬氧化物、砂粒和粘土相互作用而生成的低熔點(diǎn)化合物，硬度較高，只能用砂輪磨去。

　　粘砂是金屬液與型壁表面之間產(chǎn)生熱物理作用或經(jīng)學(xué)反應(yīng)的綜合結(jié)果。凡是加劇熱物理作用或熱化學(xué)反應(yīng)的各種因素，都會(huì)造成鋁合金鑄造件的部分表面或整個(gè)表面產(chǎn)生不同程度的粘砂。

　　鋁合金鑄造件表面牌液態(tài)時(shí)間長(zhǎng)，鋁合金鑄造件厚壁或大熱節(jié)處，散熱條件差的地方（凹角、細(xì)長(zhǎng)孔、狹窄溝槽等），金屬液的靜壓力大，澆注溫度高，原砂顆粒越粗，則容易粘砂。

粘砂的防止與控制方法有

1、鋁合金鑄造件壁厚要均勻，適當(dāng)加大圓角半徑，盡量減小熱節(jié)圓，采用冷鐵。

2、根據(jù)鋁合金鑄造件厚度和金屬液澆注溫度，正確選用原砂粒度，面砂和粘結(jié)劑的耐火度適當(dāng)高些，砂型緊實(shí)度要均勻，涂料層耐火度要高，熱化學(xué)穩(wěn)定性要好，砂型要干燥。

3、提高金屬液質(zhì)量，適當(dāng)降低澆注溫度、澆注速度。

二）砂眼的定義、產(chǎn)生原因、防治措施

鋁合金鑄造件內(nèi)部或表面帶有砂粒的孔洞稱(chēng)為砂眼。鋁合金鑄造件表面的砂眼可以看到：內(nèi)部砂眼只有機(jī)械加工后才能發(fā)現(xiàn)。

產(chǎn)生砂眼的主要原因是鑄型中存在有砂粒。這些砂粒來(lái)自：

1、鑄型結(jié)構(gòu)不合理，造型下芯合型操作過(guò)程型壁表面砂粒易型砂和涂料的強(qiáng)度不夠，

2、造型操作時(shí)緊實(shí)度不均勻，型腔未修好；

3、澆注系統(tǒng)不合理，澆注溫度和澆注操作不當(dāng)，金屬液沖擊型壁而脫落的砂粒；

4、合型操作不細(xì)致，型內(nèi)脫落的砂粒未清理干凈，合型時(shí)壓壞砂型等。

砂眼的防止與控制方法有：

1、修改工藝，如增大鑄型尖角部位的圓角半徑，增大起模斜度，改進(jìn)下芯方案等。

2、提高型芯砂質(zhì)量、造型操作質(zhì)量、型芯烘干質(zhì)量。

3、改進(jìn)澆注系統(tǒng)和控制澆注操作，減少金屬液對(duì)型壁的熱輻射和強(qiáng)烈沖擊。

4、提高合型操作質(zhì)量，認(rèn)真檢查型芯尺寸，吸盡型內(nèi)散砂，平穩(wěn)合型，防止碰撞和擠壓，堅(jiān)持驗(yàn)型操作等。

三）夾砂結(jié)疤的定義、產(chǎn)生原因、防治措施

夾砂結(jié)疤是指在鋁合金鑄造件表面產(chǎn)生的疤片狀金屬突起物，其表面粗糙、邊緣銳利，有一小部分金屬和鋁合金鑄造件本體相連，疤片狀突起物與鋁合金鑄造件之間有砂層。

鋁合金鑄造件產(chǎn)生夾砂結(jié)疤與鋁合金鑄造件結(jié)構(gòu)、造型方法、型芯砂質(zhì)量、澆注等因素有關(guān)：

1、處于水平位置的鋁合金鑄造件大平面受金屬液強(qiáng)烈熱輻射作用；

2、砂型（芯）質(zhì)量不佳造成澆注過(guò)程型壁開(kāi)裂或砂塊掉落；

3、金屬液流動(dòng)性差或澆速慢不能較快覆蓋型腔底部平面。

夾砂結(jié)疤的防止與控制方法有：

1、減小上下型水平型壁面積、在水平大平面上附設(shè)肋結(jié)構(gòu)、水平大平面傾斜澆注、在大平面上插釘加固。

2、保證熔煉質(zhì)量和澆注速度，如：減少金屬液雜質(zhì)含量、提高流動(dòng)性、控制好澆注溫度、增加內(nèi)澆道面積和數(shù)量，提高澆注速度，縮短對(duì)型壁熱輻射作用時(shí)間等。

只要是轉(zhuǎn)型與金屬液接觸的表層不破裂和不垮塌，一般鋁合金鑄造件就不會(huì)產(chǎn)生夾砂結(jié)疤。

　　鋁合金鑄造件外觀質(zhì)量檢驗(yàn)一般采用直觀就可以檢查，對(duì)鋁合金鑄造件表面缺陷的檢驗(yàn)（例如粘砂、夾砂、夾砂結(jié)疤等）大多數(shù)用肉眼直觀目視檢查，也可借助于低倍放大鏡，就可以發(fā)現(xiàn)暴露在鋁合金鑄造件表面的宏觀缺陷，檢查時(shí)，應(yīng)判定鋁合金鑄造件對(duì)于檢查項(xiàng)目是否合格，區(qū)分合格品返修品和廢品。重點(diǎn)要在鋁合金鑄造件內(nèi)腔質(zhì)量檢驗(yàn)（內(nèi)腔形狀尺寸、表面粗糙度各種表面鑄造缺陷、內(nèi)腔清潔度等）檢驗(yàn)。當(dāng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)腔表面是否有粘砂、夾砂和夾砂結(jié)疤等缺陷時(shí)，必須采取措施將這些缺陷清除。

推薦閱讀：鋁合金鑄造方法代號(hào)