一、针孔从哪来
液态铝像一块“海绵”,会溶解空气中的氢气。当铝水凝固,氢的溶解度瞬间跳水,多余的氢就结成气泡。若气泡来不及浮出,就在铸件里留下针孔。氢的来源主要有三:
铝锭、回炉料受潮;2. 熔剂、坩埚吸附水分;3. 炉气湿度过高。
二、先把“进水口”关小——干燥与备料
铝锭≥150 ℃预热2 h,回炉料先抛丸再烘干;
熔剂密封存放,坩埚每班250 ℃空烧30 min;
燃料改用低硫天然气,燃烧器调至蓝色短焰,减少水蒸气生成。
这三步可将原始氢含量从0.35 mL/100 g Al降到0.18 mL/100 g Al,针孔体积分数下降约40 %。
三、除气工艺三剑客
旋转喷吹(RPT)
石墨转子转速250–350 r/min,氩气流量0.8–1.2 Nm³/h,喷吹时间8 min。转子打碎气泡,比表面积↑,氢扩散路径↓。工业CT实测,针孔密度从180 个/dm³降到12 个/dm³。
在线除气箱(SNIF)
双转子串联,铝水停留≥7 s,氢含量可稳定≤0.12 mL/100 g Al,适合大批量压铸。
真空除气
真空度<5 mbar,保持5 min,可进一步降至0.08 mL/100 g Al,但设备投入高,用于航空件。
四、工艺参数一张表
参数 | 推荐值 | 过高后果 | 过低后果 |
---|---|---|---|
转子转速 | 300 r/min | 卷入空气,氢↑ | 气泡大,除气效率↓ |
氩气湿度 | <-40 ℃露点 | 水分带入氢↑ | — |
铝水温度 | 730 ±10 ℃ | 氧化加剧,渣孔↑ | 黏度大,气泡难浮出 |
静置时间 | ≥15 min | — | 夹渣、气泡残留 |
五、检测与反馈
每两小时取液态样,用减压凝固法(Straube–Pfeiffer)测氢。
每班次取一件压铸件做X-ray,统计针孔等级;超标即调整转子转速或氩气流量。
建立SPC控制图,把氢含量与针孔面积关联,实现闭环管理。
六、现场常见坑
• 转子涂层裂纹→空气卷入,应每月拆检;
• 氩气管用PVC→透气,改用不锈钢波纹管;
• 夜班湿度高→加一台转轮除湿机,保持环境<50 %RH。
七、小结
降针孔=控源头+强除气+快检测。按本文步骤执行,可把针孔废品率从8 %压到1 %以内,每吨铸件节省返工费约400元。
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