夹渣是铜合金铸件最常见的缺陷之一:机加工时突然碰到硬点、密封面出现渗漏、X 光探伤一片白影,90% 的报废由此而起。工艺文件写得满满当当,为什么渣还是如影随形?把整条流程拆开来看,最容易出错的并不是“熔炼”或“精炼”,而是被很多人忽视的“转包/除渣后到开始浇注之间的静置镇静时间”。
一、渣从哪儿来
铜合金常见渣分三类:
氧化渣——熔炼时高温氧化生成的 Cu₂O、SnO₂ 等;
熔剂渣——精炼时加入的硼砂、玻璃、NaCl–KCl 盐膜;
外来渣——回炉料表面粘的砂粒、铁锈、切削液碳化残留。
这些渣密度大多比铜液小,本该上浮到液面,但铜液表面张力大、粘度低,渣一旦卷入内部,就很难再浮出来。
二、为什么“静置镇静”最容易出错
时间短:很多车间为了抢节拍,把“≥8 min 静置”写成“3–5 min”,甚至刚除完渣就立即抬包浇注。渣粒来不及聚集上浮,直接被卷入型腔。
温度掉:静置时如果包衬烘烤不足或包盖敞开,铜液每分钟可降温15–20 ℃。液流粘度上升,渣粒上浮速度下降一个数量级。
二次造渣:静置阶段包嘴、浇包壁上的旧渣、涂料剥落,遇到紊流又会形成新的夹杂。
一句话:静置镇静不是“等几分钟”,而是要让渣粒在尽可能高的温度下完成上浮,并避免二次氧化和卷渣。
三、把这一步做对的三件小事
时间-温度双窗口
• 含铝青铜、高锰黄铜等易氧化合金:静置 8–10 min,包内温度保持高于液相线 80 ℃以上;
• 普通锡青铜、铅黄铜:6–8 min,高于液相线 60 ℃即可。
现场用一次性热电偶测温,低于窗口下限立即回炉再升温。
包盖+轻度正压
用带石墨垫的包盖盖住浇包,并沿盖边通 0.02–0.03 MPa 的干燥氮气,既保温又隔绝空气,二次氧化量减少 70% 以上。
挡渣+过滤双保险
• 包口安装陶瓷挡渣板,浇注前再撒 3–5 mm 厚的珍珠岩除渣剂,进一步聚渣;
• 型内放 10 ppi 的碳化硅泡沫过滤片,可截留 50 μm 以上颗粒。
这两步成本加起来不到铸件售价的 0.3%,却能降低 80% 的夹渣废品。
四、小结
铜合金铸件夹渣的源头贯穿熔炼、精炼、转包、浇注整条链,但“静置镇静”是最后也是最关键的一道闸。只要给足时间、控好温度、隔绝空气,再辅以挡渣过滤,渣粒就会乖乖留在包内而不是钻进铸件。把这一步做对了,80% 的夹渣投诉可以当场消失。
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