重力鑄造縮孔怎麼解決

1. 各種鑄造工藝的異同比較

1．鑄造還可按金屬液的澆注工藝分為重力鑄造和壓力鑄造。重力鑄造是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱澆鑄。廣義的重力鑄造包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造，泥模鑄造等；窄義的重力鑄造專指金屬型澆鑄。壓力鑄造是指金屬液在其他外力（不含重力）作用下注入鑄型的工藝。廣義的壓力鑄造包括壓鑄機的壓力鑄造和真空鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等；窄義的壓力鑄造專指壓鑄機的金屬型壓力鑄造，簡稱壓鑄。旭東精密鑄件廠長期從事砂型和金屬型的重力鑄造。這幾種鑄造工藝是目前有色金屬鑄造中最常用的、也是相對價格最低的。

2．砂型鑄造是一種以砂作為主要造型材料，製作鑄型的傳統鑄造工藝。砂型一般採用重力鑄造，有特殊要求時也可採用低壓鑄造、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應性很廣，小件、大件，簡單件、復雜件，單件、大批量都可採用。砂型鑄造用的模具，以前多用木材製作，通稱木模。旭東精密鑄件廠為改變木模易變形、易損壞等弊病，除單件生產的砂型鑄件外，全部改為尺寸精度較高，並且使用壽命較長的鋁合金模具或樹脂模具。雖然價格有所提高，但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多，在小批量及大件生產中，價格優勢尤為突出。此外，砂型比金屬型耐火度更高，因而如銅合金和黑色金屬等熔點較高的材料也多採用這種工藝。但是，砂型鑄造也有一些不足之處：因為每個砂質鑄型只能澆注一次，獲得鑄件後鑄型即損壞，必須重新造型，所以砂型鑄造的生產效率較低；又因為砂的整體性質軟而多孔，所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低，表面也較粗糙。不過，旭東精密鑄件廠集多年的技術積累，已大大改善了砂型鑄件的表面狀況，其拋丸後的效果可與金屬型鑄件媲美。

3．金屬型鑄造是用耐熱合金鋼製作鑄造用中空鑄型模具的現代工藝。金屬型既可採用重力鑄造，也可採用壓力鑄造。金屬型的鑄型模具能反復多次使用，每澆注一次金屬液，就獲得一次鑄件，壽命很長，生產效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強度要比砂型的更高，更不容易損壞。因此，在大批量生產有色金屬的中、小鑄件時，只要鑄件材料的熔點不過高，一般都優先選用金屬型鑄造。但是，金屬型鑄造也有一些不足之處：因為耐熱合金鋼和在它上面做出中空型腔的加工都比較昂貴，所以金屬型的模具費用不菲，不過總體和壓鑄模具費用比起來則便宜多了。對小批量生產而言，分攤到每件產品上的模具費用明顯過高，一般不易接受。又因為金屬型的模具受模具材料尺寸和型腔加工設備、鑄造設備能力的限制，所以對特別大的鑄件也顯得無能為力。因而在小批量及大件生產中，很少使用金屬型鑄造。此外，金屬型模具雖然採用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般多用於鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造，在銅合金鑄造中已較少應用，而用於黑色金屬鑄造就更少了。旭東精密鑄件廠的金屬型模具全部是自行設計、自行製造，因而能更及時地為客戶提供價廉、適用的優質模具。

4．壓鑄是在壓鑄機上進行的金屬型壓力鑄造，是目前生產效率最高的鑄造工藝。壓鑄機分為熱室壓鑄機和冷室壓鑄機兩類。熱室壓鑄機自動化程度高，材料損耗少，生產效率比冷室壓鑄機更高，但受機件耐熱能力的制約，目前還只能用於鋅合金、鎂合金等低熔點材料的鑄件生產。當今廣泛使用的鋁合金壓鑄件，由於熔點較高，只能在冷室壓鑄機上生產。壓鑄的主要特點是金屬液在高壓、高速下充填型腔，並在高壓下成形、凝固，壓鑄件的不足之處是：因為金屬液在高壓、高速下充填型腔的過程中，不可避免地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內部，形成皮下氣孔，所以鋁合金壓鑄件不宜熱處理，鋅合金壓鑄件不宜表面噴塑（但可噴漆）。否則，鑄件內部氣孔在作上述處理加熱時，將遇熱膨脹而致使鑄件變形或鼓泡。此外，壓鑄件的機械切削加工餘量也應取得小一些，一般在0.5mm左右，既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面緻密層，露出皮下氣孔，造成工件報廢。

如何區別這兩種毛坯

從外形上，我們很難區別這兩種工藝生產出來的毛坯。如果看到的是一隻已加工後的零件，就更難區 別了。 所以，我們只能倒過來分析與判斷：

一是壓鑄件一般是「結構件」，而模鍛件則是「功能件」。「結構件」，與「功能件」是相對的。後者一般指要 承受沖擊、高溫、壓力、強度（力） ，以及要表面處理（如陽極氧化） 、熱處理（固熔強化）等。典型產品 是發動機缸體、輪轂、活塞、連桿、剎車蹄、氣動或液壓閥體（如常見的三位五通閥）等。前者則如車門 架、儀表面板、發動機外罩等。

二是從材料成份上判斷。因為壓鑄件一般都是鑄造類合金，對於其它牌號的合金，往往是用擠壓鑄造 工藝生產。

三是從毛坯對其外表面的處理要求上判斷。如鋁壓鑄件，由於含有硅，且因壓鑄工藝生產出來的毛坯， 外表面有顯微氣孔（俗稱「水紋」） ，這種材料陽極氧化處理後表面會有「黑點」。所以，毛坯如要求陽極氧化， 則這種毛坯都不會用普通壓鑄工藝生產。 四是從金相組織上進行判斷。壓鑄件與壓鑄模鍛件在金相上我們很容易區別。前者是枝晶狀鑄態組織， 後者是均勻的破碎晶粒的鍛態組織。

5.消除一些錯誤觀點

一是我們已不能認為用壓鑄後的真空浸滲，來解決壓鑄件存在的縮孔縮松缺陷，也不能認為可以用真 空壓鑄工藝，就能生產出要連鑄連鍛工藝才能生產的功能件來。當行內的技術已有進步時，觀念與思想上 我們就要有與時俱進的科學態度。

二是真空壓鑄件與普通壓鑄件，一樣都存在縮孔縮松缺陷；真空壓鑄，它只是比普通壓鑄在輔助排氣 方面起一點作用的工藝，對由於金屬液相變收縮產生的縮孔與縮松（其內部是真空的，沒有氣體） ，它是毫 無辦法的。

三是專業人員最容易犯的錯誤，就是雖然知道這只毛坯不能用普通壓鑄工藝生產，但選擇的是一種名 叫「反向沖頭間接和局部擠壓」的工藝生產。他們以為這種工藝與液態模鍛工藝得到的效果一樣，這也是完 全錯誤的。「反向沖頭擠壓」工藝的本質，它仍是一種壓鑄工藝！只有「正向沖頭全投影面積鍛壓」的那種， 才是真正的液態模鍛工藝。

2. 反重力鑄造的鑄造工藝

反重力鑄造工藝包括澆注位置的選擇、澆注系統的設計、冒口和冷鐵的合理使用以及最佳工藝參數的確定等內容。
1、鑄件的澆注位置及澆注系統
反重力鑄造中，鑄件凝固時主要通過澆口補縮。因此，確立澆注位置時，應使鑄件的凝固順序朝著澆口方向進行。通常，將鑄件的薄壁位置置於遠離澆口位置，讓金屬液從厚壁處引入。為使鑄件厚壁位置的熱分布合理，可採用分散澆口，直接利用內澆口進行補縮。
2、冒口和冷鐵
冷鐵常與冒口或澆注系統配合使用，以加強冒口或澆口的補縮，但也可單獨使用，用來加快鑄件局部熱節處的冷卻速度，保證鑄件整體的順序凝固。
3、反重力鑄造工藝參數的確定
1) 升液管直徑的確定 確定時，首先要考慮鑄件重量預計充型時間和充型速度，然後確定對升液管的流量要求，再根據充型速度和流量要求計算升液管的直徑;其次，從保證鑄件的順序凝固所要求的熱平衡角度來考慮。升液管要便於壓力傳遞，有利於補縮，金屬液充型時，不產生紊流，清理和噴刷塗料方便。升液管的材料根據合金的種類及對鑄件質量的要求確定，對於普通鋁合金鑄件，採用鋼管或鑄鐵管即可;合金對含鐵量要求比較高時，可採用鈦合金或或陶瓷升液管。
2) 充型壓力的確定 充型壓力指金屬液充滿型腔所需要的壓力，其大小與鑄件的形狀高度、坩堝形狀、金屬熔化量等有關。如果坩堝的形狀、大小不變，熔化量已知，鑄件澆注量核定準確，則可比較精確地計算出充型壓力。然而，在砂型反重力鑄造中，連續澆注幾個不同的鑄件時，充型壓力的精確計算比較困難。為此，每次澆注之前，可測量坩堝內液面距離升液管口的實際高度近似計算充型壓力。
3) 結晶壓力的選擇 結晶壓力是為鑄件結晶創建一個高壓條件。金屬在壓力下結晶，使晶粒細化，組織緻密。結晶壓力越大，機械性能越高。但過高的結晶壓力會給反重力設備帶來困難，且鑄件強度增加很少。壓力過小，會降低反重力鑄造的擠濾及塑性變形作用，不利於補縮和抑制金屬液中氣體的析出，鑄件易產生疏和微觀縮孔。選擇結晶壓力時，要考慮鑄件結構、合金的結晶特性。鑄件結構復雜時，選擇較大的壓力;合金結晶范圍較寬時，選擇較高的壓力 。
4) 升液、充型速度的確定 在升液管出口面積固定的情況下，充型速度取決於坩堝液面上的加壓速度。加壓速度分升液和充型兩個階段，金屬液由坩堝液面上升到橫澆道為升液，要求液流平穩、緩慢，以利於型腔中氣體的排出，防止升液管出口處出現噴濺和翻滾，避免產生二次氧化夾渣。充型階段的流速需根據鑄件的壁厚大小、復雜程度和合金種類等因素確定。一般情況下，充型速度應當比升液速度略快，這樣有利於補縮，減少二次夾渣的產生。
5) 保壓時間 鑄型內金屬液在壓力作用下保持到鑄件完全凝固結束的時間為保壓時間。保壓時間大體上接近鑄件凝固所需要的時間。若保壓時間過短，金屬沒有完全凝固，未凝固的金屬液通過升液管返回坩堝，鑄件得不到充分補縮，甚至不能成形，造成鑄件報廢;保壓時間過長，使澆口殘留過長，清理困難，有時甚至會使升液管出口凍結，影響生產。保壓時間的長短與鑄件的壁厚、合金種類、鑄型性質以及結晶凝固壓力有關。鑄件壁越厚、合金的結晶溫度范圍越寬，保壓時間越長。砂型反重力鑄造的保壓時間比金屬型的長。結晶凝固壓力越大，保壓時間越短。
6) 澆注溫度 一般情況下，在保證金屬液的充填和補縮能力的前提下，應盡可能使澆注溫度低一些。反重力鑄造其成型能力遠高於重力鑄造，所以，其澆注溫度應比重力鑄造低5-10°C。 1）充型速度可控：反重力鑄造一般用於生產有色合金鑄件，鑄件的成形能力和內部質量尤其是尺寸和壁厚對充型速度有比較嚴格的要求，充型速度可以通過計算機實現准確的控制。
2）成形性好、表面光潔：反重力鑄造時，金屬液是在壓力下充填成形，在工藝參數選擇合理的情況下，所獲得的鑄件輪廓清晰，對於薄壁件的生產，更是如此；反重力鑄造時有壓氣體充塞於砂型空隙，且在金屬液與砂型之間形成一層氣相保護層，將兩者隔開，可以減少金屬液對鑄型的熱力及化學作用，可降低鑄件的表面粗糙度。
3）鑄件晶粒細、組織緻密、機械性能高：金屬液在壓力下結晶凝固，初凝枝晶在壓力的作用下會發生變形、破碎，而且冷卻速度快，因而晶粒細小；同時，壓力能提高補縮能力和抑制金屬液中氣體的析出，使疏鬆和微觀氣孔大為減少。所以，鑄件的機械性能得到明顯的改善。
4）可實現可控氣氛下澆註：反重力鑄造時，可對上室、下室或者上下室的氣氛進行控制。利用反重力鑄造澆注鋁合合鑄件時，使用除油乾燥的壓縮空氣即可，但對於鎂合金，必須注意金屬液和鑄型的環境氣氛，因為鎂合金在空氣中會發生燃燒。可控氣氛的使用應根據鑄件質量的要求及鑄件的輪廓尺寸等因素決定。
5）提高了金屬的利用率：反重力鑄造時，鑄件凝固收縮可以不斷地得到來自內澆口金屬液的補縮；加之壓力的擠濾和塑性變形的作用，強化了冒口的補縮效果，冒口尺寸可相應減小甚至不需要。
6）鑄件可進行熱處理：與壓力鑄造相比，利用反重力鑄造方法生產鑄件時，充型速度較慢，液面平穩，型內氣體可以順利排出，所以，鑄件內部的氣孔很少、甚至沒有，故可像重力鑄造成形的鑄件一樣進行熱處理。

3. 離心鑄造工藝都有哪些注意問題

金屬過濾、澆注溫度、鑄型轉速、渣下凝固、塗料使用、鑄件脫型、澆注系統、澆註定量等是在離心鑄造生產中必需確定或解決的工藝問題，因為它們直接影響著鑄件的質量和生產效率。
1、金屬過濾
有些合金液中有較多難於除去的渣滓，可在澆注系統中放各種過濾網清除渣子，如泡沫陶瓷過濾網、玻璃絲過濾網等。
2、澆注溫度
離心鑄件大多為管狀、套狀、環狀件，金屬液充型時遇到的阻力較小，又有離心壓力或離心力加強金屬液的充型能力，故離心鑄造時的澆注溫度可較重力澆注時低5~10°C。
3、鑄型轉速
是離心鑄造時的重要工藝因素，不同的鑄件，不同的鑄造工藝，鑄件成形時的鑄型轉速也不同。
過低的鑄型轉速會使立式離心鑄造時金屬液充型不良，卧式離心鑄造時出現金屬液雨淋現象，也會使鑄件內出現疏鬆、夾渣、鑄件內表面凹凸不平等缺陷；
鑄型轉速太高，鑄件上易出現裂紋、偏析等缺陷，砂型離心鑄件外表面會形成脹箱等缺陷，還會使機器出現大的振動、磨損加劇、功率消耗過大。所以，鑄型轉速的選擇原則應是在保證鑄件質量的前提下，選取最小的數值
4、熔渣利用
為克服厚壁離心鑄件雙向凝固所引起的皮下縮孔缺陷，可在澆注時把造渣劑與金屬液一起澆入型內，熔渣覆蓋在鑄件內表面上，阻止內表面的散熱，創建由外向里的順序凝固條件，消除皮下縮孔。同時，造渣劑還可起精煉金屬液的作用。
澆注造渣劑的方法是：澆注時在澆注槽中撒粉狀造渣劑；把熔融的渣滓與金屬液一起澆入型內。
5、塗料使用
離心金屬型用塗料的組成與重力金屬型鑄造相似。澆注細長離心鑄件時，由於清除鑄型工作面上的殘留塗料較為困難，故塗料組成中粘結劑在高溫工作後的殘留強度應盡量低，以便於清除。
6、鑄件脫型
為了提高生產效率，在保證質量的前提下，應盡早進行鑄件的脫型。有時為了防止鑄件的開裂，脫型後的鑄件應立即放入保溫爐或埋入砂堆中降溫。對一些不易脫型又需緩冷防裂的鑄件，則可在鑄型停止轉動後立刻把有鑄件的鑄型從離心鑄造機上取下，埋入砂堆中緩慢冷卻，至室溫時在行脫型。
7、澆注系統
離心鑄造時的澆注系統主要指接受金屬的澆杯和與它相連的澆注槽，有時還包括鑄型內的澆道。設計澆注系統時，應注意以下原則：
①澆注長度長、直徑大的鑄件時，澆注系統應使金屬液能較快地均勻鋪在鑄型的內表面上；
②澆注易氧化金屬液或採用離心砂型時，澆注槽應使金屬液能平衡地充填鑄型，盡可能減少金屬液的飛濺，減少對砂型的沖刷；
③澆注成形鑄件時，鑄型內的澆道應能使金屬液順利流入型腔；
④澆注終了後，澆杯和澆注槽內應不留金屬和熔渣。如有殘留金屬和熔渣，也應易於清除。
8、澆註定量
離心鑄件內徑常由澆注金屬液的數量決定，故在離心澆注時，必須控制澆入型內的金屬液數量，以保證內徑大小。在澆注包架子上安裝壓力感測器進行離心澆注自動定量和保溫感應爐電磁泵定量澆注也已在生產中應用。