1、 铸铜件气孔产生原因及防止措施 李建国摘 要：气孔是铸铜件生产中最易产生的缺陷，也是各铸造单位经常导致铸件报废的常见原因之一。气孔大多发生在纯铜、铝青铜铸件中。通过在生产中观察，分析了气孔产生的原因，制定相應的防止措施，有效地消除了气孔缺陷的产生。关键词：铸铜件;气孔缺陷;防止措施气孔是铸件生产中最常见的缺陷之一，气孔的孔壁光滑，大气孔多为梨形、圆形或椭圆形。小气孔则常出现在铸件表面，又称为，有的也出现在铸件皮下12mm处。按气孔产生的原因分为析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔三大类，易发生于铸件表面或靠近砂芯、冷铁、芯撑或浇冒口附近。相
2、对铸铁、铸钢来说，铸铜产品由于铸造工艺和设备更加复杂，因此对于铸铜气孔缺陷的产生和防止，则需要花费更多的时间和实验去研究。为此，本文通过在生产中观察，分析了气孔缺陷产生的原因，并根据实际制定出相应的防止措施，从而有效地消除气孔缺陷的产生。1纯铜侵入性气体产生的原因及防止措施气体从金属液外部侵入到内部，铸件在凝固收缩过程中没有及时逸出，使铸件内部或表面存在孔眼。其主要在铸件内部、表面或接近表面处，特征为圆状或长状，有大气泡也有小。有时气体对铸件表面产生作用，使铸件表面局部出现气窝，直接影响铸件的机械性能。1.1浇注速度的影响浇注过程中铜水在液面上升时，水平截面路线发生改变，将气体聚集到截面死
3、角，由于液面上升速度过快，气体被铜水和型腔所包裹。此时，当铸件外部结壳层大于死角气体压力时，气体侵占了型腔空间，铸件在清砂后就会发现一个或多个大小不一的圆状气窝。其特征是光滑的，颜色与铸件其他外部一致，气体的多少决定气窝的大小和数量。防止措施：浇注时，特别是在壁厚小于20mm铸件时，应控制好铜液平稳冲型，按液面上升的时间可判断出当铜液上升至变化截面时，应减少浇口杯金属液的流量，待填充完死角后，方可加速充型，避免死角气窝的产生。1.2铸型烘干过程不当铸型芯在烘干过程中产生裂纹，虽经修补烘干后，其表面恢复光滑，但浇注过程中型芯受高温反应，产生大量的气体压力，将裂缝向型腔内部挤压。当气体压力有限时，
4、不能冲破铸件表面的结壳层，致使铸件外表面产生缝隙式凹陷，其特征是圆滑的缝隙状，不粘砂，颜色与铸件一致，其凹陷长度与深度取决于气体的大小。防止措施：严格控制型芯干燥过程，其顺序是升温均热-小火保温以减少型芯烧裂现象。修补型芯时应用工具将裂纹处挖深，使用粘结方法，使修补缝延伸到裂纹尽头，必要时可用铁钉加固。1.3树脂使用过量配置树脂砂过程中，树脂加入量大、强度高，浇注过程中的发气量也会加大，其原因是树脂在高温作用下产生气体，如果没有及时将其从砂型中排出，气压冲破树脂砂表面的涂料烧结层，结果在铸件中留下缺陷。防止措施：当树脂砂芯横截面是15mm35mm时 ，可用树脂量为1.6%1.8%;
5、当横截面为40mm400mm砂芯时，可将树脂量降为1.0%1.2%，原则上是树脂量应保证砂芯强度适中。1.4树脂砂粒度大小的影响树脂砂粒度小，砂芯中空间间隙小，透气性低，在浇注时气体排出受阻，与粗砂相比，粗砂空间间隙大，发气量多，但透气性好。在实际生产中发现，细砂砂芯较粗砂砂芯易产生气孔。防止措施：车间常用树脂砂粒度为0.40.7mm。但实际由于进料渠道不一，粗、细砂发生很大的变化，如果发现铸件产生气体，可将粗、细砂各1/2搅拌配置。1.5砂芯质量低制作砂芯质量不过关，有局部黏接不牢，在树脂砂固化终强度后，用手摩擦表面，有砂粒脱落现象。浇注时，树脂砂芯内部产生气体，由落砂部位冲破涂
6、料层侵入金属液，在铸件中留下气孔和粘砂。防止措施：制作树脂砂芯时应保证所配树脂砂在表层没有开始固化时用完。1.6造型时产生间隙的影响树脂砂芯在组装时芯座与芯头间隙没有堵牢，在浇注时，砂芯产生的气体可由间隙进入到金属液中，结果在铸件中留下气孔缺陷。防止措施：芯头与芯座间隙为12mm时，可直接刷涂料渗入堵牢，当间隙大于2mm，这时用涂料封堵并不能有效解决问题，而且会造成间隙已被封上的假象，可选用麻泥封堵牢固，以确保通气道呈全封闭出口状。1.7涂料质量不合格如果涂料混制质量不合格，树脂砂芯在刷涂料后表面会看到石墨能填充孔隙，呈表面光滑状态。实质上是水加石墨，并没有黏土参与，浇注时一旦接触高温金属液，
7、石墨呈粉状上浮，涂料层失效，气体由砂芯表面侵入到金属液中。防止措施：由于涂料有沉淀现象，在使用前应保证搅拌时间最少要30 min.2 铝青铜析出性气体产生的原因及防止措施在生产中，铝青铜铸件浇注后，冒口不收缩反而上涨，切割后的冒口有状或集中大气泡，其主要是脱氧不良的“反氧”气孔和除氢不良的“反氢气孔所导致。氧的存在会与铜以氧化亚铜（cu2o）的形式分布在晶粒边界，降低铜的塑性，还会同其他合金元素结合成氧化物，显著影响铜及其合金的各种性能。氢是另一种常见于铜中的有害元素。熔炼时合金液和水汽发生反应，就可能产生氢气或生产氢，原子状态的氢可大量溶解于铜合金液中，如果熔炼中除气质量不好
8、，在凝固时，溶解在合金液中的过饱和状态的氢逐渐析出，并形成气泡，未能逸出合金液表面的气泡便会在凝固后成为气孔缺陷。铝青铜的蒸汽压很小，在熔炼温度下，氢在铝青铜中溶解度较大。在熔炼过程中，铝、铜等元素与炉气和炉料中的水分反应，产生气体，导致合金吸气。产生气体在浇注后铸件的收缩、凝固过程中没有逸出，致使铸件上涨。而且实际生产中为节约成本，炉料中旧料合金混杂，特别是难以避免的锌，当其含量少而不具备脱氧功能时，而生成熔点低的氧化物与铜液中的氢亲和，铸件的凝固收缩应力不能将其挤出，而液面铝氧化膜在阻止大气中氢侵入的同时，也阻碍了铜液内氢的逸出。观察到冒口呈淡红色时可见有白色小气泡上浮，证明这个冒口上涨，
9、其切割后断面有气孔。防止措施：用开放式浇注系统，尽量减少二次氧化，避免浇注过程中浇口杯卷进气体。浇注温度尽量低些，一般为11501170，能促使铜铝等合金趋向于同时凝固;对旧炉料认真消除油污水汽，按工艺精炼，熔炼速度不能过慢，做到勤除杂质，脱氧彻底。铜液出炉后，在线min，观察出气烟道口，大多铝青铜能抽出独有的白色片状烟尘，其与灰色烟尘一起排出;炉内循环水不能有漏，尽量使炉底保持干燥，以减少水蒸气与炉内化合物产生加热亲和。3结语（1）铸件气孔缺陷的产生是由很多工序中的一环不合格因素造成的，通过对每一道工序的严格控制，能够有效的预防气体缺陷的产生。（2）如果铸件发现气孔，则应根据其所在的部位、形状参照各环节的检验，分析产生的可能原因，快速寻找缺陷的源头，改进生产条件和铸造工艺，杜绝气体产生，从而达到提高生产效率、保证质量、节约成本的目标。参考文献：1柳吉荣.铸造工技术（中级）m.北京：机械工业出版社，1999：220.2柳吉荣，李新阳.铸造工（高级）m.北京：机械工业出版社，2006. -全文完-
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