一、針孔從哪來
液態(tài)鋁像一塊“海綿”,會溶解空氣中的氫氣。當鋁水凝固,氫的溶解度瞬間跳水,多余的氫就結成氣泡。若氣泡來不及浮出,就在鑄件里留下針孔。氫的來源主要有三:
鋁錠、回爐料受潮;2. 熔劑、坩堝吸附水分;3. 爐氣濕度過高。
二、先把“進水口”關小——干燥與備料
鋁錠≥150 ℃預熱2 h,回爐料先拋丸再烘干;
熔劑密封存放,坩堝每班250 ℃空燒30 min;
燃料改用低硫天然氣,燃燒器調(diào)至藍色短焰,減少水蒸氣生成。
這三步可將原始氫含量從0.35 mL/100 g Al降到0.18 mL/100 g Al,針孔體積分數(shù)下降約40 %。
三、除氣工藝三劍客
旋轉噴吹(RPT)
石墨轉子轉速250–350 r/min,氬氣流量0.8–1.2 Nm3/h,噴吹時間8 min。轉子打碎氣泡,比表面積↑,氫擴散路徑↓。工業(yè)CT實測,針孔密度從180 個/dm3降到12 個/dm3。
在線除氣箱(SNIF)
雙轉子串聯(lián),鋁水停留≥7 s,氫含量可穩(wěn)定≤0.12 mL/100 g Al,適合大批量壓鑄。
真空除氣
真空度<5 mbar,保持5 min,可進一步降至0.08 mL/100 g Al,但設備投入高,用于航空件。
四、工藝參數(shù)一張表
參數(shù) | 推薦值 | 過高后果 | 過低后果 |
---|---|---|---|
轉子轉速 | 300 r/min | 卷入空氣,氫↑ | 氣泡大,除氣效率↓ |
氬氣濕度 | <-40 ℃露點 | 水分帶入氫↑ | — |
鋁水溫度 | 730 ±10 ℃ | 氧化加劇,渣孔↑ | 黏度大,氣泡難浮出 |
靜置時間 | ≥15 min | — | 夾渣、氣泡殘留 |
五、檢測與反饋
每兩小時取液態(tài)樣,用減壓凝固法(Straube–Pfeiffer)測氫。
每班次取一件壓鑄件做X-ray,統(tǒng)計針孔等級;超標即調(diào)整轉子轉速或氬氣流量。
建立SPC控制圖,把氫含量與針孔面積關聯(lián),實現(xiàn)閉環(huán)管理。
六、現(xiàn)場常見坑
? 轉子涂層裂紋→空氣卷入,應每月拆檢;
? 氬氣管用PVC→透氣,改用不銹鋼波紋管;
? 夜班濕度高→加一臺轉輪除濕機,保持環(huán)境<50 %RH。
七、小結
降針孔=控源頭+強除氣+快檢測。按本文步驟執(zhí)行,可把針孔廢品率從8 %壓到1 %以內(nèi),每噸鑄件節(jié)省返工費約400元。
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