?銅鑄造是一種將銅或銅合金熔化成液態(tài),然后倒入特定的模具型腔中,待液態(tài)金屬冷卻凝固后,獲得具有一定形狀、尺寸和性能的銅鑄件的金屬加工方法。那么,下面
銅鑄造廠家小編給大家講解一下銅鑄造生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生多種缺陷,以下是詳細介紹:
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一、氣孔缺陷
產(chǎn)生原因
熔煉過程:在熔煉銅或銅合金時,如果爐料潮濕、含有油污或氣體,這些雜質(zhì)在熔化后會釋放出氣體。例如,當使用含有水分的回爐料時,水分在高溫下變成水蒸氣,進入銅液中。另外,熔煉過程中使用的熔劑分解也可能產(chǎn)生氣體,若不能及時排出,就會在鑄件中形成氣孔。
澆注過程:澆注時液體銅的流動不平穩(wěn),產(chǎn)生紊流或卷入空氣,會使氣體混入銅液。比如,澆注速度過快、澆口設(shè)計不合理導(dǎo)致液體銅呈噴射狀進入鑄型,都會造成氣體卷入。同時,如果鑄型的透氣性差,銅液中的氣體無法順利排出,也會形成氣孔。
影響
氣孔的存在會降低銅鑄件的力學性能,如強度、韌性等。在承受外力時,氣孔周圍容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,使鑄件更容易出現(xiàn)裂紋甚至斷裂。并且,氣孔會影響鑄件的氣密性,對于要求密封的銅鑄件,如銅制閥門等,氣孔會導(dǎo)致泄漏,使其無法正常使用。
預(yù)防措施
在熔煉方面,要確保爐料干燥、清潔,無油污和雜質(zhì)??梢詫t料進行預(yù)熱處理,去除水分和油污。同時,選擇合適的熔劑,并控制熔劑的用量,避免熔劑分解產(chǎn)生過多氣體。在澆注環(huán)節(jié),優(yōu)化澆口和澆注系統(tǒng)的設(shè)計,使銅液平穩(wěn)地流入鑄型。例如,采用底注式澆注系統(tǒng),讓銅液從底部緩慢上升,減少氣體卷入。另外,提高鑄型的透氣性,如使用透氣性良好的型砂或者在鑄型上設(shè)置排氣孔。
二、縮孔和縮松缺陷
產(chǎn)生原因
銅在凝固過程中會發(fā)生體積收縮。當鑄件的凝固方式不合理或者補縮措施不當時,就會出現(xiàn)縮孔和縮松。例如,在鑄件最后凝固的部位,如果沒有液態(tài)金屬的補充,就會形成集中的縮孔;如果液態(tài)金屬補充不充分,就會形成分散的縮松。
澆注溫度過高、鑄件壁厚不均勻等因素也會加劇縮孔和縮松的產(chǎn)生。澆注溫度過高會使液態(tài)金屬的凝固時間延長,增加體積收縮量;壁厚不均勻會導(dǎo)致不同部位的冷卻速度不同,厚壁部分凝固較晚,容易出現(xiàn)補縮不足的情況。
影響
縮孔和縮松會嚴重影響銅鑄件的力學性能和致密性。有縮孔和縮松的鑄件在使用過程中容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,其強度和耐磨性也會大幅下降。對于一些承受壓力的銅鑄件,如銅制液壓件,縮孔和縮松可能會導(dǎo)致鑄件在壓力作用下破裂。
預(yù)防措施
合理設(shè)計鑄件的結(jié)構(gòu),盡量使壁厚均勻。在無法避免壁厚差異的情況下,采用漸變的壁厚過渡方式,減少熱節(jié)的產(chǎn)生。同時,設(shè)置合適的冒口和冷鐵。冒口用于儲存液態(tài)金屬,在鑄件凝固過程中對其進行補縮;冷鐵則是加快鑄件某些部位的冷卻速度,使凝固順序更加合理,從而減少縮孔和縮松。另外,控制澆注溫度,避免溫度過高,根據(jù)銅鑄件的具體情況選擇合適的澆注溫度范圍。
三、夾雜物缺陷
產(chǎn)生原因
熔煉過程:爐料中的雜質(zhì)、熔煉過程中產(chǎn)生的爐渣等如果沒有徹底清除,就會混入銅液中,形成夾雜物。例如,當爐料中含有泥沙等雜質(zhì)時,這些雜質(zhì)在熔煉后會殘留在銅液中。另外,熔煉設(shè)備的耐火材料損壞,其碎片掉入銅液中也會產(chǎn)生夾雜物。
澆注過程:澆注時,如果鑄型表面的砂粒、涂料等脫落進入銅液,同樣會造成夾雜物。例如,砂型鑄造中,鑄型的強度不夠或者受到銅液的沖刷,型砂脫落進入銅液。
影響
夾雜物會破壞銅鑄件的連續(xù)性和均勻性,降低其力學性能。夾雜物周圍會產(chǎn)生應(yīng)力集中,使鑄件的韌性和疲勞強度下降。對于要求表面質(zhì)量高的銅鑄件,夾雜物會影響其外觀,使其表面粗糙不平。
預(yù)防措施
在熔煉過程中,加強爐料的預(yù)處理,如對爐料進行篩選、清洗,去除雜質(zhì)。采用合適的熔煉工藝和精煉方法,徹底清除銅液中的爐渣。例如,使用除渣劑進行除渣操作,通過攪拌使爐渣聚集并上浮,然后去除。在澆注環(huán)節(jié),提高鑄型的質(zhì)量,確保鑄型表面的涂料牢固,型砂緊實,防止其脫落進入銅液。
四、裂紋缺陷
產(chǎn)生原因
熱應(yīng)力:銅鑄件在凝固和冷卻過程中,由于不同部位的冷卻速度不同,會產(chǎn)生熱應(yīng)力。當熱應(yīng)力超過銅材料的強度極限時,就會產(chǎn)生裂紋。例如,鑄件的薄壁部分冷卻快,厚壁部分冷卻慢,在冷卻過程中薄壁部分會對厚壁部分產(chǎn)生拉應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。
鑄件結(jié)構(gòu)不合理:如果鑄件的形狀復(fù)雜,有尖銳的內(nèi)角或者截面突變等情況,會造成應(yīng)力集中,容易引發(fā)裂紋。另外,鑄件的脫模方式不當,在脫模過程中受到較大的外力,也可能產(chǎn)生裂紋。
影響
裂紋會使銅鑄件的強度和密封性完全喪失,是一種非常嚴重的缺陷。有裂紋的鑄件無法正常使用,必須報廢或者進行修復(fù)。
預(yù)防措施
優(yōu)化鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免出現(xiàn)尖銳的內(nèi)角和截面突變,盡量采用圓角過渡。在鑄造工藝上,控制冷卻速度,使鑄件各部分均勻冷卻。例如,對于厚壁鑄件,可以采用適當?shù)念A(yù)熱鑄型或者采用緩冷措施。同時,改進脫模方法,避免在脫模過程中對鑄件施加過大的外力。