?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(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生多種缺陷,以下是詳細(xì)介紹:
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一、氣孔缺陷
產(chǎn)生原因
熔煉過(guò)程:在熔煉銅或銅合金時(shí),如果爐料潮濕、含有油污或氣體,這些雜質(zhì)在熔化后會(huì)釋放出氣體。例如,當(dāng)使用含有水分的回爐料時(shí),水分在高溫下變成水蒸氣,進(jìn)入銅液中。另外,熔煉過(guò)程中使用的熔劑分解也可能產(chǎn)生氣體,若不能及時(shí)排出,就會(huì)在鑄件中形成氣孔。
澆注過(guò)程:澆注時(shí)液體銅的流動(dòng)不平穩(wěn),產(chǎn)生紊流或卷入空氣,會(huì)使氣體混入銅液。比如,澆注速度過(guò)快、澆口設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致液體銅呈噴射狀進(jìn)入鑄型,都會(huì)造成氣體卷入。同時(shí),如果鑄型的透氣性差,銅液中的氣體無(wú)法順利排出,也會(huì)形成氣孔。
影響
氣孔的存在會(huì)降低銅鑄件的力學(xué)性能,如強(qiáng)度、韌性等。在承受外力時(shí),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(huì)影響鑄件的氣密性,對(duì)于要求密封的銅鑄件,如銅制閥門等,氣孔會(huì)導(dǎo)致泄漏,使其無(wú)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(wú)油污和雜質(zhì)。可以對(duì)爐料進(jìn)行預(yù)熱處理,去除水分和油污。同時(shí),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(guò)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(jì),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(guò)程中會(huì)發(fā)生體積收縮。當(dāng)鑄件的凝固方式不合理或者補(bǔ)縮措施不當(dāng)時(shí),就會(huì)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(bǔ)充,就會(huì)形成集中的縮孔;如果液態(tài)金屬補(bǔ)充不充分,就會(huì)形成分散的縮松。
澆注溫度過(guò)高、鑄件壁厚不均勻等因素也會(huì)加劇縮孔和縮松的產(chǎn)生。澆注溫度過(guò)高會(huì)使液態(tài)金屬的凝固時(shí)間延長(zhǎng),增加體積收縮量;壁厚不均勻會(huì)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(bǔ)縮不足的情況。
影響
縮孔和縮松會(huì)嚴(yán)重影響銅鑄件的力學(xué)性能和致密性。有縮孔和縮松的鑄件在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,其強(qiáng)度和耐磨性也會(huì)大幅下降。對(duì)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(huì)導(dǎo)致鑄件在壓力作用下破裂。
預(yù)防措施
合理設(shè)計(jì)鑄件的結(jié)構(gòu),盡量使壁厚均勻。在無(wú)法避免壁厚差異的情況下,采用漸變的壁厚過(guò)渡方式,減少熱節(jié)的產(chǎn)生。同時(shí),設(shè)置合適的冒口和冷鐵。冒口用于儲(chǔ)存液態(tài)金屬,在鑄件凝固過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)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(guò)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(guò)程:爐料中的雜質(zhì)、熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的爐渣等如果沒有徹底清除,就會(huì)混入銅液中,形成夾雜物。例如,當(dāng)爐料中含有泥沙等雜質(zhì)時(shí),這些雜質(zhì)在熔煉后會(huì)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(huì)產(chǎn)生夾雜物。
澆注過(guò)程:澆注時(shí),如果鑄型表面的砂粒、涂料等脫落進(jìn)入銅液,同樣會(huì)造成夾雜物。例如,砂型鑄造中,鑄型的強(qiáng)度不夠或者受到銅液的沖刷,型砂脫落進(jìn)入銅液。
影響
夾雜物會(huì)破壞銅鑄件的連續(xù)性和均勻性,降低其力學(xué)性能。夾雜物周圍會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,使鑄件的韌性和疲勞強(qiáng)度下降。對(duì)于要求表面質(zhì)量高的銅鑄件,夾雜物會(huì)影響其外觀,使其表面粗糙不平。
預(yù)防措施
在熔煉過(guò)程中,加強(qiáng)爐料的預(yù)處理,如對(duì)爐料進(jìn)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(jìn)行除渣操作,通過(guò)攪拌使?fàn)t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(shí),防止其脫落進(jìn)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(guò)程中,由于不同部位的冷卻速度不同,會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)銅材料的強(qiáng)度極限時(shí),就會(huì)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(guò)程中薄壁部分會(huì)對(duì)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(huì)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(dāng),在脫模過(guò)程中受到較大的外力,也可能產(chǎn)生裂紋。
影響
裂紋會(huì)使銅鑄件的強(qiáng)度和密封性完全喪失,是一種非常嚴(yán)重的缺陷。有裂紋的鑄件無(wú)法正常使用,必須報(bào)廢或者進(jìn)行修復(fù)。
預(yù)防措施
優(yōu)化鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),避免出現(xiàn)尖銳的內(nèi)角和截面突變,盡量采用圓角過(guò)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(duì)于厚壁鑄件,可以采用適當(dāng)?shù)念A(yù)熱鑄型或者采用緩冷措施。同時(shí),改進(jìn)脫模方法,避免在脫模過(guò)程中對(duì)鑄件施加過(guò)大的外力。