銅鑄造是一種將銅或銅合(hé)金(jīn)熔化成液(yè)態,然後倒入特定的模具型腔中,待液態金屬冷卻凝固後,獲得具有一定形狀、尺寸和性能的銅鑄(zhù)件(jiàn)的金屬加工方法(fǎ)。那麽,下麵
銅(tóng)鑄造廠家小編給大家講解一下銅鑄造生產過程中可能(néng)會產生多種缺陷,以(yǐ)下是詳細介紹(shào):
一、氣孔缺陷
產生原因(yīn)
熔煉過程:在熔煉銅或銅合金時,如果爐料潮濕(shī)、含有油汙或(huò)氣體,這些雜質在熔化後會釋放出氣體。例如,當使用(yòng)含有水分的回(huí)爐料時,水分在高溫下(xià)變成水蒸氣,進入銅液(yè)中(zhōng)。另外,熔煉過程中使用的熔劑分解也可(kě)能產生氣體,若不能及時排出,就會(huì)在鑄件中形成氣(qì)孔。
澆注(zhù)過程:澆注時液體銅的流(liú)動不平穩,產生紊流或卷(juàn)入空氣,會使氣體(tǐ)混入銅液。比如,澆(jiāo)注速(sù)度過快、澆口設計不合理導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(yè)中的氣體無法順(shùn)利排出,也會形成氣孔。
影響
氣孔的存在會降低銅鑄件的力(lì)學性能,如強度、韌性等。在承受外力時,氣孔(kǒng)周圍容易產生(shēng)應力集中,使鑄件更容(róng)易出現裂(liè)紋甚至斷裂。並且,氣孔會影響鑄件的氣密(mì)性,對於要求密封的銅鑄件,如銅製閥門等,氣孔會導致泄漏,使其無法(fǎ)正常使用。
預防措施
在熔煉方麵,要確保爐料幹燥、清潔(jié),無油汙和雜質。可以(yǐ)對爐料進行預熱處理,去(qù)除水分和油汙。同時,選擇(zé)合(hé)適的熔劑,並控製熔劑的用(yòng)量,避免熔劑分(fèn)解產生(shēng)過多(duō)氣體。在澆注環節,優化澆口(kǒu)和澆注係統的設計,使銅液平穩地流入鑄型。例如,采(cǎi)用底注式澆注係統,讓銅液從(cóng)底部緩慢上升(shēng),減少(shǎo)氣體卷入。另外,提高鑄型的透氣性,如使用(yòng)透氣性良好的型砂或者在鑄型上設置排氣孔。
二、縮孔(kǒng)和縮鬆缺陷
產生原因
銅在凝固(gù)過程中會發生體積收縮。當鑄件的凝固方(fāng)式(shì)不合理或者補縮措施不當時,就(jiù)會出現縮孔和縮鬆。例如(rú),在鑄件最後凝固的部位,如果沒有液態金屬的補充,就會形成集中的縮孔;如果液態金屬補充不充分,就會形成分(fèn)散的縮鬆。
澆注溫度過高、鑄件(jiàn)壁厚不均勻等因素也會加劇縮孔和縮鬆的產(chǎn)生。澆注溫度過高會使液(yè)態金屬的凝固時間延長,增加體積(jī)收縮量;壁厚(hòu)不均(jun1)勻會導致不同部位的冷卻速度不同,厚壁部分凝固較晚,容易出現補(bǔ)縮不足(zú)的(de)情況。
影(yǐng)響
縮孔和縮鬆會嚴重(chóng)影響銅鑄件的力學性能和致密性。有縮(suō)孔和縮鬆的鑄件在(zài)使用過程中容易出(chū)現滲漏現象,其強度和(hé)耐磨性也會大幅下降。對於一些承受壓力的銅(tóng)鑄件,如銅製液壓(yā)件,縮孔和縮鬆可能會導致鑄件在壓力作用下破(pò)裂(liè)。
預防措施(shī)
合理設計鑄(zhù)件(jiàn)的結構,盡量使壁厚均勻。在(zài)無法避免壁厚差異的情況下,采用漸變的壁厚過渡方式(shì),減少熱節的產生。同(tóng)時,設置合適的冒口和(hé)冷鐵(tiě)。冒口(kǒu)用於儲存液態金屬,在鑄件凝固過程中對其進行補縮;冷鐵則是加(jiā)快鑄件(jiàn)某些部位的冷卻速度,使(shǐ)凝固順序(xù)更加合理(lǐ),從而減少縮(suō)孔和縮鬆。另外,控製澆注溫度,避免溫度過高,根據(jù)銅鑄件的(de)具(jù)體情況選擇合適的澆注溫度範圍。
三、夾雜物缺陷
產生原因(yīn)
熔煉過程:爐料中的雜質、熔煉過程中產生的爐渣等如果沒(méi)有徹底清除,就會混入銅液(yè)中(zhōng),形成夾雜(zá)物。例如,當爐料中含(hán)有泥沙等雜質時,這(zhè)些(xiē)雜質在熔(róng)煉後會殘留在銅液中。另(lìng)外(wài),熔煉設備的耐火材料損(sǔn)壞,其碎(suì)片掉入銅液中也會(huì)產生夾雜物。
澆注過程:澆注時,如果(guǒ)鑄型表麵的砂粒、塗料等脫落進入銅液,同樣會造(zào)成夾雜物(wù)。例如,砂型鑄造中,鑄型的強度不夠或(huò)者受到銅液的衝刷,型砂脫落進入銅液。
影響
夾雜物會破壞銅(tóng)鑄件的連續(xù)性和均勻性(xìng),降低其力學性能。夾雜物周圍會產生應力集中,使鑄件(jiàn)的韌性和疲勞強度(dù)下降。對於要求表麵(miàn)質量高(gāo)的銅鑄件,夾雜物(wù)會影響其外觀,使其表麵粗糙(cāo)不(bú)平。
預防措施(shī)
在熔煉過程中,加強爐料的預處(chù)理,如對爐料進行篩選、清洗,去除雜質。采用合適的熔煉工藝和精煉方法,徹底清除銅(tóng)液中(zhōng)的爐渣。例如,使用除渣(zhā)劑進行除渣操作,通過(guò)攪拌使爐渣聚集並上浮(fú),然後去除。在澆注環節,提(tí)高鑄(zhù)型的質量,確保鑄型表麵的塗料牢固,型砂緊實(shí),防止其脫落進入銅液。
四、裂紋缺(quē)陷
產生原因
熱應力:銅鑄件在凝固和(hé)冷卻過程中,由於不同部位的冷卻速度不同(tóng),會產生熱(rè)應(yīng)力。當熱應力超過銅材料的強度極限時,就會產生裂(liè)紋(wén)。例(lì)如,鑄件的薄壁部分冷卻快,厚壁(bì)部分冷卻慢,在冷(lěng)卻過程中(zhōng)薄壁部分會對厚壁(bì)部分產生拉應力,導致裂紋產生。
鑄件結構不合理:如果鑄件的形(xíng)狀複(fù)雜,有尖銳的內角或者截麵突變等情況,會造成(chéng)應力(lì)集中(zhōng),容(róng)易引發裂紋。另外,鑄件的脫模方式不當,在脫模(mó)過(guò)程中受到較大的外力,也可能產生(shēng)裂紋。
影響
裂(liè)紋會使銅鑄件(jiàn)的強度和密(mì)封性完全喪失,是一種非(fēi)常(cháng)嚴重的缺陷。有(yǒu)裂紋(wén)的(de)鑄件無法正常使用,必須報廢或者進(jìn)行修複。
預防措施
優化鑄件的結構設計,避免出現(xiàn)尖(jiān)銳的內(nèi)角和截麵突變,盡量采用(yòng)圓角過渡。在鑄造工藝上,控製冷卻速度,使(shǐ)鑄件各部分均勻冷卻。例如,對於厚壁鑄(zhù)件,可以采用適當的預熱鑄型(xíng)或者采用(yòng)緩冷措施。同時,改進脫模方法,避免在(zài)脫模過(guò)程中對鑄件施加過大(dà)的外力。