1、
铝合金型材原材料方面
铝合金成分影响:铝合金型材中的某些合金元素可能会增加气孔形成的倾向。例如,镁(Mg)元素在铝合金中含量较高时,镁在熔化过程中容易与空气中的氧气反应生成氧化镁(MgO)。当这些氧化物进入熔池后,会降低熔池的流动性,并且在凝固过程中可能作为气体的形核点,促使气孔的形成。
另外,铝合金中的氢(H)含量也是一个关键因素,氢在液态铝中的溶解度比固态铝高很多,在凝固过程中,氢会从液态铝中析出,如果来不及逸出,就会形成气孔。
原材料质量问题:如果铝合金原材料本身含有较多的杂质,如氧化物夹杂、油污、水分等,在熔炼过程中会产生气体。例如,原材料表面的油污在高温下会分解产生碳氢化合物气体,而水分会分解为氢气和氧气,这些气体在型材凝固过程中就容易形成气孔。
2、铝合金型材熔炼过程因素
熔炼温度与时间:铝合金型材熔炼温度过高或时间过长会导致铝合金吸气增加。当温度升高时,液态铝合金与周围气氛中的气体(如氢气)接触机会增多,气体的溶解度也随之增大。而且,高温下铝合金的化学反应速度加快,一些合金元素与炉内气氛中的氧气等反应生成氧化物,这些氧化物可能会卷入熔池,在凝固过程中产生气孔。相反,熔炼温度过低或时间过短,合金元素可能没有充分熔化和均匀混合,也会影响熔体质量,导致气孔产生。
熔炼炉内气氛控制:熔炼过程中炉内的气氛对气孔的形成有重要影响。如果炉内气氛是氧化性气氛,铝合金中的合金元素容易被氧化,产生氧化物夹杂。这些氧化物夹杂在熔池中会影响气体的逸出,同时还可能与其他元素反应产生气体。而在还原性气氛过强的情况下,一些还原气体(如一氧化碳)可能会溶解在熔池中,在凝固过程中形成气孔。
3、铝合金型材铸造过程影响
铸造速度:铝合金型材铸造速度过快,液态金属在模具中的流动速度太快,会使熔池中的气体没有足够的时间逸出,从而被困在凝固的型材中形成气孔。而且,快速的铸造过程可能会导致金属液体在模具内产生紊流,卷入空气,增加气孔形成的可能性。相反,铸造速度过慢会使液态金属在模具中停留时间过长,热量散失过多,可能会导致局部凝固,同样不利于气体的排出。
模具设计与状态:模具的设计不合理,如浇口位置、流道形状和尺寸等不合适,会影响液态金属的充型过程。如果浇口位置不当,可能会导致金属液在充型过程中产生飞溅、卷入空气,或者使熔池前端的气体无法顺利排出。模具的排气系统不完善也是导致气孔产生的重要原因,模具内的气体无法及时排出,就会被封闭在凝固的型材中。此外,模具的表面质量差,如有砂眼、裂纹等,会使气体通过这些缺陷进入液态金属,增加气孔的形成几率。
4、铝合金型材精炼除气环节因素
精炼剂选择与使用:精炼剂的种类和质量直接影响除气效果。如果选择的精炼剂不适合铝合金的精炼,或者精炼剂的用量不足,就不能有效地去除熔池中的气体和杂质。例如,常用的氯盐精炼剂可以通过化学反应去除氢气,但如果用量不够,氢气去除不彻底,就会在型材中形成气孔。
除气操作规范程度:除气过程需要严格按照操作规范进行。例如,在采用气体除气(如用氩气除气)时,气体的流量、喷射位置和时间等都需要控制好。如果气体流量过大,可能会导致熔池表面波动剧烈,卷入空气;而流量过小则不能有效地将气体从熔池中带出。喷射位置不准确,也不能充分去除熔池各个部位的气体,从而导致气孔产生。