文档介绍：2 2 2
27 EXPER IMENT H ot W ork ing Technology 2005 N o. 1
ö 半连续铸造铝青铜铸锭气孔、缩孔、夹渣
ö ö 原因分析及预防措施
Ana lysis and Precautim of D ore, Shr ink-hol, N iP with D em icon tinuous Ca sting A lum inium Bronze
于连顺, 魏军伟, 赵保建
(江河工业有限责任公司技术开发部, 河南鲁山 467337)
中图分类号: T G249. 7; T G250. 6 文献标识码: B 文章编号: 1001 3814 (2005) 01 0072 02
铝青铜是由铜和铝两种元素为主构成的铜合金, 在半连续铸造时, 由于浇铸温度、拉锭速度和冷却
它具有很高的强度和耐磨性、高温耐蚀性及抗氧化性, 强度等工艺因素的影响, 铸锭内外表面存在一定的温
特别是在大气、海水中也有很好的耐蚀性, 所以它被广度梯度, 铸锭离开结晶器后, 中心部分凝固时, 体积进
泛应用于制造齿轮、飞轮、滑动轴承、导向摇臂衬套等一步缩小, 液体补充困难, 容易形成缩孔、疏松, 严重时
机械零件, 已成为工业不可缺少的原材料之一。因为其甚至形成整根铸锭中心缩孔, 致使铸锭整根报废。
成分含有铝元素, 铝的特性极其活泼, 所以铝青铜在熔防止铝青铜锭产生气孔、疏松、缩孔的措施。
炼时吸气性较强、易氧化生渣以及在铸造凝固时体积根据以上分析, 要防止半连续浇注铝青铜锭中产
收缩量大、导热性差等一系列铸造工艺特性, 因此它在生气孔、疏松、缩孔, 应该采取如下措施:
半连续铸造时容易出现内部气孔、中心缩孔及表面夹(1) 所投炉料应进行烘干或重熔后再投炉; 熔铸时
渣等缺陷。下面就铝青铜铸造缺陷分析以及应采取的与溶液接触的工具, 如搅拌棒、捞渣勺、浇注时所用的
措施进行讨论。引锭座和结晶器都不得含有或粘有水分, 以免液体吸
入过多的气体使铸锭产生缺陷。
1 铝青铜熔炼时气体的来源
(2) 防止浇铸温度过低。因为浇铸温度过低时, 液
熔炼铝青铜时气体的主要来源是铸造用的炉料本体在结晶器内的流动性变差, 甚至当液体流入结晶器
身。如: 炉料带有油泥、水分和乳化液, 这些油和水分在后就开始凝固, 这时由于液体内的气体在液体凝固时
高温时会发生分解, 例如: 水分解的化学反应为 2H 2O 要排出液体之外, 表面凝固的壳体阻止了气体的排出,
= 2H 2+ O 2。铝元素的化学性质比较活泼, 与氧亲和力气体就会滞留在液体内, 铸锭全部凝固后, 铸锭内部就
较强, 在熔炼时它是一种脱氧剂, 氧元素会与铝发生化会产生气孔、缩孔、疏松等缺陷。
学反应生成氧化夹渣, 即 A l2O 3, 熔炼时这些 A l2O 3 渣(3) 防止浇铸温度过高和凝固速度太快。因为铝青
由于密度小会浮在熔体的表面上。所以在熔炼铝青铜铜液体的温度越高, 其液体中含气量就越多, 如果速度
时其熔体内所含的气体主要是氢气。实验证明: 熔体中太快, 气体来不及排出就会形成铸造缺陷。
所含的氢气量与熔体的熔炼温度有关, 熔液温度越高, (4) 结晶器的设计高度可适当降低, 结晶器降低有
氢气含量就越多。氢气在熔液中的溶解度与温度之间利于液穴深度变浅, 缩小液体与固体的过渡带, 有利于
的关系如表 1 所示。气体迅速排出, 以及液体的补充。
表在铜液中的溶解度标准大气压下
1 H2 ( ) (5) 控制拉锭速度与冷却水压。如拉锭速度快, 因
温度℃
1083 1083 1100 1200 1300 1400 1500 铝青铜导热性差, 当铸锭离开结晶器时, 液体还来不及
溶解度 2. 1
6 (液态) 6. 3 8. 1 10 11. 8 13. 6
(cm 3 100gCu) (固态) 充分凝固, 由于水压大, 冷却速度快, 外边的金属已经
凝固, 而中心的液体尚未凝固, 这样气体因排不出将被
铝青铜锭产生气孔和缩孔的原因
2 滞留铸锭中, 形成气孔、疏松等缺陷。待铸锭完全冷却
铝青铜铸造时, 由于各方面的原因, 铝青铜熔体内后, 因体积进一步缩小, 需要液体的补充, 但上面的液
含有一定量的氢气, 其溶解度随温度升高而增加, 随温体已经无法补充进去, 还会形成集中缩孔, 甚至是整根
度降低而减少。在浇铸时, 液体温度逐渐下降, 熔体中中心缩孔。
的气体来不及排出或不能排出在液体之外时, 这些来综上所述, 防止铝青铜铸造气孔的必要措施概括
不及排出的氢气就会停留在金属体内, 因此, 液体在凝为: 投炉料必经烘干, 彻底清除水