Каква е порьозността в алуминиевите отливки и как да я намалим?

Здравейте! Като доставчик на алуминиеви отливки, през годините съм се сблъсквал с куп проблеми в процеса на отливане. Едно от най-честите главоболия, с които се сблъскваме, е порьозността в алуминиевите отливки. В този блог ще разбера какво е порьозност, защо е проблем и как можем да я намалим.

Какво е порьозност в алуминиеви отливки?

Порьозността в алуминиевите отливки се отнася до наличието на малки дупки или кухини в отливката. Тези дупки могат да варират по размер, от малки микроскопични пори до по-големи видими кухини. Има основно три вида порьозност: газова порьозност, свиваща се порьозност и микропорьозност.

Газовата порьозност възниква, когато газовете се задържат в стопения алуминий по време на процеса на леене. Най-често използваният газ е водородът, който може да се разтвори в разтопения метал при високи температури. Тъй като металът се охлажда и втвърдява, разтворимостта на водорода намалява и той започва да излиза от разтвора, образувайки мехурчета. Тези мехурчета могат да бъдат уловени в втвърдяващия се метал, което води до газова порьозност.

Порьозността на свиване, от друга страна, се причинява от свиването на метала, докато се охлажда от течно в твърдо състояние. Когато разтопеният алуминий се втвърди, той намалява обема си. Ако няма достатъчно разтопен метал, за да запълни пространството, създадено от това свиване, се образуват празнини или кухини. Това често се случва в дебели участъци от отливката, където на метала отнема повече време, за да се охлади и втвърди.

Микропорьозността е вид порьозност, която се състои от много малки пори. Може да бъде причинено от комбинация от фактори, включително улавяне на газ, свиване и наличие на примеси в метала. Микропорьозността може да бъде трудна за откриване визуално, но може да окаже значително влияние върху механичните свойства на отливката.

Защо порьозността е проблем?

Порьозността в алуминиевите отливки може да има няколко отрицателни ефекта. Първо, това може да намали здравината и пластичността на отливката. Наличието на кухини отслабва структурата на метала, което го прави по-склонен към напукване и разрушаване при напрежение. Това може да бъде основен проблем при приложения, при които отливката трябва да издържа на големи натоварвания или сили, като например в автомобилни или космически компоненти.

Второ, порьозността може да повлияе на повърхностното покритие на отливката. Порите на повърхността могат да направят отливката да изглежда грапава и неравна, което може да не е приемливо за приложения, където се изисква гладка повърхност. В допълнение, порьозността също може да доведе до проблеми с корозията. Празнините могат да действат като места за натрупване на влага и други корозивни вещества, които могат да причинят корозия на отливката с течение на времето.

И накрая, порьозността може да увеличи производствените разходи. Отливките с високи нива на порьозност може да се наложи да бъдат преработени или бракувани, което може да доведе до загуба на материали и увеличено време за производство. Това може да окаже значително влияние върху рентабилността на производствения процес.

Как да намалим порьозността в алуминиевите отливки?

След като вече знаем какво е порьозност и защо е проблем, нека поговорим как можем да я намалим. Има няколко стратегии, които можем да използваме, за да сведем до минимум порьозността в алуминиевите отливки и ще споделя някои от най-ефективните по-долу.

1. Топене и дегазиране

Една от ключовите стъпки за намаляване на газовата порьозност е да се гарантира, че стопеният алуминий е правилно дегазиран преди леене. Дегазирането включва отстраняване на разтворените газове, като водород, от разтопения метал. Това може да се направи с помощта на различни методи, като например ротационно дегазиране, при което се използва въртящо се работно колело за въвеждане на инертен газ, като аргон или азот, в разтопения метал. Мехурчетата инертен газ се издигат на повърхността, носейки разтворените газове със себе си.

Друг важен аспект на топенето е контролът върху качеството на суровините. Използването на висококачествени алуминиеви сплави и избягването на използването на замърсени или рециклирани материали може да помогне за намаляване на количеството примеси и газове в разтопения метал. Също така е важно пещта за топене да се поддържа чиста и добре поддържана, за да се предотврати въвеждането на допълнителни замърсители.

2. Дизайн на мухъл и щлюгова система

Дизайнът на матрицата и литниковата система могат да окажат значително влияние върху образуването на порьозност в алуминиевите отливки. Една добре проектирана литникова система трябва да гарантира, че стопеният метал тече гладко и равномерно в кухината на формата, без да причинява турбуленция или улавяне на газ. Това може да се постигне чрез използване на подходящи размери, форми и места на портата.

В допълнение, дизайнът на формата трябва да вземе предвид характеристиките на свиване на алуминиевата сплав. Осигуряването на подходящи захранващи канали и щрангове може да помогне да се гарантира, че има достатъчно разтопен метал, за да запълни пространството, създадено от свиването на метала, докато се втвърдява. Дизайнът на щранга е особено важен при дебели секции на отливката, където е по-вероятно да се появи порьозност на свиване.

3. Температура и скорост на изливане

Температурата и скоростта на изливане също са важни фактори за намаляване на порьозността. Изливането на стопения алуминий при правилната температура е от решаващо значение, за да се гарантира, че има правилния вискозитет и течливост. Ако температурата на изливане е твърде ниска, металът може да не потече правилно в кухината на формата, което води до непълно запълване и образуване на празнини. От друга страна, ако температурата на изливане е твърде висока, това може да увеличи риска от газова порьозност поради повишената разтворимост на газовете в разтопения метал.

Скоростта на изливане също трябва да се контролира внимателно. Изливането на метала твърде бързо може да причини турбуленция и улавяне на газ, докато изливането му твърде бавно може да доведе до втвърдяване на метала, преди да има шанс да запълни формата напълно. Намирането на правилния баланс между температурата и скоростта на изливане е от съществено значение за производството на висококачествени отливки с минимална порьозност.

4. Термична обработка

Термичната обработка може да се използва за намаляване на порьозността в алуминиевите отливки. Чрез подлагане на отливката на контролиран процес на нагряване и охлаждане, вътрешните напрежения в метала могат да бъдат облекчени и структурата на метала може да бъде усъвършенствана. Това може да помогне за затваряне на някои от малките пори и подобряване на механичните свойства на отливката.

Има няколко процеса на топлинна обработка, които могат да се използват, като топлинна обработка в разтвор, закаляване и стареене. Термичната обработка на разтвора включва нагряване на отливката до висока температура, за да се разтворят всякакви утайки или примеси в метала. След това се използва охлаждане за бързо охлаждане на отливката, което помага да се заключат разтворените елементи и да се образува свръхнаситен твърд разтвор. И накрая, стареенето се използва за утаяване на разтворените елементи по контролиран начин, което може допълнително да подобри здравината и твърдостта на отливката.

Заключение

Порьозността в алуминиевите отливки е често срещан проблем, който може да окаже значително влияние върху качеството и производителността на отливките. Въпреки това, като разберем причините за порьозността и прилагаме правилните стратегии, можем ефективно да намалим появата й. В нашата компания ние се ангажираме да произвеждаме висококачествени алуминиеви отливки с минимална порьозност. Ние използваме усъвършенствани техники за топене и дегазиране, оптимизираме дизайна на формите и системите за литник, внимателно контролираме температурата и скоростта на изливане и прилагаме подходящи процеси на топлинна обработка.

Ако сте на пазара заАлуминиеви части за отливане по модели,Алуминиеви продукти за отливане на моделите, илиИнвестиционни алуминиеви отливки, ще се радваме да чуем от вас. Нашият екип от експерти може да работи с вас, за да гарантира, че получавате възможно най-добрите отливки за вашето конкретно приложение. Независимо дали имате малка поръчка на прототип или голяма производствена серия, ние имаме опита и възможностите да отговорим на вашите нужди. Така че не се колебайте да се свържете и да започнете разговор относно вашите изисквания за кастинг.

Референции

• Кембъл, Дж. (2003). Отливки. Бътъруърт-Хайнеман.
• Дейвис, JR (ред.). (2008). Алуминий и алуминиеви сплави. ASM International.
• Flemings, MC (1974). Обработка на втвърдяване. Макгроу-Хил.