縮孔形成原因

在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)一些空洞,大而集中的孔洞稱為縮孔。純金屬、接近共晶成分的合金易產(chǎn)生縮孔。產(chǎn)生縮孔的基本原因鑄件在凝固冷卻期間,金屬的液態(tài)及凝固收縮之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮.1.液態(tài)收縮，凝固收縮，縮孔容積；2.凝固期間，固態(tài)收縮，縮孔容積；3.澆注速度， 縮孔容積；4.澆注速度，液態(tài)收縮，易產(chǎn)生縮孔。補救措施焊補：挖去缺陷區(qū)金屬，用與基體金屬相同或相容的焊條焊補缺陷區(qū)，焊后修平進行焊后熱處理?？s孔形成的因素和過程是很復(fù)雜的，各種合金產(chǎn)生縮孔的過程及縮孔量的大小也各不相同，必須說明鑄件的縮孔體積和合金的總的收（即液態(tài)收縮，凝固收縮和固態(tài)收縮之和）并不是同等的概念，但是這三個階段的收縮對縮孔卻能產(chǎn)生影響。要研究如何解決縮孔問題，必須了解兩個問題，一、合金的凝固特性和凝固收縮過程。以鑄鐵為例，其凝固特性逐層凝固，其總的收縮過程即液態(tài)收縮、凝固態(tài)收縮（與石墨膨脹共存）和固態(tài)收縮。二、決定鑄鐵收縮的影響因素主要是三個方面；即澆注溫度，石墨析出量（化學(xué)成及卻方法）和型剛度壁移動。

縮孔的形狀不規(guī)則，孔壁粗糙。防止縮孔產(chǎn)生的條件是合金在恒溫或很小的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶。鑄件壁逐層凝固的方式進行凝固?？s孔的形成過程如圖1所示，液態(tài)合金填滿鑄型后。因鑄型吸熱，靠近型腔表面的金屬很快就降到凝固溫度，凝固成一層外殼，溫度下降，合金逐層凝固，凝固層加厚，內(nèi)部的剩余液體，由于液體收縮和補充凝固層的凝固收縮，體積縮減，液面下降，鑄件內(nèi)部出現(xiàn)空隙，直到內(nèi)部完全凝固，在鑄件上部形成縮孔。已經(jīng)形成縮孔的鑄件的鑄件繼續(xù)冷卻到室溫時，因固態(tài)收縮，鑄件的外形輪廓尺寸略有 縮小。

防止縮孔和縮松的措施：①合理選用鑄造合金；②按照定向凝固原則進行凝固；③合理地確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝；④合理地應(yīng)用冒口、冷鐵和補貼等工藝措施。

電泳產(chǎn)生縮孔的原因1、車身前處理脫脂不良或者清洗后又被油污、塵埃污染。2、電泳槽液或電泳后清洗槽液被油污污染，液面漂浮有油污或者油污成乳化狀態(tài)存在于槽液中。3、槽液的顏基比失調(diào)，顏料含量低的易產(chǎn)生縮孔。4、補給涂料中樹脂溶解不良，中和不好也有可能。5、涂裝環(huán)境差（包括烘爐），空氣中含有油霧，漆霧或含有機硅物質(zhì)等污染被涂物或濕涂膜。前面4種原因基本都可以通過試驗驗證，比如確認(rèn)前處理前后狀態(tài)（特別是帶油情況），手工除油，掛板試驗，實驗室做電泳試驗等方法確定。如果是最后那種情況就不好解決。只要原因找到了，解決辦法就很好確定了。

解決低壓鑄造需拋光氧化鑄鋁件縮孔1、鑄件壁厚不均勻，是非常容易產(chǎn)生其縮孔等缺陷的，可用的解決辦法可以在厚薄變化處增加鑄件的補縮通道，即增大鑄造圓角，因為在鑄造中要盡量避免有垂直角度的形狀。2、加大鑄件凝固時的溫度梯度，即保證鑄件的自下而上凝固順序，可以有效地減少氣縮孔的產(chǎn)生。還有一種就是減少鑄件型腔的發(fā)氣量，型腔發(fā)氣量太大的話也會使鑄件有很多的空洞。解決噴涂噴粉后出現(xiàn)大量縮孔噴涂噴粉后出現(xiàn)大量縮孔是噴槍靜電過高，靜電擊穿留下的。被靜電擊穿的位置對帶同電荷的粉末排斥，粉末不能吸附。可降低噴槍電壓20-40KV，加大出粉量，控制噴槍與工件的距離。

縮孔（shrinkage cavity）是指鑄件在冷凝過程中收縮而產(chǎn)生的孔洞，形狀不規(guī)則，孔壁粗糙，一般位于鑄件的熱節(jié)處。壓焊時，熔化金屬在凝固過程中收縮而產(chǎn)生的、殘留在熔核中的孔穴，亦稱縮孔（注：熔核（nugget）是電阻點焊、凸焊或縫焊時，金屬在焊件貼合面上凝固后形成的金屬核）。

氣孔對鑄件質(zhì)量的影響1 破壞金屬連續(xù)性2 較少承載有效面積3 氣孔附近易引起應(yīng)力集中,機械性能4 彌散孔,氣密性

分類(按氣體來源)1 侵入氣孔:砂型材料表面聚集的氣體侵入金屬液體中而形成.氣體來源: 造型材料中水分, 粘結(jié)劑,各種附加物.特征: 多位于表面附近,尺寸較大，呈橢圓形或梨形孔的內(nèi)表面被氧化形成過程: 澆注水汽(一部分由分型面,通氣孔排出,另一部分在表面聚集呈高壓中心點)氣壓升高.溶入金屬部分從金屬液中逸出—澆口, 其余在鑄件內(nèi)部,形成氣孔.預(yù)防: 降低型砂(型芯砂)的發(fā)起量,增加鑄型排氣能力.2 析出氣孔: 溶于金屬液中的氣體在冷凝過程中,因氣體溶解度下降而析出, 使鑄件形成氣孔.原因: 金屬熔化和澆注中與氣體接觸(H2 O2 NO CO等)特征: 分布廣,氣孔尺寸甚小, 影響氣密性3 反應(yīng)氣孔: 金屬液與鑄型材料,型芯撐,冷鐵或溶渣之間,因化學(xué)反應(yīng)生成的氣體而形成的氣孔.如: 冷鐵有銹 Fe3O4 C –Fe CO 冷鐵附近生成氣孔防止: 冷鐵型芯撐表面不得有銹蝕,油污,要干燥.

鋼錠縮孔是鎮(zhèn)靜鋼鋼錠頭部中心部位的漏斗狀空腔。它是不可避免的鋼液冷凝收縮的結(jié)果?？s孔應(yīng)控制在鋼錠冒口線以上，以便開坯或軋制后切除。有時因澆注工藝不當(dāng)會使縮孔尖細(xì)的底部伸入錠身，在加工成材后的該部位橫向低倍試片上，呈現(xiàn)出形狀不規(guī)則的中心小孔洞，稱為縮孔殘余?？s孔和縮孔殘余都是鋼材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中所不允許存在的缺陷，生產(chǎn)中必須切除干凈?？s孔，特別是伸入錠身的縮孔，必然降低鋼錠的成材率。縮孔的形成傾向與鋼種、錠型及注溫、注速有關(guān)。高碳鋼、硅錳鋼（如60Si2Mn等）等縮孔較重，而低碳鋼、鉻不銹鋼（如0Cr13等）則縮孔較輕。小鋼錠和高寬比大、錐度小的鋼錠縮孔缺陷一般也較重；注溫高或注速快，會助長縮孔發(fā)展。為消除縮孔影響，普通碳素鋼的鋼錠切頭率一般為6%～17%，合金鋼鋼錠切頭率一般為15%～20% 。

為了減小鋼錠中的縮孔深度，應(yīng)盡量促使鋼錠模內(nèi)鋼液自下而上、由表及里的順次凝固，以利于保溫帽內(nèi)的鋼液充分進行補縮。主要措施有：

(1)選擇合理的錠型。上大下小的鋼錠縮孔較淺，細(xì)而長的鋼錠縮孔較深。對于高碳鋼和合金鋼要求鋼錠高寬比<3.5，錐度>3%；

(2)采用保溫帽和發(fā)熱劑，使鋼錠冒口部位鋼水較長時間保持為液態(tài)，以便對錠身部分不斷補縮，減小縮孔深度;

(3)采用上小下大敞口鋼錠模掛絕熱板、加保護渣和防縮孔劑“三位一體”熱帽技術(shù)，能進一步改善冒口形狀，使鋼錠切頭率降至12%以下；

(4)控制合適的注溫、注速和正確進行補注操作。注溫偏低，鋼液流動性差，不利于補縮;而注溫過高，鋼液態(tài)收縮增加，還容易引起鋼錠表面裂紋和焊模、焊底板等問題。注溫一般應(yīng)保證鋼水過熱度在40～60℃。注速應(yīng)與注溫相配合，低溫快注，高溫慢注。補注時間一般不少于鋼錠本體澆注時間的2/3，對于收縮量比較大的中、高碳鋼、高硅鋼等，補注時間必須大于錠身的澆注時間。沸騰鋼及半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠，在冷凝過程中有大量CO氣體析出，并在鋼錠中形成一定數(shù)量的氣泡，補償了鋼液的冷凝收縮，一般不出現(xiàn)縮孔缺陷。

（1）金屬性質(zhì)

金屬的收縮率隨其本身的性質(zhì)不同而異。所以，不同的鋼種,在生產(chǎn)條件相似的前提下，縮孔的產(chǎn)生機率不同。一般，金屬從澆溫降至室溫的過程中,要經(jīng)歷液態(tài),凝固和固體三種收縮。但最終的縮孔大小，主要是從液態(tài)和凝固收縮決定的。固態(tài)下的收縮反而減小縮孔。

（2）鋼錠形狀和尺寸的影響

不同錠型的鋼錠收縮形狀不同,產(chǎn)生縮孔的機率也不同，一般上大下小鋼錠模下部鋼液凝固較快，上部鋼液最后凝固，使收縮凹陷集中在上部利于補縮。另外，鋼錠模的高寬比合適，可以改善縮孔分布，高度大而細(xì)長的鋼錠，縮孔容易深入鋼錠本體。

（3）澆注溫度，澆注速度等工藝影響

一般提高澆鑄溫度和速度，會加大鋼錠斷面的溫度梯度，增大柱狀晶帶和粗化晶粒。對一定的金屬，存在著一定的凝固溫度范圍，在這溫度范圍內(nèi)如降低溫度,則鑄錠的晶粒顯著地減小，如果在此范圍內(nèi)升高溫度，則晶粒顯著地增大 。