铝合金挤压铸件典型缺陷的预防和控制

摘要 随着我国经济的不断发展，人们对铝合金挤压制品的需要越来越大，尤其是在通信设备与家用电器等制造过程中铝合金挤压铸件的用量日益增多。但是，由于铝合金挤压铸件缺陷的产生，直接影响其使用性能，进而限制了铝合金挤压铸件的进一步推广与应用。本文主要是对铝合金挤压铸件的一些典型缺陷进行探讨分析，并提出相应的预防和控制策略。

关键词 铝合金；挤压铸件；典型缺陷；预防策略

在冶金领域中，挤压铸造属于是一种便捷、优质、高效的工艺方法，通过该工艺得出的成品通常是表面光洁、内部组织致密、力学性能优良，因而，其应用范围越来越广泛。但是， 在实际生产中， 由于各方面的影响因素使得铝合金挤压铸件往往仍会出现各种类型的缺陷。例如，晶粒粗大、不均匀缩松、浇不足、非金属夹渣物、偏析及裂纹等诸多缺陷，从而影响到铝合金挤压铸件的推广与应用。因此，对铝合金挤压铸件典型缺陷进行预防和控制意义重大。

1 气孔缺陷

对于铝合金挤压铸件的生产，气孔是较为常见的缺陷之一。一般情况，挤压铸件中气孔可以分为析出气孔、侵人气孔以及反应气孔这三种类型， 其中，析出气孔和侵人气孔是主要的。在实际生产中，由于在挤压铸件内形成的缩松过程大都伴随有合金中气体的析出， 从而导致铝合金挤压铸件内出现缩松、缩孔和气孔等缺陷。一旦在液体金属充型过程中侵人气体过多或者铝合金中气体含量过高， 都会进一步加剧气孔金属缺陷的出现。由此可见， 重视对铝合金金属液进行除气处理对于铝合金挤压铸造工艺具有重要意义。

预防措施：要保证在挤压过程中金属液由下向上平稳充填， 速度不能太快或者太慢，同时，要合理设计压铸模具，确保型腔内没有死角， 从而避免由卷气或憋气引起的气孔。在浇筑过程中，还要合理地控制的是金属液的含气量， 防止形成析出性气孔。

2 缩松、缩孔缺陷

与普通的压铸件相比，由于挤压铸件的壁厚尺寸更大，浇筑时所需的金属液量较多，因而，在生产过程中不可避免地出现缩孔和缩松缺陷，尤其是在型腔与内浇口相连处等厚大部位或最后凝固的部位。在铝合金挤压铸件的制造中，若金属液的凝固收缩与之前设计的不符，或者补缩能力或控制不当等都会造成缩孔、缩松缺陷。此外，浇注温度过高、合金成分变化、凝固过程中挤压压力作用不到位等，也会引起凝固温度区间变大，使得合金过冷的变小，最终产生缩松、缩孔缺陷。

预防措施：在铝合金挤压铸件生产中要严格监控合金成分和浇注温度，并根据生产的实际情况及时作出调整。须不断改变挤压方式和挤压铸型设计。在工艺上，必须严格按照原先设计的浇筑程序进行，同时加强对型芯的冷却功效，降低金属液冷却时的过冷度，将充型速度的切换位置后移一段距离，冷却方式尽可能使用水淬。此外，在型腔内所有部位金属液凝固的全过程中使来自冲头的挤压压力，从而确保金属液由型腔远端向内浇口的顺序凝固。

3 挤压铸造异常偏析缺陷

挤压铸造异常偏析缺陷也是铝合金挤压铸件缺陷中常见的一种，该类型缺陷与其他缺陷的区别主要是在微观方面，往往是由于异常加重而产生的正偏析。其特征是：浇筑过程中，冷却速度不均匀使得合金元素在铸件内部某些晶粒周围富集，从而降低铝合金的挤压铸件的表面张力。而对于在普通的重力铸造条件下， 异常偏析缺陷非常不明显，几乎可以忽略。但是，金属液体在挤压条件下结晶时，各部位受力不均匀，往往会使正在成长的枝晶间还没来得及均匀凝固就结晶， 使金属液体发生离异共晶反应，进而导致异常偏析缺陷的形成。此种偏析大都与合金种类和挤压方式等有关，尤其是在直接冲头挤压和柱塞挤压条件下，或者金属液结晶间隔宽的合金中容易产生。

预防措施：不断改变挤压方式及铸型设计，引进国外先进的型腔设计理念，在生产中应该根据产品特点，在满足产品性能要求的前提下尽可能使用较低的挤压压力。

4 夹渣类缺陷

夹渣类缺陷主要是在铝合金挤压铸件生产过程中由合金液浇注带入、在充型过程中带入或者是由挤压料缸(压室)带入的夹渣，从而不同程度地影响到铝合金挤压铸件的力学性能。因为，在设计铝合金挤压铸件的铸型时，通常不会留有浇冒口等排渣系统，在浇筑时金属液中的物体（包括夹渣）都会在型腔中凝固，不能有效地清除掉。同时，液态金属浇人料缸后，在压力的作用下很快就会形成结壳，如果浇注液态金属上表面有浮渣，将会被压碎并随同中间未凝固金属一道进人铸型型腔之中并形成夹渣。此外，由于铝合金挤压铸件的内浇道较长， 从而使得液态金属在充型过程中不断被氧化，产生氧化物废料，随后跟液态金属一起被卷人型腔中而形成铸件的内部夹渣。

预防措施：尽可能地采用纯度较高的金属液进行浇注， 在合金液的浇注时要注意防止夹渣带入型腔内，在浇注前还需确保铸型型腔须清理干净， 并将涂料吹干。在挤压过程中，金属液浇人料缸后，必须采用专门的渣勺将浮渣捞起，从而减少废渣被带入到液态金属中，提高熔融铝合金金属液的纯度，最终提高铝合金挤压铸件的质量。

参考文献

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