铸造
铜合金常见的问题有气孔、裂纹、偏析、表面粗糙等,以下是这些问题的解决方案:
气孔问题6:气孔是由于金属液、涂料中残存的气体在铸件上引起的大小不等的光滑孔眼。解决方案包括严格遵守熔炼工艺,注意除气;保持铸型内表面干净,无油、无锈和无裂纹;铸型使用前应预热至 120-300℃以去掉水、气;浇注锡青铜件时铸型温度不应过高;涂料要充分干燥,且发气量应小;控制金属液浇注温度,避免过高或过低;采用正确的浇注方法,避免气体卷入;当铸件内部气孔较多时,可适当提高铸型转速。
裂纹问题:铸造过程中冷却速度过快或模具设计不合理,可能导致铸件出现裂纹2。对于 Cu-Ni-Sn 合金等结晶区间较大的铜合金,可在铸造时采用振动铸造,打破枝晶的形成,减少组织疏松,同时在铸造前增加静置步骤,排出气体,减少夹渣物7。此外,还可通过优化模具设计,使铸件各处冷却均匀,避免应力集中。对于易产生 “缓冷脆性” 的铝青铜,可在 750℃左右空冷或水冷,加入 Mn、Ni 等合金元素也可阻止缓冷脆性1。
偏析问题:偏析会导致铸件各部分化学成分、金相组织不一致4。可通过在保证铸件质量的条件下,尽量降低铸型转速;提高铸型吸热能力和涂料导热能力,如对铸型采用强烈水冷;降低铸型温度、浇注温度及浇注速度;在合金中加入少量合金元素阻止偏析等方法解决。还可尝试在合金熔炼过程中加入微量纳米相形成元素,利用其原位析出的纳米颗粒阻止溶质再分配和发挥异质形核作用细化晶粒,减弱甚至去掉晶界处偏析3。
表面粗糙问题11:铸件表面粗糙主要源于型腔表面的微观状态以及高温下金属与型腔材料可能发生的物理或化学反应。可通过选用粒度合适的质量包埋料,严格控制焙烧曲线,缓慢均匀升温,充分排除水分和气体来解决。同时,要控制金属熔化温度,避免过热,合理控制铸型入炉前的温度。还可在蜡型表面均匀涂布一层润湿性好、耐高温的分离剂,减少金属与型腔的粘附反应。
