研究报告 ２０１ ３ ＮＯ．２２ 、Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｖ 磊 ；蕊
涂料对金属型铸件表面气泡的影响①
宗振华 （湖北文理学院机械与汽车学院湖北襄阳４４１０５３）
摘要：涂料对金曩型铸件质量影响很重要，不当的涂料及不正确的使用，会使铸件产生缺陷甚至报度。某厂盒属型铸件易形成表面气泡，通过 改进的涂料厦涂曩工艺。改善了锋件成型条件，防止了表面气泡的产生，提高肆件表面质量。 关键词：涂料金属型铸遗表面气泡 中图分类号：ＴＧ２５０．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４一Ｏ９８ｘ（２０１３）０８（ａ）一００５５一Ｏｌ
某厂后桥套毛坯的外观质量不甚理想， 特别是易形成表面气泡，光洁度差，影响了 成品的整体外观效果。后桥套是铝硅合金， 使用金属型铸造，原来生产所用涂料为铑 粉、氧化锌及水玻璃和适量水，大致配比： 氧化锌６Ｏ％＋水玻璃４０％＋适量水，但不能 很好地满足需要，经过分析和试验，改进了 涂料配比及涂覆工艺，取得了较好的效果。
１金属型铸造中涂料的功用 金属型铸造在铝合金铸造中运用广 泛，其生产率高，铸件尺寸公差小，经济性 高，但金属型工作环境恶劣，寿命较短，铸 件易产生气泡气孔裂纹等缺陷，常在铸型表 面涂覆一层涂料，缓解金属型热疲劳破坏 涂料层防止金属液与金属型发生粘膜，减 少铸型对金属液的激冷作用，合适的涂料 配比及涂覆工艺，发气量小，涂层干燥后形 成的小空隙有一定的蓄气和排气能力，防止 铸件产生缺陷。
２金属型涂料的组成及施涂工艺 国内外很多学者对涂料进行大量的研 究开发，铝合金铸件金属型铸造涂料的研 究更是不胜枚举，涂料一般由粉状耐火材 料、粘结剂、载体和其它附加物组成。粉状 耐火材料一般具有较好的绝热性能，不同 合金铸件，所用的耐火材料也不同 铝、镁 合金，常用氧化锌、氧化钛、氧化镁、白垩粉 等，铜合金及铸铁可用石墨粉｛铸铁及铸钢 常用石英粉、粘土及刚玉粉等 粘结剂通常 采用水玻璃，铸钢常用糖浆，纸浆废液等。 载体作用是使涂料各组成物能均匀混为一 体，并有良好的涂刷性能，一般用水或醇 类。附加物赋与涂料具有特殊性能的物质。 如石棉粉、硅藻土能有效地提高涂料的绝 热性；石墨粉、滑石粉可使涂料有较好的润 滑性“ 。 生产铝合金铸件的金属型涂料的制备 方法有搅拌法和研磨法，涂覆工艺有低压 热空气喷涂法、高压无气喷涂法等。要使涂 料具有良好的透气性，主要是控制好材料 的粗糙度和喷涂技术。在众多的涂料方法 中，最好使用的是一种简单的抽吸式喷射 装置。生产实践证明，使用手工操作的高质 量喷枪，即使操作者的经验少，喷涂效果也 比较好。在浇注系统和不是加工需要的关 键部位，甚至可用刷涂的方法。 ３出现的气泡与气孔缺陷的区别 气泡又称鼓泡，其特征：铸件表皮下， 聚集气体鼓胀所形成的泡。产生原因；①模 具温度太高。②填充速度太高，金属液流卷 入气体过多。③涂料发气量大，用量过多，浇 注前未燃尽，使挥发气体被包在铸件表层。 ④排气不畅。⑤合金熔炼温度过高。排除 措施：①冷却模具至工作温度。②降低浇注 速度，避免涡流包气。③选用发气量小的涂 料，用量薄而均匀，燃尽后合模。④清理和 增设溢流槽和排气道。⑤修整熔炼工艺。 气孔又称空气孔，是卷入铸件内部的气 体所形成的，形状较为规则表面较为光滑 的空洞。产生原因：①合金浇注温度过高。 ②铸件结构壁厚不均匀，产生热节 ③模具 的局部温度偏高。④溢流槽容量不够，溢口 太薄。⑤内浇口较小等。排除措施：①遵守 合金熔炼规范，避免合金液过热太长，降低 浇注温度。②改进铸件结构，消除金属积聚 部位，壁厚均匀，缓慢过渡。③冷却模具局 部温度偏高处。④加大溢流槽容量，增厚溢 流口。⑤适当改善浇注系统。
铝合金熔铸工艺及常见的缺陷
一、铸造概论
在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝
合金铸造的种类如下：
由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结
晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在
许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能
铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为
突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金
这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性
流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、
金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力
（俗称浇注压头）的高低。
实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还
必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件
质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。
(2) 收缩性
收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直
至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的
收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂
纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩
体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种
因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔
铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：
1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；
2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；
3）造型与制芯；
4）熔化与浇注；
5）落砂清理与铸件检验等主要工序。
成形原理
铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
型砂的性能及组成
1、 型砂的性能
型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、 型砂的组成
型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图
工艺特点
铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：
1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
第1篇
一、引言
铝合金作为一种重要的轻金属材料，具有优良的物理性能、良好的耐腐蚀性和易于加工成型等特点，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑、电子等行业。随着我国经济的快速发展，铝合金的需求量逐年增加。本文将详细介绍铝合金的生产工艺流程，以期为我国铝合金产业的发展提供参考。
二、原材料准备
1. 铝土矿开采与加工
铝土矿是生产铝合金的主要原料，主要分布在我国南方地区。铝土矿开采后，需进行洗矿、磨矿、拜耳法等工艺处理，提取氧化铝。
2. 氧化铝加工
氧化铝是生产铝合金的核心原料，经过脱硅、脱铁、脱钙等工艺处理，提高氧化铝的纯度。加工后的氧化铝可作为生产铝合金的原材料。
3. 铝锭生产
铝锭是铝合金生产的基础，通过熔融氧化铝、铝锭等原料，在电解槽中电解，生成纯铝锭。铝锭生产主要采用霍尔-埃鲁法、拜耳法等工艺。
三、铝合金熔炼
1. 熔融设备
铝合金熔炼主要采用熔融炉，如电阻炉、电弧炉等。熔融炉具有熔融速度快、温度可控、熔炼质量高等优点。
2. 熔炼工艺
（1）配料：根据铝合金的成分要求，将铝锭、氧化铝、添加剂等原料按比例称量。
（2）熔融：将配料放入熔融炉中，通电加热至熔融状态。
（3）精炼：在熔融过程中，加入精炼剂，去除熔体中的杂质，提高铝合金的纯度。
（4）均化：将熔融的铝合金在炉内搅拌，使成分均匀。
四、铸造与轧制 1. 铸造
铝合金铸造是将熔融的铝合金倒入模具中，冷却凝固成铸锭。铸造方法主要有金属型铸造、砂型铸造、连续铸造等。
2. 轧制
铝合金轧制是将铸锭加热至适当温度，通过轧机进行轧制，得到不同规格的板材、带材、型材等。轧制工艺主要有冷轧、热轧、冷拔、冷轧等。
五、表面处理
1. 清洁处理
铝合金表面处理前，需进行清洁处理，去除表面的油污、氧化皮等杂质。
2. 表面处理方法
（1）阳极氧化：在铝合金表面形成一层氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。
（2）电镀：在铝合金表面镀上一层金属或合金，如镀锌、镀镍、镀铬等，提高其耐腐蚀性和装饰性。
