在不锈钢铸件的生产过程中,气孔缺陷是较为常见且影响铸件质量的关键问题。气孔不仅会降低铸件的力学性能,还可能导致产品在使用过程中出现泄漏等严重问题,深入剖析其产生原因十分必要。
原材料方面,若不锈钢原材料本身含有较多气体杂质,在熔炼过程中未能充分去除,便会为气孔的产生埋下隐患。例如,当炉料潮湿、有油污或水分时,在高温熔炼下,这些物质会分解产生大量气体融入钢液。同时,若使用的耐火材料质量不佳,在与钢液接触过程中,也可能释放气体进入钢液,增加钢液中的含气量,为后续气孔形成创造条件。
浇注过程对气孔的形成影响显著。浇注温度过低,钢液的流动性变差,气体难以从钢液中逸出,就容易在铸件中形成气孔。例如,当浇注温度低于合适范围时,充型前沿金属液不能使泡沫充分气化,未分解的残余物质来不及浮集到冒口就凝固在铸件中,进而形成气孔。另外,浇注速度也至关重要,浇注速度太慢,未能充满浇口杯,暴露直浇道,会卷入空气,吸入渣质,形成携裹气孔和渣孔;而浇注速度过快,型腔中的气体来不及排出,也会被包裹在钢液内形成气孔。
铸型相关因素同样不容忽视。型壳焙烧不足是导致气孔的常见原因之一,浇注钢水时,未充分焙烧的型壳会产生大量气体,且无法顺利排出,进而侵入金属液中形成气孔。型壳透气性太差也是关键因素,无论是制壳工艺不合理,还是壳型材料本身问题,导致型腔中气体难以排出,都易进入金属液形成气孔。例如,型砂的粒度太细,粉尘含量高,透气性差,负压管道内部堵塞造成负压度失真,使型腔周围的负压值远远低于指示负压,气化物不能及时排出涂层,形成气孔或皱皮。
此外,浇注系统设计若不合理,金属液的充型速度大于泡沫气化退让及气体排出速度,会造成充型前沿将气化残留物包夹在金属液体中再次气化,形成内壁烟黑色的分解气孔。内浇道开设位置不合理,充型时形成死角区,由于型腔内气体压力作用,使气化残留物积聚在死角处形成气孔;内浇道截面积过大,使充型速度大于泡沫气化退让速度,吞食泡沫,在合金内部分解气化,而气体无法排出同样会形成气孔 。
不锈钢铸件出现气孔缺陷是由多种因素共同作用导致的。只有在原材料选择、熔炼、浇注以及铸型制作等各个环节严格把控,才能有效减少气孔缺陷,提高不锈钢铸件的质量。