铸造技术ZL101A熔模铸件气孔和夹渣的成因及防止办法吴义志12，孙维连12刘永昌2，王会强12，孙铂12，郑树波2（1.河北农业大学机电工程学院，河北保定071000；2.河北省轻金属材料工程技术研究中心，河北保定071000）和夹渣的显微组织形貌，总结了缺陷产生的原因和防止方法。结果表明，采用铝液中通入气法可以有效防止铸件内气泡的产生；采用陶瓷过滤法可以有效防止铸件内夹渣的产生。
熔模铸造具有无分型面、涂料浆制型壳对易熔模复印性好、热壳浇注金属液充型性好的3大工艺优势，可以制造出尺寸精度高、表面粗糙度低的复杂零件。
因此，该工艺广泛应用于航空、航天、军工等产品用铸件。但是熔模铸造也存在热壳浇注，铸件冷却速度慢，铸态组织粗大的缺点。除定向凝固柱状晶或单晶叶片外，一般合金熔模铸件的力学性能比相同材料其它铸造方法低111.目前，国内许多熔模铸造企业为了适应多品种小批量的生产模式，熔炼设备选用中频感应电炉。中频感应电炉在快速熔炼、电磁搅拌成分均匀方面存在较大的优势，但是也存在着因为熔炼过程不间断的剧烈搅拌造成熔体表面的氧化膜不断地被撕裂，致使熔体氧化和吸氢加剧的弱点。根据合金液中渣是气的载体，有渣必有气的理论和事实，再加上铸件透气性差，铸件很容易形成气孔、缩松、夹渣等缺陷，因此提高浇注前合金液的洁净度、降低熔模铸件内气孔和夹渣的含量，是当前生产中急需解决的关键问题。
1试验材料及工艺实验用ZL101A的化学成分见表1.表1 ZL101A铸件化学成分w（%）项目Ti其他余量被测铸件成分余量1.2实验工艺（1）ZL101A合金熔炼与精炼、变质处理熔炼所使用的设备为GGW系列中频感应电炉。原材料为A199.70重熔用铝锭、硅铝明中间合金、金属镁、铝钛中间合金、回炉料。精炼基金项目：河北省自然科学基金（E2009000646）工程。
2%低氯盐，在740°C下精炼10min使用三元变质剂，在730°C下变质4min.采用普通重力浇注方法，在合金液温度为720°C.铸型温度为400°C的条件下，用浇包浇注每5kg容量的铸件，浇注时间为8 2实验结果与讨论2.1ZL101A铸件夹渣的主要成因和解决方法在熔炼铸造铝合金时，为了减少铸件内的夹渣，必须要考虑到铝液的氧化。在熔化铝液的表面上形成一层薄膜（Al23），在熔体表面平静的条件下，该氧化薄膜没有破裂，能阻止进一步的氧化，是良好的保护层2~41.但是，位于铝液表面上的呈固态的氧化铝微粒，其熔点温度高达2 050°5‘61，在搅拌下进入铝液中并与铝液混合，冷却后在铸件中形成夹渣以致造成残品。
为防止铝合金液氧化，实验采用通入氩气隔离氧气的方法，即通入纯度为99.99%的氩气在铝液中搅拌，利用惰性气体不与铝液发生反应的性质，氩气泡上浮，可以使铝液表面隔离氧气，从而减少了铝合金液的氧化。
对于解决由于铝合金液已经被氧化而产生的渣孔缺陷，实验采用孔径为20ppi的泡沫陶瓷过滤器过滤。
处理前后，铸件内的夹渣缺陷对比见、。
处理前的夹渣缺陷一般在未处理的铝熔体中夹渣的体积分数约为0.005%~0.020%，但夹杂的数量却是一个不小的数字。假如夹杂的平均尺寸为40 Mm，那么即使是1X 1.1万个颗粒。在通入氩气隔离氧气后，铝熔体中夹渣的体积分数仅为0.0015% ~0.0060%%除渣率为70%；在采用泡沫陶瓷过滤器过滤后，铝熔体中夹渣的体积分数仅为0.0001% ~0.0040%，除渣率为80%；在同时通入氩气隔离氧气和采用泡沫陶瓷过滤器过滤后铝熔体中夹渣的体积分数仅为0.00005%~0.0020%，除渣率为90%. 2.2ZL101A铸件气孔的成因及解决方法在铸造过程中，氢气极易进入铝液而留在金属液中形成气泡。气泡是铸造铝合金*常见的缺陷171.氢是**大量溶于铝熔体中的气体。氢几乎不溶于固态铝，而在液态铝中的溶解度很大，并随温度的升高而增长S.一般氢在固相线上下的溶解度分别为每100g铝液氢含量0.65mL和0.034mL（氢在0.1MPa的条件下），而每100 g熔融铝中正常的氢含量约为0.30~0.60mL.因此在熔炼铸造铝合金时，为消除铝合金铸件中气孔，也是通入纯度为99. 99%的氩气，在铝液中搅拌15min利用惰性气体不与铝液发生反应的性质，氩气泡上浮，可以将铝液中吸收的氢带出，从而减少了铸件内氢气泡的产生。通入氩气后每100 g熔融铝中的氢含量约仅为0.08~0.16mL，气孔的降低率可达到73%.处理前后，铸件内的气孔缺陷对比见、。
处理前气孔处理后基本无气孔10―4%的夹杂浓度也意味着每1 kg熔体中包含有约togH（Fig4 3结论用中频感应电炉熔炼铝合金，配合采用氩气保护的方法可以大幅降低熔炼过程中的氧化和吸氢。
采用中频感应电炉作为加热炉时，用氩气保护的方法，可以大幅降低铸件中的气孔和夹渣缺陷。其中气孔的降低率可达到73%夹渣的降低率可达到70%.浇注过程中采用孔径为20ppi的泡沫陶瓷过滤器过滤，可以大幅降低铸件中的夹渣缺陷，除渣率可达80%；在同时通入氩气隔离氧气和采用泡沫陶瓷过滤器过滤后，除渣率可高达90%.
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