铝合金铸造疏松、气孔区别及如何避免

一、疏松与气孔的区别

1.缺陷特征

疏松是一种细小而分散的孔洞性缺陷，而气孔是内表面光滑的球状孔洞性缺陷。从外观形态上看，疏松的孔洞分布较为分散，没有规则的形状；气孔则呈现出相对规则的球状。

2.形成原因

疏松是由于合金在液态和凝固态的体收缩得不到补充而产生的。在连续铸造时，铸锭过渡带结晶骨架间的残余熔体被分割，熔体进一步结晶时体积收缩造成的空隙无法得到新液体补充，从而形成疏松。影响疏松形成的因素主要是熔体中气体的含量和铸锭中过渡带的尺寸、形状及结构。气孔是金属液在冷却和凝固过程中，以气泡形式析出的气体来不及跑出液面而留在铸锭中形成的。气体以气泡形式析出需满足三个条件：一是溶解的气体处于过饱和状态；二是气泡内各种气体分压之和大于作用于气泡的外压力；三是有大于临界尺寸的气泡核。

3.影响因素

疏松的形成主要受熔体中气体含量和过渡带相关因素影响。熔体中气体含量越多，形成疏松的可能性越大；过渡带加宽会使形成疏松的倾向增大。气孔的形成与熔体中气体的过饱和状态、气泡核的形成以及外部压力等因素有关。熔体中存在大量非金属夹杂物、结晶体和精炼时未逸出的气泡，容易形成非自发气泡核；凝固过程中结晶前沿液体的局部氢含量过饱和为形成气泡创造条件。

二、避免疏松和气孔缺陷在铸造过程中应采取的措施

1、针对疏松的措施

控制熔体气体含量：可以通过精炼等工艺降低熔体中的气体含量，减少因气体析出导致的补缩困难。例如，采用真空精炼、吹气精炼等方法去除熔体中的气体；优化过渡带尺寸、形状和结构；控制铸造工艺参数，如冷却速度、浇注温度等，避免过渡带加宽。合理的冷却速度可以使铸锭结晶更加均匀，减少过渡带的不利影响；适当的浇注温度有助于保证熔体的流动性，改善补缩条件。

2、针对气孔的措施

防止气体过饱和严格控制原材料的质量，减少原材料中气体的含量。在熔炼过程中，避免熔体与空气等含气体介质过度接触，防止气体溶解进入熔体。同时，合理控制熔炼时间和温度，避免气体在熔体中过度溶解。

降低气泡形成几率

减少熔体中的非金属夹杂物和结晶体，可以通过过滤等工艺去除熔体中的杂质。在精炼过程中，确保气泡充分逸出，避免未逸出的气泡成为气泡核。

促进气泡排出

提高气泡的上浮速度，使其能够及时排出液面。可以通过调整铸锭的结晶速度，使气泡的上浮速度大于铸锭的结晶速度；也可以通过搅拌等方式促进气泡的上浮。同时，降低固相表面对气泡的黏附力，例如改善铸型表面的性质，减少气泡的停留。