充填铸型卷入气泡的原因-凝固金相分析

充填铸型卷入气泡的原因-凝固金相分析

卷入气泡
　　当液态金属以湍流的形式充填铸型时，必然会卷入空气或铸型内的其他气体，如果时间充足且不受阻碍，这些气体将上浮并从金属液中逸出。然而，当气泡附着氧化物，或气泡运动过程中遇到氧化膜，都将导致气泡被保留在铸件中。这种气泡在易形成膜的铝合金等铸件中极为常见，因为较小的气泡没有充足的浮力推动铸件表面的氧化膜和它自身的氧化膜(注意是双层膜)，使其逸出到大气中。因此较小的气泡被保留在铸件表面下，深度仅为双层膜厚度，直径一般在1～5mm之间，而较大的气泡则有足够的浮力冲开表面而逸出。这种缺陷在灰铁铸件中要少得多，因为灰铁铸件的表面膜是液体，上浮的气泡很容易逸出。
　　    前面提到凝固会进一步增加气泡逸出的难度，但由于气泡上浮速度很快，且通常在凝固之前就已经上浮，所以这种阻碍作用并不常见。当然铸件的薄壁部分除外，它们在充型过程中就已经凝固。压铸件是典型的将模具中大部分空气捕获并保留的例子。　　    在重力浇注的铸件中，气泡通常集中在芯子的下侧或铸件的最高部位，后者是经内浇口引入的气泡上浮所致。可见，气泡的分布非常不均匀且集中在内浇口之上，而铸件的其余部分则一般没有缺陷。气泡有时集中在横浇道的第一个内浇口上，有时则集中在最后一个内浇口上，这取决于横浇道的深度是否能使反向流动的流体把下面进入的流动金属液翻转上来。
　　    这些严重的缺陷在抛丸处理或机械加工之后会暴露出来，这是浇注系统设计不合理的结果。虽然经常把这些缺陷称作“气孔”或“反应性气孔”，但称作“空气泡”更容易与那些更细小、分布更均匀的，从金属液中析出的气体和真正砂芯析出的气孔缺陷相区别。虽然许多气孔大部分为空气，但随着砂型或芯子被加热，黏结剂放出的蒸气量也在逐渐增加，实际上这种气泡可能只含有铸型蒸气，即便如此，在大多数情况下用“空气泡”来命名还是相当贴切，可以准确描述卷气缺陷的起因。