縮孔

縮孔是指鋼錠澆注及其他鑄件燒注時凝固於鑄件頂部因收縮而產生的巨觀空隙缺陷。若縮孔清除不淨，則在鑄錠軋製成型材後在斷面的中心部位輯形成皺褶或孔洞，其附近往往出現嚴重的疏鬆、偏忻及氧比物的聚集。這將嚴重影響材料的質量，並場造成工程構件的過度變形或斷裂事故。

基本介紹

• 中文名：縮孔
• 領域：力學
• 套用：鑄造

簡介

縮孔（shrinkage cavity）是指鑄件在冷凝過程中收縮而產生的孔洞，形狀不規則，孔壁粗糙，一般位於鑄件的熱節處。壓焊時，熔化金屬在凝固過程中收縮而產生的、殘留在熔核中的孔穴，亦稱縮孔（註：熔核（nugget）是電阻點焊、凸焊或縫焊時，金屬在焊件貼合面上凝固後形成的金屬核）。

產生原因

縮孔的形狀不規則，孔壁粗糙。防止縮孔產生的條件是合金在恆溫或很小的溫度範圍內結晶。鑄件壁逐層凝固的方式進行凝固。縮孔的形成過程如圖所示，液態合金填滿鑄型後。因鑄型吸熱，靠近型腔表面的金屬很快就降到凝固溫度，凝固成一層外殼，溫度下降，合金逐層凝固，凝固層加厚，內部的剩餘液體，由於液體收縮和補充凝固層的凝固收縮，體積縮減，液面下降，鑄件內部出現空隙，直到內部完全凝固，在鑄件上部形成縮孔。已經形成縮孔的鑄件的鑄件繼續冷卻到室溫時，因固態收縮，鑄件的外形輪廓尺寸略有 縮小。

縮孔形成過程

防止縮孔和縮松的措施：①合理選用鑄造合金；②按照定向凝固原則進行凝固；③合理地確定內澆道位置及澆注工藝；④合理地套用冒口、冷鐵和補貼等工藝措施。

電泳產生縮孔的原因1、車身前處理脫脂不良或者清洗後又被油污、塵埃污染。2、電泳槽液或電泳後清洗槽液被油污污染，液面漂浮有油污或者油污成乳化狀態存在於槽液中。3、槽液的顏基比失調，顏料含量低的易產生縮孔。4、補給塗料中樹脂溶解不良，中和不好也有可能。5、塗裝環境差（包括烘爐），空氣中含有油霧，漆霧或含有機矽物質等污染被塗物或濕塗膜。前面4種原因基本都可以通過試驗驗證，比如確認前處理前後狀態（特別是帶油情況），手工除油，掛板試驗，實驗室做電泳試驗等方法確定。如果是最後那種情況就不好解決。只要原因找到了，解決辦法就很好確定了。

解決低壓鑄造需拋光氧化鑄鋁件縮孔1、鑄件壁厚不均勻，是非常容易產生其縮孔等缺陷的，可用的解決辦法可以在厚薄變化處增加鑄件的補縮通道，即增大鑄造圓角，因為在鑄造中要儘量避免有垂直角度的形狀。2、加大鑄件凝固時的溫度梯度，即保證鑄件的自下而上凝固順序，可以有效地減少氣縮孔的產生。還有一種就是減少鑄件型腔的發氣量，型腔發氣量太大的話也會使鑄件有很多的空洞。解決噴塗噴粉後出現大量縮孔噴塗噴粉後出現大量縮孔是噴槍靜電過高，靜電擊穿留下的。被靜電擊穿的位置對帶同電荷的粉末排斥，粉末不能吸附。可降低噴槍電壓20-40KV，加大出粉量，控制噴槍與工件的距離。

形成原因

在鑄件最後凝固的地方出現一些空洞,大而集中的孔洞稱為縮孔。純金屬、接近共晶成分的合金易產生縮孔。產生縮孔的基本原因鑄件在凝固冷卻期間,金屬的液態及凝固收縮之和遠遠大於固態收縮.1.液態收縮，凝固收縮，縮孔容積；2.凝固期間，固態收縮，縮孔容積；3.澆注速度， 縮孔容積；4.澆注速度，液態收縮，易產生縮孔。補救措施焊補：挖去缺陷區金屬，用與基體金屬相同或相容的焊條焊補缺陷區，焊後修平進行焊後熱處理。縮孔形成的因素和過程是很複雜的，各種合金產生縮孔的過程及縮孔量的大小也各不相同，必須說明鑄件的縮孔體積和合金的總的收（即液態收縮，凝固收縮和固態收縮之和）並不是同等的概念，但是這三個階段的收縮對縮孔卻能產生影響。要研究如何解決縮孔問題，必須了解兩個問題，一、合金的凝固特性和凝固收縮過程。以鑄鐵為例，其凝固特性逐層凝固，其總的收縮過程即液態收縮、凝固態收縮（與石墨膨脹共存）和固態收縮。二、決定鑄鐵收縮的影響因素主要是三個方面；即澆注溫度，石墨析出量（化學成及卻方法）和型剛度壁移動。

影響

氣孔對鑄件質量的影響1 破壞金屬連續性2 較少承載有效面積3 氣孔附近易引起應力集中,機械性能4 彌散孔,氣密性

分類(按氣體來源)1 侵入氣孔:砂型材料表面聚集的氣體侵入金屬液體中而形成.氣體來源: 造型材料中水分, 粘結劑,各種附加物.特徵: 多位於表面附近,尺寸較大，呈橢圓形或梨形孔的內表面被氧化形成過程: 澆注水汽(一部分由分型面,通氣孔排出,另一部分在表面聚集呈高壓中心點)氣壓升高.溶入金屬部分從金屬液中逸出—澆口, 其餘在鑄件內部,形成氣孔.預防: 降低型砂(型芯砂)的發起量,增加鑄型排氣能力.2 析出氣孔: 溶於金屬液中的氣體在冷凝過程中,因氣體溶解度下降而析出, 使鑄件形成氣孔.原因: 金屬熔化和澆注中與氣體接觸(H2 O2 NO CO等)特徵: 分布廣,氣孔尺寸甚小, 影響氣密性3 反應氣孔: 金屬液與鑄型材料,型芯撐,冷鐵或溶渣之間,因化學反應生成的氣體而形成的氣孔.如: 冷鐵有銹 Fe3O4 + C –Fe + CO 冷鐵附近生成氣孔防止: 冷鐵型芯撐表面不得有鏽蝕,油污,要乾燥.