Почему в алюминиевых отливках появляются поры

Поры — одна из самых распространённых проблем при литье алюминия под давлением. Особенно неприятно то, что внешне отливка может выглядеть нормально, а после механической обработки внутри внезапно обнаруживаются небольшие полости.

В большинстве случаев причина связана не с одним параметром, а с тем, как металл заполняет пресс-форму.

Откуда берётся газ в отливке?

При литье под высоким давлением алюминиевый расплав движется в полости пресс-формы с очень высокой скоростью. Если воздух не успевает выйти через вентиляционные каналы, он может оказаться внутри металла.

После затвердевания эти участки превращаются в газовую пористость.

Источником газа может быть:

• воздух, захваченный во время заполнения;

• водород, растворённый в алюминиевом расплаве;

• избыточное количество разделительного средства;

• недостаточная вентиляция пресс-формы;

• слишком высокая скорость впрыска.

Но есть ещё один тип дефектов, который часто принимают за газовую пористость — усадочная пористость. Она возникает, когда металл уменьшается в объёме при затвердевании, а необходимого питания жидким металлом уже недостаточно.

Поэтому сначала нужно определить, какая именно пористость появилась в детали.

Почему слишком высокая скорость впрыска может ухудшить ситуацию?

Высокая скорость необходима для заполнения тонких и сложных участков детали. Но если параметры подобраны неправильно, поток алюминия становится слишком турбулентным и начинает захватывать воздух.

Особенно это характерно для деталей со сложной геометрией, несколькими потоками металла и недостаточной системой вентиляции.

Поэтому увеличение скорости впрыска не всегда улучшает качество отливки.

Иногда проблема решается не более быстрым заполнением, а более правильным управлением скоростью на разных этапах впрыска.

Что ещё необходимо проверить?

Если пористость появляется регулярно, стоит проверить не только параметры пресс-формы.

Температура алюминиевого расплава. Слишком высокая температура увеличивает газонасыщенность и усадку.

Температура пресс-формы. Неправильный температурный режим влияет на течение металла и процесс затвердевания.

Вентиляция и вакуум. Воздух должен иметь возможность выйти из полости до того, как металл окончательно заполнит её.

Качество расплава. Содержание водорода, оксидные плёнки и загрязнения также влияют на внутреннее качество отливки.

Параметры впрыска. Скорость, давление и переход между ступенями должны соответствовать конкретной детали и пресс-форме.

Можно ли полностью исключить пористость?

Полностью исключить пористость в каждом процессе практически невозможно. Но её уровень можно значительно снизить за счёт правильного сочетания:

качества расплава + конструкции пресс-формы + вентиляции/вакуума + параметров впрыска + температурного режима.

Для деталей с высокими требованиями к внутренней плотности особенно эффективным решением может быть вакуумное литьё под давлением. Для некоторых применений также рассматривается полутвердое литьё алюминиевых сплавов, при котором более низкая температура материала и скорость впрыска помогают сделать процесс заполнения более стабильным.

В конечном итоге пористость — это не просто проблема одного параметра машины. Это результат всего процесса литья.

Если вы сталкиваетесь с пористостью алюминиевых отливок, YOMATO может помочь определить возможную причину и подобрать оборудование и технологию под конкретную деталь.