¿Qué causa defectos de porosidad en las piezas de fundición de bronce?

2025-08-06

Los poros en fundiciones de cobre (incluyendo latón, bronce, cobre púrpura, etc.) son defectos de fundición comunes, generalmente causados por la evolución del gas en el metal fundido, el escape pobre de la arena o los moldes de moldeo, los procesos de fusión inadecuados y otros factores. Las siguientes son razones y soluciones específicas:

1 、 Tipos y características de los estomas 1 Características de los poros precipitantes: pequeños, dispersos, circulares o elípticos, en su mayoría ubicados en partes gruesas de las piezas de fundición o en el punto de solidificación final. Razón: los gases disueltos en líquido de cobre (como H ₂ Co 、 El vapor de agua precipita y forma burbujas durante la solidificación.  

2. Características de los poros reactivos: paredes de poros lisos u oxidados, que a menudo aparecen en o cerca de la superficie de las piezas de fundición. Razón: el líquido de cobre reacciona químicamente con la arena de moldeo, el recubrimiento o la escoria para generar gases (como CO ₂, entonces ₂).  

3. Características de los poros enrollados: forma irregular, a menudo acompañada de inclusiones de escoria, distribuidas a lo largo de la dirección del flujo de metal. Razón: durante el proceso de vertido, el gas se dibuja en el metal fundido (como el vertido turbulento y el escape deficiente).  

2 、 Análisis de causa principal

1. Absorción de hidrógeno durante el proceso de fundición (factor clave): el líquido de cobre es muy propenso a absorber el gas de hidrógeno a altas temperaturas (especialmente el cobre y el bronce de estaño), y la solubilidad del hidrógeno cae bruscamente durante la solidificación, formando poros. Fuente: El material del horno está húmedo, aceitoso o contiene materia orgánica (como el cobre reciclado que contiene aceite y grasa). El ambiente de fusión tiene una alta humedad (como no deshumidificar durante la temporada de lluvias). Combustión de combustible insuficiente (horno de gas, horno de coque produce vapor de agua).  

2. La desoxidación insuficiente da como resultado la oxidación del líquido de cobre para formar Cu ₂ O, que reacciona con hidrógeno: Cu ₂ O+H ₂ → 2CU+H ₂ O ↑ * *, y el vapor de agua forma poros. Comúnmente visto en: bronce de fósforo (que requiere desoxidación de fósforo), latón (desoxidación de ebullición de zinc insuficiente).  

3. El diseño inadecuado del sistema de vertido puede provocar una velocidad de vertido excesiva, alta altura de la puerta o un área transversal insuficiente del bañador, lo que conduce al flujo turbulento del metal fundido y el arrastre de aire. El elevador o los canales de escape insuficientes evitan que el gas escape.  

4. Problemas de arena/moho: pobre permeabilidad al aire de los moldes de arena (como la alta compacidad y la pobre colapsibilidad de la arena de silicato de sodio). Cuando la arena de resina o la arena de petróleo se funden, el aglutinante emite una gran cantidad de gas (como H ₂ y CH ₄ producida por la descomposición de alta temperatura de la resina furana). Al fundir moldes de metal, el molde no tiene ranuras de escape o el recubrimiento es demasiado grueso.  

5. Operación inadecuada del proceso: la temperatura de vertido es demasiado alta (exacerbante de absorción de hidrógeno) o demasiado baja (el gas no puede flotar en el tiempo). No se permite completamente asentarse (vertido sin desgasificar el líquido de cobre). 3 、 Solución

1. Refinación de desgasificación de control de fundición: cobre púrpura/bronce: desoxidarse con cobre de fósforo (P-CU) o refinar con gas nitrógeno/argón. Latón: utilice el efecto de "ebullición" del zinc para eliminar el hidrógeno y controlar la temperatura de fusión (latón ≤ 1100 ℃). Materiales del horno de secado: el cobre residual debe asarse para eliminar las manchas de aceite, y el revestimiento del horno y las herramientas deben precalentarse antes de derretirse. Protección de la cubierta: cubra el líquido de cobre con carbón o escoria de vidrio durante la fundición para aislar el vapor de agua.  

2. La optimización del sistema de vertido adopta la inyección inferior o el sistema de vertido escalonado para reducir la turbulencia. Aumente la relación de área de la sección transversal de los corredores transversales e internos (por ejemplo, 1: 2: 1.5) y reduzca la velocidad del flujo. Configure bolsas de recolección de escoria y elevadores de escape (especialmente en áreas gruesas y grandes).  

3. Casting/mejora del moho: controle el contenido de humedad de la arena (≤ 4.5%) y agregue materiales transpirables (como el polvo de carbón y el aserrín). Casting de molde de metal: el molde está equipado con una ranura de escape (profundidad 0.1 ~ 0.3 mm) y recubierta con pintura de óxido de zinc. Arena de resina: reduzca la cantidad de resina agregada o cambie a baja resina de nitrógeno.  

4. Temperatura de vertido de ajuste de parámetros del proceso: 1200 ~ 1250 ℃ para cobre, 980 ~ 1050 ℃ para latón, 1100 ~ 1180 ℃ para bronce. Enfriar lentamente después de verter (como cubrir con arena de aislamiento) para extender el tiempo de liberación de gas.  

5. Medidas auxiliares para la detección de fusión: use el método de prueba de solidificación al vacío para verificar el contenido de gas del líquido de cobre. Procesamiento posterior: la presión isostática (HIP) en caliente se realiza en piezas de fundición para eliminar la porosidad interna. 4 、 Caso típico de porosidad de latón (Cu Zn): la volatilización de zinc conduce a una "ebullición de zinc" insuficiente y el contenido de gas de hidrógeno residual → Zn debe controlarse (≤ 40%), y la agitación debe fortalecerse durante la fusión. Porosidad de bronce de estaño (Cu-SN-P): desoxidación de fósforo insuficiente o oxidación de SN → 0.03% ~ 0.05% de cobre de fósforo para la fundición rápida para reducir la oxidación.  

Al investigar sistemáticamente procesos como la fusión, la configuración y el vertido, es posible reducir significativamente los defectos de porosidad en el cobre fundido. Si el problema persiste, se recomienda localizar aún más la fuente de gas a través del análisis metalográfico de la composición de los poros (como la espectroscopía dispersiva de energía).


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