① 求铸造高级工考核试卷及答案
铸造工程师技能考试试题
姓名： 岗位： 部门：
注 意 事 项
1、考试时间：90分钟；卷面满分： 100 分。
2、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。
一
二
三
四
总 分
得 分
一、选择题（每题3分，共18分）
1、共晶成分的合金流动性最好，原因是（ C ）。
A、枝状晶发达 B、结晶温度范围宽
C、在相同浇注条件下，合金保持液态，时间最长 D、密度小
2、浇注温度越高，则（ B ）收缩越大。
A、凝固 B、液态 C、固态 D、凝固和固态
3、在下列铸造合金中，缩孔倾向最小的是（ C ）。
A、白口铸铁 B、铸钢 C、灰铸铁 D、球墨铸铁
4、铸造应力的产生主要是因为铸件各部分冷却不一致，以及（ B ）的结果。
A、砂型排气不畅 B、型芯阻碍收缩 C、铸件浇铸温度低 D、浇注速度快
5、芯头是型芯的重要组成部分，芯头一般（ B ）形成铸件的形状。
A、直接 B、不直接 C、相对直接 D、有时不直接
6、铸件形成缩孔、缩松倾向主要与以下哪个参数有关（C）。
A、固态收缩 B、凝固收缩 C、液态收缩和凝固收缩 D、凝固收缩和固态收缩
二、填空题（每空2分，共32分）
1、为防止覆膜砂存放期间结块应添加（硬脂酸钙），同时可增加覆膜砂的流动性。
2、铸铁件湿型铸造生产中煤粉主要作用是（防止产生粘砂）。
3、我公司目前铸造工艺流程包括：（制壳）、（制 芯）、（配 箱）（熔 炼）、（浇 注）、（清 理）等工序。
4、铸件的热处理中：
低温退火目的为（消除铸造应力），高温退火目的为（降低铸件硬度）。
5、封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道（下部）且和横浇道具有（同一底面）；
开放式浇注系统的内浇道应位于横浇道（上部）且搭接面积要（小）。
6、消除或减弱炉料遗传性的措施有：（提高铁液的过热温度）、（用两种以上的原生铁配料）。
三、判断题（是画√、非画×；每题2分，共20分）
1、中间注入时，可采用公式Hp=H0-Hc/2计算平均压力头高度。（×）
2、金相试样切割过程中应充分冷却，防止试样过热，冷却介质可以为水。（√）
5、孕育处理前原铁液三角试样白口宽度越小越好。（×）
3、横浇道中的金属液以紊流状态流动时，有利于杂质上浮。（×）
4、离心集渣包中液流的出口方向必须与液流旋转方向相同。（×）
6、铸造用膨润土的粘结力比高岭土的高。（√）
7、湿砂造型的优点是生产周期短，生产效率高，铸件成本低。 （√）
8、直浇道与浇口杯的连接处及它与横浇道的连接处应做成圆角。（√）
9、金属液在砂型中的流动性比在金属型中的好。（√）
10、为减小吸动作用区的不利影响，生产中常将横浇道的截面做成扁平梯形。（×）
四、简答题：（共30分）
1、简述铸件浇注位置的选择原则。（每项2分，共14分）
答：（1）铸件的重要部分应尽量置于下部。
（2）重要的加工面应朝下或呈直立状态。
（3）使铸件的大平面朝下，避免产生夹砂结疤类缺陷。
（4）应保证铸件能充满，铸件薄壁部分应置于下半部或内浇道以下，避免产生冷隔、浇不足等缺陷。
（5）应有利于铸件补缩。
（6）应避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。
（7）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致。
2、分析铁碳双重相图，回答以下问题。（每项2分，共16分）
1图中 E’C’F’线为：稳定系结晶终了温度线；
ECF线为：介稳定系结晶终了温度线。
2填出图中方框内缺少的数据：
（1）——（1147）
（2）——（4.26）
（3）——（727）
（4）——（2.11）
（5）——（γ+石墨）
（6）——（α+石墨）
② 要开一个环保节能的大型铸造生产线，都需要哪些大大小小的设备啊
熔炼设备（含尾气处理设备）、造型制芯设备、砂再生设备、浇注设备、落砂设备、铸件清理设备、热处理设备、抛丸设备、全部相关除尘设备、物流设备（含各种行车如QC及YZ行车、叉车及自卸车等转运车等）、废水处理设备、理化设备（含炉前快速检测、光谱或化学检测、万能试验机、硬度仪、金相的抛光磨光和显微镜、相关试样的加工设备如车铣钻等）
相关附属设备如木模（也可能金属模、塑料模、泡沫等，根据工艺特点定）加工、检修机床等。
其它如原材料库房、模具库房、设备备件库房、工具库房、危化库等。
还有寿命太细节的就美一一列举了，大体上是全的了，由于工艺不同，部分有可能要变更，你如果在问题中明示以后做什么产品、采取什么熔炼、造型方法，采取什么样的清理办法，产品最终检验需要什么参数，才能更容易定工艺方案
③ 为什么铸造炉前做三角试样的目的
查看三角试块的敲断后断面的白口及收缩情况，来判断铸铁孕育的好坏。
④ 铸铝工艺流程是什么
一、装料
熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有：
1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。
装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。
小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。
炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。
炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。
2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。
3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。
二、熔化
炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。
A、覆盖
熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。
B、加铜、加锌
当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。
这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。
电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。
C、搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化。
三、扒渣与搅拌
当炉料在熔池里已充分熔化，并且熔体温度达到熔炼温度时，即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。
A、扒渣
扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂，以使渣与金属分离，有利于扒渣，可以少带出金属。扒渣要求平稳，防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底，因浮渣的存在会增加熔体的含气量，并弄脏金属。
B、加镁加铍
扒渣后便可向熔体内加入镁锭，同时要用2号粉状熔剂进行覆盖，以防镁的烧损。为防止铍的中毒，在加铍操作时应戴好口罩。另外，加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。
C、搅拌
在取样之前，调整化学成分之后，都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作，但是在工艺过程中是很重要的工序。因为，一些密度较大的合金元素容易沉底，另外合金元素的加入不可能绝对均匀，这就造成了熔体上下层之间，炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底（没有保证足够长的时间和消灭死角），容易造成熔体化学成分不均匀。
搅拌应当平稳进行，不应激起太大的波浪，以防氧化膜卷入熔体中。
四、调整成分
在熔炼过程中，由于各种原因都可能会使合金成分发生改变，这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后，取样进行快速分析，以便根据分析结果是否需要调整成分。
A、取样
熔体经充分搅拌后，即应取样进行炉前快速分析，分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。
快速分析试样的取样部位要有代表性，开然气炉（或煤气炉）在两个炉门中心部位各取一组试样，电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热，对于高纯铝及铝合金，这了防止试样勺污染，取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。
B、成分调整
当快速分析结果和合金成分要求不相符时，就应调整成分—冲淡或补料。
一、补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确，应按下列原则进行计算：
1、先算量少者后算量多者；
2、先算杂质后算合金元素；
3、先算低成分的中间合金，后算高成分的中间合金；
4、最后算新金属
二、冲淡。
快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。
在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。
我国的铝加工厂根据历年来的生产实践，对于铝合金都制定了厂内标准，以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此，在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。
C、调整成分时应注意的事项
1、试样用元代表性。试样无代表性是加为，某些元素密度较大，溶解扩散速度慢，或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌，以均匀其成分，由于反射炉熔池表面温度高，炉底温度低，没有对流传热作用，取样前要多次搅拌，每次搅拌时间不得少于5min。
2、取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深，尽管取样前进行多次搅拌，熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差，因此，试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。
取样前应将试样模充分加热干燥，取样时操作方法正确，使试样符合要求，否则试样有气孔、夹渣或不符合要求，都会给快速分析带来一定的误差。
3、取样时温度要适当。某些密度大的元素，它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低，虽然经过多次搅拌，其溶解扩散速度仍然很慢，此时取出的试样仍然无代表性，因此取样前应控制熔体温度适当高些。
4、补料和冲淡时一般都用中间合金，熔点较高和较难熔化的新金属料，应予避免。
5、补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。
6、如果在冲淡量较大的情况下，还应补入其它合金元素，应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。
五、精炼
工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程，而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理，便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼，其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类：即气体精炼法和熔剂精炼法。
六、出炉
当熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，待温度合适时，即可将金属熔体输注到静置炉，以便准备铸造。
七、清炉
清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后，都要进行一次清炉。当合金转换，普通制品连续生产5-15炉，特殊制品每生产一炉，一般就要进行大清炉。大清炉时，应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂，并将炉膛温度升至800℃以上，然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。
⑤ 出铁水时为什么用一半的铁水进行球化呀
就是磨圆了咯!比如连根钢条的链接出,要求不能是直角,就可以用机床外加手工把角度磨成半圆,在CAD里就可以称为倒角
铁水包和球化包的区别：
铁水包用于铸造车间浇注作业,在炉前承接铁液后,有行车运到铸型处进行浇注.
球化包 ...铁水在进行冲入法球化处理时,增加了与球化剂的接触时间,提高了球化剂吸收率、球化效果稳定.
铁水球化处理方法为冲入法,完将称量好的球化剂装入包底堤坝内充实、覆盖捣紧；然后出铁水入包,其污染物是废气、废水、废渣和噪声.一般铁工业上都是这些污染的.,
球化处理工艺：
当炉料全熔后,升温过热（约1550℃）,静置除渣后；在烤红的浇包（堤坝式浇包,内径与内高比为1：2）内,先在一边放入1.8%的球化剂,再加入1.2%孕育剂,后盖上球铁铁屑（同牌号）,捣实；最上面压球铁板（原理或用途：延长球化反应时间,增加石墨球数量与提高球化等级）.在浇包另一边放入冰晶石粉（约0.05－0.1%）.
当炉温达到要求温度时,倒入约2/3的铁液进行球化处理.球化反应时间：约30－50秒左右,球化快结束时,立即倒入剩余铁液,边倒边加入剩余的孕育剂.倒完后立即搅拌除渣并取试样（三角试样看金相组织,确定球化等级；激冷试样用作成分分析）,之后盖上覆盖剂、草木灰保温浇注.
⑥ 铝合金铸件不能有气孔和缩孔等且其结构复杂,最小壁厚为15mm,问采用哪种铸造方式好
在纯铝中加入一些金属或非金属元素所熔制的铝合金是一种新型的合金材料，由于其比重小，比强度高，具有良好的综合性能，因此被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器具制造等方面。随着国民经济的发展以及经济一体化进程的推进，其生产量和耗用量大有超过钢铁之势。加强对铝合金材料性能的研究，保证铝合金铸件具有优良品质，既是我们每一个科技工作者义不容辞的责任，也是同我们的日常生活息息相关的头等大事。本文结合作者铝合金铸件生产实践经验谈谈铝合金铸件气孔与预防问题。
1．气孔类别
由于铝合金具有严重的氧化和吸气倾向，熔炼过程中又直接与炉气或外界大气相接触，因此，如熔炼过程中控制稍许不当，铝合金就很容易吸收气体而形成气孔，最常见的是针孔。针孔（gas porosity/pin-hole），通常是指铸件中小于1mm的析出性气孔，多呈圆形，不均匀分布在铸件整个断面上，特别是在铸件的厚大断面和冷却速度较小的部位。根据铝合金析出性气孔的分布和形状特征，针孔又可以分为三类①，即：
(1) 点状针孔：在低倍组织中针孔呈圆点状，针孔轮廓清晰且互不连续，能数出每平方厘米面积上针孔的数目，并能测得出其直径。这种针孔容易与缩孔、缩松等予以区别开来。
(2) 网状针孔： 在低倍组织中针孔密集相连成网状，有少数较大的孔洞，不便清查单位面积上针孔的数目，也难以测出针孔的直径大小。
(3) 综合性气孔：它是点状针孔和网状针孔的中间型，从低倍组织上看，大针孔较多，但不是圆点状，而呈多角形。
铝合金生产实践证明，铝合金因吸气而形成气孔的主要气体成分是氢气，并且其出现无一定的规律可循，往往是一个炉次的全部或多数铸件均存在有针孔现象；材料也不例外，各种成分的铝合金都容易产生针孔。
2． 针孔的形成
铝合金在熔炼和浇注时，能吸收大量的氢气，冷却时则因溶解度的下降而不断析出。有的资料介绍②，铝合金中溶解的较多的氢，其溶解度随合金液温度的升高而增大，随温度的下降而减少，由液态转变成固态时，氢在铝合金中的溶解度下降19倍。（氢在纯铝中的溶解度与温度的关系见图1③）。因此铝合金液在冷却的凝固过程中，氢的某一时刻，氢的含量超过了其溶解度即以气泡的形式析出。因过饱和的氢析出而形成的氢气泡，来不及上浮排出的，就在凝固过程中形成细小、分散的气孔，即平常我们所说的针孔（gas porosity）。在氢气泡形成前达到的过饱和度是氢气泡形核的数目的函数，而氧化物和其他夹杂物则在起气泡核心的作用。
在一般生产条件下，特别是在厚大的砂型铸件中很难避免针孔的产生。在相对湿度大的气氛中溶炼和浇注铝合金，铸件中的针孔尤其严重。这就是我们在生产中常常有人纳闷干燥的季节总比多雨潮湿的时节铝合金铸件针孔缺陷少些的原因。
一般说来，对铝合金而言，如果结晶温度范围较大，则产生网状针孔的机率也就大得多③。这是因为在一般铸造生产条件下，铸件具有宽的凝固温度范围，使铝合金容易形成发达的树枝状结晶。在凝固后期，树枝状结晶间隙部分的残留铝液可能相互隔绝，分别存在于近似封闭的小小空间之中，由于它们受到外界大气压力和合金液体的静压作用较小，当残留铝液进一步冷却收缩时能形成一定程度的真空（即补缩通道被阻塞），从而使合金中过饱和的氢气析出而形成针孔。
3． 形成气孔的氢气的来源与析出
铝合金中气孔的产生，是由于铝合金吸气而形成的，但气体分子状态的气体一般不能溶解于合金液中，只有当气体分子分解为活性原子时，才有可能溶解。合金液中气体能溶解的数量多少，不仅与分子是否容易分解为活性原子有关，还直接与气体原子类别有关。在铝合金熔炼过程中，通常接触的炉气有：氢气、氧气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等，这些气体主要是由燃料燃烧后产生的，而耐火材料、金属炉料及熔剂、与气体接触的工具等也可以带入一定量的气体，如新砌的炉衬、炉子的耐火材料、坩埚等，通常需要使用几天或几周的时间，其化学结合的氢才能充分从粘结剂中释放出来。一般而言，炉气成分是由燃料种类以及空气量来决定的。普通焦炭坩埚炉，炉气成分主要为二氧化碳、二氧化硫和氮气；煤气、重油坩埚炉主要为水蒸气、氮气；而对目前大多数熔炼厂家使用的电炉熔炼来说，炉气成分主要是氢气。因此，采用不同的熔炼炉熔炼时，铝合金的吸气量和产生气孔的程度是不同的。
铝合金生产实践证明，氢是唯一能大量溶解于铝或铝合金中的气体，是导致铝合金形成气孔的主要原因，是铝合金中最有害的气体，也是铝合金中溶解度最大的气体。在铸件凝固过程中由于氢的析出而产生的孔隙，不仅减少了铸件的实际截面积而且是裂纹源。惰性气体不能溶于铝或铝合金，其他气体一般与铝或铝合金反应形成铝的化合物，如Al2O3、AlCl3、AlN、Al4C3等等。由图1可知，氢在液态铝或铝合金中的溶液解度很大，而几乎不溶解于固态铝（在室温条件下，其溶解度约在0.003﹪以下）。
在铝合金熔炼时，周围空气中的氢气含量并不多，氢的最通常的来源是铝和水蒸气的反应，而水蒸气主要来源于炉气中的水分、设备及工具吸附的水分、一些材料的结晶水与铝锈Al(OH)2分解出来的水分等，其反应式如下：
3H2O(水蒸气)+2Al=Al2O3+6[H](1)
含镁铝合金由于还发生下列反应，更容易吸收氢：
H2O(水蒸气)+ Mg=MgO+2[H](2)
另外，金属炉料或回炉料带入的油污、有机物、盐类熔剂等与铝液反应也能生成氢：
4mAl+3CmHn=mAl4C3+3n[H] (3)
镁、钠、锂可以改变铝的表面的氧化膜，使活性氢原子容易进入；金属氟和铍则能在铝的表面形成更致密的氧化膜，降低氢向铝液或铝合金中扩散的速度，对铝合金起到保护作用。形成氢化物的元素，如钙、钛、锂、铯等金属均能强烈地扩大氢在铝液中的溶解度。不同温度下活性氢原子在铝液或铝合金中的溶解度见表1。
4．气孔对铝合金铸件性能的影响
针孔对铝合金性能的影响主要表现在能使铸件组织致密度降低，力学性能下降。为此，在铝合金铸件生产实践中，加强对气孔等级对力学性能的影响研究，通过控制针孔等级来保证铝合金铸件品质是非常重要的。针孔等级评定，低倍检验按GB10851-89进行，当有争议时按表2规定执行；X射线照相按GB11346-89铝合金铸件针孔分级标准执行，该标准选用目前工业生产中常用的两种合金ZL101（Al-Si-Mg系）和ZL201（Al-Cu-Mn系）, 并在T4状态测定бb和σ5的试验结果表明（ZL101T4、ZL201ST4各种针孔试样的力学性能分别见表3、表4）：铸件力学性能与针孔等级之间是线性相关关系，随着针孔等级级别增加，力学性能逐步下降；针孔等级每增加一级，力学性бb下降3%左右，σ5下降 5%左右。对铝合金铸件切取性能试样要求，铸件允许存在的针孔级别详见GB9438-8
这里应当指出的是，由于铸件壁厚效应的影响，即使针孔严重程度相同，壁厚大的部位力学性能下降，壁厚小的则较高。由于铸件的力学性能取决于多种因素，不仅与针孔等级有关，还与合金的化学成分的波动、铸 件的凝固速度、热处理效果、其他缺陷的存在因素有关，所以同一级别的针孔试样，力学性能将在一个相当大的范围内波动。
5． 铝合金铸件针孔形成的主要因素
综上所述，针孔是铝合金铸件中容易出现的且对铸件品质造成一定影响的一种铸造缺陷，氢是造成针孔的主要原因（有的资料介绍，铝液中所溶解的气体中80%-90%是氢），而氢的主要来源是水蒸气分解所产生的。因此，铝合金在熔炼过程中造成水蒸气产生的原因，也就是直接影响针孔形成的主要因素。影响针孔形成的主要因素有：
5.1 原材料、辅助材料的影响
在铝合金熔炼浇注过程中，所使用的原材料、辅助材料、一些材料中的结晶水和铝锈AL（OH）2分解会产生水分，造型材料中有多种有机和无机辅料带有的水分，铸型材料中的辅料、涂料等因为预热不良含有的水分等等，在铝合金熔炼浇注时，会因水蒸气的分解而产生大量的气体，这些气体都有可能导致铸件产生气孔。涂料中粘结剂，虽然可以增加涂层厚度，但也相应增大了发气量。
5.2 熔炼设备及工具的影响
不同熔炼设备熔化铝合金时，铝合金的吸气量和形成气孔的程度是不同的。新坩埚及有锈蚀、污物的旧坩埚，使用前应吹砂或用其他方法清除干净，并加热至700℃-800℃，保温2h-4 h，以去除坩埚所吸附的水分和其它化学物质，否则会因含有水分而在熔炼浇注时产生水蒸气而导致形成气孔。新砌的炉子，通常也需要使用几天或几周的时间进行烘炉干燥处理，否则耐火材料中含有的水分及化学结合的氢就无法释放而导致熔炼时形成气孔。
熔炼用的工具如浇包、除气用的钟罩等，使用前应将表面残余的金属、氧化皮等污物清除干净；铝镁合金使用的工具，使用前则要求放在光卤石等熔剂中洗涤干净。然后涂上防护涂料并进行预热烘干。如果预热不良，表面吸咐的水分，会在熔炼浇注过程因加热形成水蒸气而产生大量的气体，导致铸件针孔的形成。
5.3 气候的影响
一般情况下，周围空气中的氢气含量并不多，但空气中如果相对湿度大，则会增加合金液中气体的溶解度，形成季节性气孔，如在雨季，由于空气湿度大，铝合金熔炼时针孔产生的现象就严重些。当然，空气湿度大时，铝合金锭 、熔炼设备、工具等也会因空气潮湿而增加表面水分的吸附量，因此更应注意采取有力预热烘干防护措施，以减少气孔的产生。
5.4 熔化操作的影响
铝合金熔炼时，由于氢气溶解到铝液中需要一个过程，因此加强熔炼过程的控制，对控制铝合金吸气量是大有文章可做的。生产实践表明，铝液吸氢是在表面进行的，它不仅与铝液表面的分压有关，还与合金熔炼温度、熔炼时间等有较大的关系。合金熔化温度越高，熔化时间和熔化后铝液保持时间越长，氢在铝液中扩散就越充分，铝液吸氢量就越大，出现针孔的几率就越大。有人曾做试验，铝液存放时间越长，铝合金内含气量近似成比例增加。因此，我们在大量生产条件下，为了减少铝合金熔炼时吸收氢气，一定要严格执行铝合金熔炼工艺规程，一般铝合金熔化后保持时间不能超过3h-5h，铝合金熔化温度也不能过高，一般控制在760℃以下，最高初始熔炼温度不应超过920℃。
5.5 砂型铸造铸型的影响
铸型含水量高，铝合金中含氢量就越高。有人用同炉合金浇入不同含水量的铸型，经测定合金中氢气含量有很大区别③：铸型含水量为5%时，铸型中含氢量为1.5ml/100g；铸型含水量为6%时，铸型中含氢量为2.5ml/100g；铸型含水量为8%时，铸型中含氢量为3.0ml/100g。因此砂型铸造铝合金时，最好采用干燥或表面干燥型，如用湿型，含水量应控制在6%以下。这是因为湿型铸造时，由于水分的汽化温度低，当加热到铝液熔化温度时，砂型中会产生大量的气体，随着压力增大，体积发生膨胀，压力大的气体就会进入型腔或型腔中的铝液，导致侵入性气孔的形成。
5.6 金属型铸造型腔的影响
由于金属型铸造没有退让性和无透气性等特点，金属型在充填和浇注过程中，型 腔内的气体一方面随着铝液金属的充填被压缩；另一方面又被迅速强烈加热，引起压力升高，结果造成充型反压力，阻碍铝液金属充填型腔，当压力超过一定极限时，气体就可能冲破金属液流束的表层，通过内浇口向外逸出，破坏金属液连续流动，并造成强烈氧化，在气体穿越金属液时，如果受到初晶或凝固层的阻挡，便会留在金属液中形成气孔。当带有砂型的金属型铸造时，液体金属在充填过程中，砂型受到粘结剂分解以及涂料未烘干或金属型预热不充分的影响，都会增加型腔内的气体量，当型腔内的气体不能充分排出时，气体便滞留于铸件形成气孔，而部分残留气体则富集于铸型壁与金属液之间形成“气阻”，这些气阻则使铸件出现浇不足或冷隔缺陷。
6．预防铝合金铸件针孔形成的主要措施<
由以上分析可知，铝合金铸件容易产生针孔缺陷。它与铝合金本身特性有关系，也与一系列的外界因素有关。为了避免或减少铝合金在熔炼时产生针孔，保证铝合金铸件具有优良品质，可针对性地采取适当的预防措施予以预防。
6.1 认真做好熔炼浇注时的准备工作
6.1.1 严格按工艺规程要求，正确处理好炉料。炉料使用前应用吹砂或其它方法去除炉料表面的锈迹、泥沙等污物，并进行炉料预热，预热温度：350℃-450℃，保持3h以上，严防带入水分和油污等。按QJ169-75要求的I类铸件，只允许使用一级回炉料，Ⅱ、Ⅲ类铸件允许使用二级回炉料，但Ⅱ类铸件回炉料的总量不允许超过70%，三级回炉料不允许用于基本产品的生产。
6.1.2 坩埚、锭模、熔炼工具，使用前应将表面油污、脏物等清除干净。并预热至120℃-250℃，涂以防护涂料。
6.1.3 新坩埚、新砌炉子、有锈蚀的旧坩埚，使用前应用吹砂其他方法将表面清除干净，并进行烘炉处理。一般应加热至700℃-800℃，保温2h-4h，以去除坩埚所吸附的水分及其它化学物质。
6.1.4 已经涂料的坩埚 、锭模、熔炼工具使用前，均须预热，坩埚应预热至暗红色（500℃-600℃）；熔炼工具应预热至200℃-400℃，保持2h以上（除使用感应炉熔炼合金时，坩埚可不预热外。）
6.2 严格执行工艺规程，力求做到快速熔炼
铝合金在熔炼时，要力求做到快速熔炼，缩短高温下停留的时间。Al-Mg合金和其它铝合金熔化后保持时间过长时，需要用熔剂覆盖铝合金液面，以防止铝合金吸气，一旦在生产过程中出现异常，要及时与现场技术人员取得联系，采取果断措施予以处理。根据QJ1182-87标准，每一炉合金从开始熔化到浇注完毕的时间，砂型铸造不得超过4h；金属型铸造不得超过6h；压铸不得超过8h；合金最高温度一般不超过760℃，坩埚底部涂料厚度不得小于60mm。
6.3 加强潮湿季节预防措施
在雨季或空气潮湿时节铸造铝合金，我们更应加注意采取预防去气防护措施，对熔炼用具、锭模、坩埚、炉料等都要严格按规范进行预热处理，以防带入过多的水分和油污等，引起各类针孔的产生。
6.4 精炼去气，去除铝合金中的气体<
一般情况下，所谓“去气”（又叫“除气”）就是去除合金中的气体，“精炼”就是指去除合金中的夹杂物。因铝合金熔炼时，除气和精炼两个工序多合并在一起进行，故在生产实践中习惯将这两个工序称为精炼。由于铝合金中的气体主要是氢气，去气也就是主要去除氢气。目前去气的主要办法是在铝合金中通过精炼除气剂制造大量的气体（气泡中的气体可能是铝液内部经化学反应产生的，也可能性是经由部分精炼除气剂加入直接带入的），利用分压原理，让溶解于铝液中的氢原子向气泡扩散（此时气泡的分压为零），由于气泡比重轻，当气泡上浮到铝液表面时，气泡破裂，氢气逸入大气之中，最终达到去除氢气的目的。
目前，为了消除铝合金铸件针孔，最常用的办法是在熔化过程中用氯盐和氯化物除气，用氯气、氮气除气，用真空除气，用超声波除气，过滤除气等方法。，常用精炼除气剂的用途见表5。采用氯盐和氯化物除气剂除气时，要用钟罩将除气剂压入坩埚底部100mm，沿坩埚直径1/3处（距坩埚内壁）的圆周匀速移动。为了不使铝液大量喷溅，除气剂可分批加入，除气结束除渣，并按表6规定的时间进行静置。
6.5 增加气体在合金中的溶解度
采用快速或高压下凝固的方法，提高气体在铝合金中的溶解度，促进气体来不及或不能析出，从而达到消除针孔的目的。具体方法限于篇幅，在此不做过多阐述。
6.6 采用工艺方法进行除气
通常情况下，砂型铸造也可以采用静置、多扎出气孔和加大冒口等方法进行去气。这里仅以金属型铸造去气预防措施为例做一简易介绍。由于金属型铸造具有无透气性特点，在设计金属型时就必须有排气预防措施，其生产中常用的排气方式有：
（1）利用分型面或型腔零件的组合面的间隙进行排气：因为金属型零件在组合时，总会有间隙，一般分型间隙在0.08mm-0.15mm之间，活动零件间隙在0.1mm-0.2mm之间，利用这些间隙可用来排气，但不允许为了排气而过分扩大间隙，造成金属液阻塞，从而使铸件上毛刺增加，降低铸件尺寸精度。
（2）开排气槽：即在分型面或型腔零件的组合面上，芯座与顶杆表面上做排气槽，这样既能排气，又能蓄气，阻止液体金属流入，故在金属型铸造和金属型低压铸造时被广泛采用。
（3）设排气孔：排气孔一般开设在金属型的最高处，或金属型内可能产生“气阻”的地方。
（4）设计排气塞：排气塞是金属型常用的排气设施。在一平面上需要设制数个排气塞时，可用一个排气环来代替，将它设计在型腔的“气阻”处，或型腔的大平面上，以便排气畅通。如在铸件肥厚部分设计排气塞，排气塞可用导热性好的铜制作，同时还可以起到加强铸件冷却的作用。排气塞安装的位置和数量，常在金属型修正时确定。在金属型小批量生产时，为简化排气塞的制作，常在需要设置排气塞的地方，钻ф5-10毫米的小孔，孔内塞以水玻璃砂，也可以起到排气塞的作用。
7.预防铝合金铸件气孔形成应遵循的工艺原则
以上分析了铝合金铸件气孔形成的主要因素，并针对性地论述了一系列相应的预防措施，目的就是要在铸件中防止生成气孔和夹杂，获得优良品质的铸件。从铸造工艺角度综合分析，预防气孔的生成，消除气孔和氧化夹杂，我们可以用“防”、“排”、“溶”三字工艺原则来概括。
“防”：就是要防止水分及各种污物进入坩埚或熔炉中。
“排”：就是要排除铝液中的氧化夹杂和氢气，因为只有有效去除悬浮在铝液中的弥散状的夹杂物（主要是Al2O3），才能防止铝液增氢，消除去氢障碍，从而获得纯净的铝液，浇出合格的铸件。“渣既尽，气必除”说的就是这个意思。
“溶”：就是要使铝液中的氢在凝固时能部分地或者全部地固溶在合金组织中，不致在铸件中形成气孔。
因此，在铝合金熔炼安排和选择“防”、“排”、“溶”三套工艺措施时，我们必须遵循“以防为主，以排为辅”的工艺原则，但最佳的熔炼或重熔方法，着眼点应仍放在“防”字上。
当然，铝合金熔炼或重熔时，贯彻“以防为主，以排队为辅”的原则，正确实施“防”、“排”、“溶”三套工艺措施，还必须具有过硬的熔炼操作基本功，熔炼操作基本功包括：精炼设备、熔炉炼工具的准备和处理，溶剂、变质剂的预制，精炼、变质除渣的技巧，搅拌操作的技巧和合理浇注等等，我们只有具备了过硬的操作基本功，才能真正有效地预防铝合金铸件气孔的形成。
⑦ 如何提高铸造合金的流动性
流动性是指熔融合金的流动能力，它是影响充型能力的主要因素。合金的流动性好，充型能力强，易于获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件，不易产生浇不足、冷隔等缺陷；金属液中的非金属夹渣和气泡易于上浮排出，不易产生夹渣和气孔；流动性好的合金能很好地补充铸件凝固产生的收缩，不易产生缩孔和缩松。
合金的流动性通常用螺旋试样来测定，如图1-4-1所示。流动性的大小用铸出的螺旋试样的长度来评定。表1-4-1为常用铸造合金的流动性。
影响合金流动性的因素如下：
（1）合金的成分
成分不同的合金结晶特点不同，流动性也有很大差别。纯金属共晶合金是在恒温下结晶的，结晶时从表面向中心逐层凝固，已凝固金属的表面比较光滑，对未凝固金属的流动阻碍小，流动性好。
特别是共晶合金，熔点最低，因而流动性最好。如ZL102是共晶合金，流动性好。
其他成分的合金结晶时形成树枝状枝晶，阻碍液体金属流动，所以流动性差。结晶温度间隔越大，合金的流动性越差。如铸钢的结晶间隔大，流动性差。
（2）浇注条件
浇注时的温度和浇注压力等对合金流动性有很大影响。适当提高浇注温度，可以延缓合金凝固，提高流动性，如表1-4-1中的铸钢，当温度由1600℃提高到1640℃时，螺旋试样长度从100mm提高到200mm。但温度过高会导致严重氧化，收缩加大，产生缩孔、缩松以及粘砂、粗晶等缺陷。
浇注压力加大，流动性提高。重力浇注时，增加直浇道高度可增加流动性。在低压铸造、离心铸造时流动性有很大提高。压力铸造的高压甚至可以将半凝固的金属压入铸型成形。
铸型散热能力对流动性也有很大影响。铸型散热越快，流动性越差。金属型导热较快，金属型铸造比砂型铸造容易产生浇不足等缺陷。预热铸型可以提高流动性，提高充型能力。
铸型应有良好的透气性，或开设足够的排气道，使铸型中的气体易于排出。否则，气体产生的反压也会阻碍金属液流动。另外，铸件的结构，如铸件大小、壁厚和复杂程度等对充型能力也有较大影响。