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鑄造過程中的隱秘缺陷：你知道有哪些不可忽視的瑕疵嗎？
鑄造是金屬工藝中至關重要的一環，但在這個過程中，往往會隱藏著許多瑕疵，這些瑕疵可能會影響最終產品的性能和可靠性。這篇文章將深入探討鑄造過程中最常見的缺陷類型，以及這些缺陷的根本原因和潛在解決方案。
缺陷的定義與類別
在鑄造工藝中，"缺陷"和"不連續性"是兩個常被混淆的術語。缺陷是指鑄件中必須被修正或移除的元素，否則該鑄件將被拒絕。而不連續性則是指鑄造過程中的物理中斷，它們可能不會影響鑄件的使用。這些缺陷可以歸納為五種類型：
- 氣體孔洞
- 收縮缺陷
- 模具材料缺陷
- 浇注金屬缺陷
- 冶金缺陷
收縮缺陷
收縮缺陷通常發生於液態金屬在冷卻過程中，當金屬固化時未能獲得足夠的供應金屬來彌補其收縮。這些缺陷的外觀通常呈現出 jagged 或線性紋理。收縮缺陷又可分為開放和封閉收縮缺陷：
開放收縮缺陷是指與大氣直接接觸的缺陷，當形成收縮腔時會有空氣進入。而封閉收縮缺陷則是在鑄件內部形成的。
氣體孔洞
氣體孔洞是指在鑄件冷卻後形成的氣泡，這是因為許多液體材料能溶解大量氣體，但固體形式卻無法持有這些氣體。因此，氣體在冷卻過程中形成泡沫。常見的氣體包括氮、氧和氫，而氫在鋁鑄件中是最常遭遇的氣體，可能導致氫氣孔洞。
浇注金屬缺陷
浇注金屬缺陷包括未能完全填滿模腔的缺陷，這被稱為 misruns；以及液態金屬在模腔中未能良好融合的問題，稱為 cold shuts。這些缺陷的嚴重性在於，它們會在鑄件中造成弱點，進而影響鑄件的整體強度。
流動性對於材料在鑄造過程中的性能至關重要，浇注溫度、化學成分及材料的固化範圍都會影響其流動性。
冶金缺陷
冶金缺陷主要包括熱撕裂和熱斑。熱撕裂是指在鑄件冷卻過程中，由於材料在高溫下的脆弱性和殘餘應力造成的失效。而熱斑則是由於某個部分的冷卻速度較慢，造成不正常的收縮和可能的孔隙化問題。
沙鑄造的特殊缺陷
在沙鑄造中，缺陷往往與模具的失效有關，這包括模具侵蝕和金屬滲透等問題。模具的設計不當、材料選擇錯誤或未能適當填充模具都可能導致這些缺陷的產生。
模具的強度不足或澆注速度過快都會導致鑄件表面出現粗糙的痕跡，影響最終產品的質量。
其他鑄造過程中的缺陷
除了上述缺陷外，還有一些其他的瑕疵，例如流水痕、氣孔和包裹物等。這些瑕疵大多可以通過適當的工藝改進來減少發生的幾率。有效的鑄造實踐包括適當的熔化工藝、模具設計以及液體金屬的管理，都是降低缺陷率的重要因素。
通過對鑄造過程中的各種缺陷的深入分析，無論是在製造前還是生產過程中，應注意及時檢測和修正潛在的問題。技術的進步和新材料的使用，有可能進一步改善鑄造質量。
鑄造過程中的隱秘缺陷對最終產品的性能和質量影響深遠，你是否已經充分理解這些缺陷的來源及其影響呢？
