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不鏽鋼（gāng）精密零件加工（gōng）（如焊接（jiē）、鑄造、熱處（chù）理等）過程中，氣孔是常見缺陷之一，可能導致（zhì）零件強度下降、密封性失效或表麵質量惡化（huà）。以下是不同加工環（huán）節中需避免的氣孔類型、產生原因及解（jiě）決措施（shī）：
一、焊（hàn）接（jiē）過程中的氣孔（kǒng）
不鏽鋼焊接（如 TIG、MIG、激光焊）中最易產生氫氣孔、氮氣孔、CO 氣孔，具體成因及預防（fáng）措施如（rú）下：
1. 氫氣（qì）孔
特征：氣孔呈（chéng）表麵密集分布（bù）的細小（xiǎo）白點（diǎn），或內部呈喇叭口狀，內壁光滑。
成因：
工件表麵油汙（wū）、水（shuǐ）分（fèn）（H₂O 分解（jiě）出 H）或焊絲含氫量過高。
保護氣體（如氬氣）純度不足（含水分（fèn）），或氣流不穩（wěn）定導（dǎo）致（zhì）空（kōng）氣侵入。
焊接速度過快，熔池凝固時氫（qīng）氣未（wèi）充分逸出。
預防措施：
焊前清理：用丙酮或酒精擦（cā）拭工件表麵油汙，砂紙打磨氧化膜至金屬光澤（尤其是焊（hàn）縫兩（liǎng）側 20mm 範圍）。
控製氣源：使用（yòng）純度≥99.99% 的氬氣，焊槍噴嘴直徑適當加大（如（rú） 12~14mm），氣體流量 8~15L/min，確保保護氣罩住熔池。
烘幹材料：焊條、焊劑需按標（biāo）準烘幹（如 E308 焊條 150℃烘（hōng）幹 1 小時），避免吸潮。
降低氫源：避免使用含鋅、鎘的清洗劑，減少母材表麵鍍鋅層等含氫物質。
2. 氮氣孔
特征：氣孔多位於焊縫表麵，呈蜂窩狀，顏色較暗（N₂與不鏽鋼反應生成氮化（huà）鉻）。
成因（yīn）：
保（bǎo）護氣體中混入空（kōng）氣（N₂占 78%），或保護氣流（liú）量不足導致氮氣侵入（rù）熔池（chí）。
采用氧化性氣體（如（rú） CO₂）焊接時，CO₂分解產（chǎn）生 N₂。
預防措施（shī）：
確保（bǎo）氬氣純度，避免焊槍角度過大（與工（gōng）件夾（jiá）角≤90°）導致保護氣 “吹散”。
焊接不鏽鋼時避免使（shǐ）用純 CO₂氣體，可采用 Ar+(1%~3%) O₂的混合氣（qì）體，減少氮氣吸入。
焊道設計避免過於狹窄（zhǎi）（如坡口角度≥60°），延（yán）長熔（róng）池存在時間，利於氮氣逸出。
3. CO 氣孔
特征：氣孔沿焊縫結晶方向分布，呈條蟲（chóng）狀，內壁較粗糙。
成因：
母材或焊絲中（zhōng）含碳量較高（如 304L 不鏽鋼碳含（hán）量≤0.03%，而 304 碳含量≤0.08%），焊接時 C 與氧化合生成 CO。
熔池溫度過高，CO 氣體（tǐ）未及時逸出（如激光焊熱輸入集（jí）中時（shí）易出現）。
預（yù）防措施：
選擇低碳或（huò）超低碳（tàn）焊絲（如 ER308L、ER316L），降低碳含量。
采用小（xiǎo）電流、高焊速的 “快速（sù）焊” 工藝，縮短熔池高（gāo）溫停留時間（jiān），減少 CO 生成（chéng）。
焊前預熱（如厚板焊接預熱至 100~150℃），但需避（bì）免（miǎn）過熱導致晶粒（lì）粗大。
二、鑄造過程中的氣孔
不（bú）鏽鋼精密鑄造（如失蠟鑄（zhù）造）中易產生侵入性氣孔、析出性氣孔、反應（yīng）性氣孔，需（xū）從模具、合金液、工藝三方麵控製：
1. 侵入性（xìng）氣孔
特征：氣孔較大，呈梨形或圓形（xíng），位於鑄件表麵或近表麵，內壁有渣質。
成因：
型殼（如矽溶膠型殼）透氣性差，金屬液充型時型腔氣體（空氣、脫（tuō）模劑揮發氣（qì））無法排出。
澆鑄速度過快，金屬液紊流卷氣。
預防措施：
優化型殼設計：增加排（pái）氣孔（直徑 1~3mm，間距（jù） 50~100mm），或在型腔頂部設置（zhì）出氣冒口（kǒu）。
控製澆鑄工藝：采用低（dī）速充型（如澆鑄速（sù）度（dù）≤0.5m/s），避免金屬液飛濺；傾斜澆（jiāo）鑄（角（jiǎo）度 15°~30°），利用重力（lì）輔助排氣。
模具預處理：型殼需充分焙燒（如（rú） 1200℃焙燒 2 小時），去除殘留有（yǒu）機物和水分。
2. 析出性（xìng）氣孔
特征：氣孔細小，分布均勻，呈針狀或團狀，常見於厚壁鑄件。
成因（yīn）：
熔煉時合金液吸收氣體（如 O₂、N₂），冷卻過（guò）程中溶解度下降（jiàng）而析出。
不鏽鋼液含氣量（liàng）高（如電弧爐熔（róng）煉時（shí）空氣卷入）。
預防（fáng）措（cuò）施：
精煉除氣：熔煉時加（jiā）入脫氧劑（jì）（如矽鈣（gài）、鋁），或采用真空熔煉（真空度≤10Pa），降低氣體溶解度。
控製熔煉溫度：避免不鏽鋼液過熱（如 316L 鋼液溫度控製在 1580~1620℃），減少氣體吸入。
快速（sù）澆鑄：鋼（gāng）液出爐後盡快澆鑄（停留時間≤30 分鍾），避免靜置過程（chéng）中氣體重新析出。
3. 反（fǎn）應性氣（qì）孔
特征：氣孔與夾雜物伴生，如 Al₂O₃、SiO₂周圍形成氣（qì）孔，形狀不規則。
成因：
金屬（shǔ）液與（yǔ）型殼材料發生化學反應（如不鏽（xiù）鋼中的 Cr 與型殼中的（de） SiO₂反（fǎn）應生成 CO）。
脫模劑（如含硫、氯（lǜ）的有機物）與金屬液反應（yīng）產生氣體。
預防措（cuò）施：
選用惰性型（xíng）殼材料（liào）：如使用剛玉（Al₂O₃）或氧化釔（yǐ）（Y₂O₃）型（xíng）殼，避免使用（yòng）石英（yīng）砂（SiO₂）與不鏽鋼直接接觸。
無硫脫模劑：采用石墨水基脫模劑，避免含硫、氯成分（如硬脂（zhī）酸鋅）。
表麵改（gǎi）性：對（duì）型殼內表麵（miàn）塗覆（fù） ZrO₂塗層，隔離金屬液與型（xíng）殼的化學反應。
三、熱（rè）處理過程中的氣孔
不鏽鋼零件（如固溶處理、退火）加熱時可能因氧化脫碳、氫脆產生氣孔或（huò）微裂紋：
1. 氧化（huà）氣孔
特征：表麵形（xíng）成蜂窩狀小孔，伴隨氧化皮增厚，常見於空（kōng）氣爐加熱。
成因：
加熱（rè）時（shí）工件與空氣中的（de） O₂反應生成 Cr₂O₃，若氧化皮破裂，內部金屬繼（jì）續氧化（huà）產（chǎn）生氣體。
預防措施：
采用真空爐（真空度≤10⁻²Pa）或可控氣氛爐（如 N₂+5% H₂混合氣），避免工件直接接觸氧氣。
工件表麵塗覆防氧化塗（tú）料（如硼矽酸鹽玻璃塗層），隔離氧化介質。
2. 氫致氣孔（氫脆）
特征：零件內部出現微裂紋或針狀氣孔，尤其在應力集（jí）中區域（如孔邊、螺紋）。
成因：
熱處理前零件（jiàn）表麵殘留（liú）酸洗液（yè）（如 HNO₃-HF 混合液）中（zhōng）的氫原子滲入基體，加熱時聚集形成 H₂氣體。
預防措施：
酸洗後進行去氫處理（如 150~200℃保溫 2~4 小時（shí）），使（shǐ）氫原子擴散逸出。
避免在酸洗後直接進行高（gāo）溫回火，防止氫原子快速聚集。
四、其他加工環節的氣孔控製
1. 激光切割（gē） / 打孔
問題（tí）：切（qiē）割（gē）麵出現氣孔（kǒng），邊（biān）緣粗糙。
原因：輔助氣體（O₂、N₂）純度不足，或氣壓不穩（wěn）定導致（zhì）熔融金（jīn）屬飛（fēi）濺卷入氣體。
解決（jué）：使用純度≥99.99% 的氮氣，氣（qì）壓控製在（zài） 0.5~1.0MPa，確保熔渣及時吹除。
2. 電（diàn）火花加工（EDM）
問題：加工表麵出現微（wēi）小氣（qì）孔，影響粗糙度（dù）。
原因：工作液（煤油）分（fèn）解產生碳氫化合物氣體，放電時卷（juàn）入（rù）加（jiā）工區域。
解決：定期更換工作液，保持（chí）循環過濾係統通暢，降低氣體含量。
總結：不鏽鋼精密零件氣孔控製核心原則
源（yuán）頭控製：
嚴格管控原材料（母材、焊絲、鑄（zhù）造型殼）的氣體含量和清（qīng）潔度。
避免使用含氫、硫、氯的清洗劑、脫模（mó）劑或焊接材料。
工藝優化：
焊接時采用低氫工藝（如 TIG 焊比 MIG 焊更易控製保護氣），鑄造時強化排氣設計（jì）。
熱處理優先選擇真空或保護氣氛，減少氧化（huà）反應。
設備維護：
定（dìng）期檢（jiǎn）查氣（qì）體管路密封性（xìng），確保保護氣純度和流量穩定。
清理熔煉爐、熱處理（lǐ）爐內的氧化物殘渣，避免汙染工件。
通過（guò）以上措施，可有效減少不鏽（xiù）鋼精密（mì）零件加工各環節的氣孔（kǒng）缺陷，提升零件的精度、力學性能和表麵質量。
