壓力鑄造簡稱壓鑄,在壓力作用下使熔體填充型腔,鑄件組織致密、力學、尺寸 、加工余量小等。根據壓力高低可大體分為低壓鑄造與高壓鑄造兩類,后者的模具費用較高,特別適合于汽車鑄造品的大批量生產,,總的費用相當低。目前幾乎全部轎車變速器殼、離合器殼、水泵殼、化油器殼、轉向機殼等都為鋁合金壓鑄件。
壓鑄工藝的主要參數是壓射力、比壓、熔體填充速度、填充時間、保壓時間、熔體溫度和模具溫度。由于熔體在高溫、高速、高壓下填充型腔,不可避免地會卷人氣體,所以 出了一批新的工藝,如真空壓鑄法、充氧壓鑄法、低速充填壓鑄法“精速密”壓鑄法(又稱Acurad法即acurate,rapid,dense)、低速中壓填充(NDC)鑄造法等,它們都是無孔隙壓鑄新工藝。因此,應根據壓鑄件特點地控制工藝參數,合理地設計和制造鑄型(包括澆注系統、溢流排氣系統、鑄型冷卻系統、模具加熱及平衡控制系統),選用合適的涂料及噴涂技術。壓鑄時鋁熔體溫度比合金熔點高40℃~100℃;模具溫度和熱平衡是實現 鑄造至關重要的條件,對于一般壓鑄件,以取出鑄件鑄型型腔表面溫度為合金熔點的40%左右。
真空壓鑄法抽氣管的真空度為22kN/㎡一27kN/㎡,在0.15s內達到4kN/㎡的負壓。真空壓鑄件品質取決于真空度高低,通常壓鑄件經T6處理后含氣量在0.1mL/(100gAl)以下。充氧法生產的壓鑄件的含氣量約0.05mL/(100gAl),僅為普通壓鑄法的1/10,而其氧 化鋁含量約為普通壓鑄件的3倍,但是以微細的(1μm)氧 化鋁粒存在,產品少量的微孔隙,耐壓性能良好。
低速充填壓鑄法鋁熔體的澆注速度為1m/s左右,為常規壓鑄速度的1/20、1/60。壓鑄件的壁厚 大于6mm,形狀也不宜復雜。Acarad法的基本原理可歸結為:控制壓型冷卻,大截面澆口,慢填充速度,雙沖頭壓射活塞。NDC法采用螺旋澆注法,鋁熔體沿壓射壁的螺旋澆道注人,空氣不易混人熔體中,填充速度低,時間是傳統壓鑄法的20倍;由于在加壓下凝固,組織致密,輔以適當熱處理,可以提高鑄件的力學性能;可以生產需要砂芯成型的工件,鑄件耐壓,氣密性好,日本廣泛采用此法生產轎車空壓機機體、摩托車氣缸蓋、車輪、排氣21的發動機缸體。
鑄鋁件除含有游離硅之外,還有金屬之間的多種化合物以及其他夾雜物。且由于鑄鋁件組織疏松,因此有可能存在化學成分偏析不均勻等現象,同時在澆鑄后冷卻時未加工的面會形成致密的氧 化膜。堿蝕時間短,則鑄鋁件有可能不能除盡,且由于堿蝕時鑄鋁的溶解速度比較快,堿蝕后往往會由此而造成鑄鋁件的過腐蝕,從而引起公差尺寸的變化,甚至會造成產品報廢。
鋁件氧 化夾渣的缺陷特征:鋁鑄件氧 化夾渣多分布在鑄件的上表面,在鑄型不通氣的轉角部位。斷口多呈灰白色或黃色,經x光透 視或在機械加工時發現,也可在堿洗、酸洗或陽極化時發現。
鑄鋁件氧 化夾渣產生原因:1、爐料不清潔,回爐料使用量過多。2、澆注系統設計不良。3、合金液中的熔渣未 干凈。4、澆注操作不當,帶入夾渣 。5、精煉變質處理后靜置時間不夠。
鑄鋁件氧 化夾渣防止方法:1、爐料應經過吹砂,回爐料的使用量適當降低。2、改進澆注系統設計,提高其擋渣能力。3、采用適當的熔劑去渣。4、澆注時應當平穩并應注意擋渣。