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      鋁鑄件的耐壓性能及工作效率

      發布日期:2018-09-02 發布者:潤恒壓鑄

      鋁鑄件質量對機械產品的性能有很大影響。例如,機床鋁鑄件的和尺寸穩定性,直接影響機床的精度保持壽命;各類泵的葉輪、殼體以及液壓件內腔的尺寸、型線的準確性和表面粗糙度,直接影響泵和液壓系統的工作效率,能量消耗和氣蝕的發展等;內燃機缸體、缸蓋、缸套、活塞環、排氣管等鋁鑄件的強度和耐激冷激熱性,直接影響發動機的工作壽命。

      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,不可避免地會卷入氣體,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/㎡~27kN/㎡,在0.15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入,空氣不易混入熔體中,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。

      為了鋁鑄件質量,提高勞動生產率和降低成本,在確定鑄造工藝過程方案時,   對具體的鋁鑄件進行具體的分析,選擇合理的工藝方案。鋁鑄件有優良的機械、物理性能,它可以有各種不同的強度、硬度、韌性配合的綜合性能,還可兼具一種或多種性能,如、和低溫、等。

      鑄鋁件質量對機械產品的性能有很大影響。例如,機床鋁鑄件的和尺寸穩定性,直接影響機床的精度保持壽命;各類泵的葉輪、殼體以及液壓件內腔的尺寸、型線的準確性和表面粗糙度,直接影響泵和液壓系統的工作效率,能量消耗和氣蝕的發展等;內燃機缸體、缸蓋、缸套、活塞環、排氣管等鋁鑄件的強度和耐激冷激熱性,直接影響發動機的工作壽命。

      鑄鋁件的鑄造方法常用的是樹脂砂、消失模鑄造,其次是特種鑄造方法,如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造等。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、粘結劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。鋁鑄件鑄造方法應和生產批量相適應,低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產。

      鑄鋁件由于導熱快、熱容量大、線脹系數大、易氧 化、熔點低、高沮強度和塑性低等特點,接納焊條電弧焊時較為困難,焊接質量差,故在重要構件上很少接納,一樣通常接納連鑄連軋技能。

      鑄鋁件鏡面工藝一般要達到兩個要求:基材本身達到鏡面效果;鑄件表面氧 化膜達到高度清純透明。這里主要介紹鑄件表面氧 化膜達到高度清純透明的方法。

      各種氧 化膜中,硫酸氧 化膜是影響鑄件氧 化膜高度清純透明的重要因素,硫酸氧 化膜的氧 化膜厚度、氧 化膜孔隙率、氧 化膜純度、封孔質量均可影響鏡面效果。

      氧 化膜中如果裹挾有過多的硅、錳、鐵、銅、鉻等雜質離子(或原子),氧 化膜的純度就低,透明度就會下降。原理在于氧 化膜雖然是透光的,但也會有一些光散射損失。氧 化膜厚度增加時透明度也會下降。氧 化膜的小孔是光散射的主要根源,孔隙率越高光散射就越多。特別是小孔呈顯喇叭形時,光散射會急劇增加,透明度就會下降。

      封孔物質是勃姆石,常溫封孔時還有氫氧 化鎳和氟鋁酸鹽,它們都是透明的,因此正常的封孔基本上不會降低氧 化膜的透明度。但是如果發生過封孔,所形成的粉霜就全部成為光散射質點,就會使氧 化膜的透明度大幅降低。關于封孔,主要是控制好溫度和時間,避免出現過封孔。如果是常溫封孔,還要調整好鎳/氟含量及其比例,特別是氟離子含量不能太高。如果出現了過封孔,可將鋁件浸入稀硝酸中退除粉霜。

      氧 化膜中的雜質主要來源于鋁件本身,次要來源是氧 化槽液。因此,適當降低鋁件中合金元素的含量,盡量降低鋁件的雜質含量,甚至選用高純鋁都能提高氧 化膜純度。降低槽液中的雜離子,保持槽液新鮮也能提高氧 化膜純度。氧 化膜的孔隙率主要取決于溶膜速度,溶膜越快則孔隙率越大。溶膜速度與硫酸濃度、槽液溫度、電流密度成正變關系,因此,適當降低硫酸濃度、槽液穩度、電流密度過都會降低氧 化膜的孔率。

      因此,要氧 化鏡面效果   的鑄件,   氧 化膜的透明度,并且,從控制氧 化膜厚度、降低氧 化膜孔隙率、提高氧 化膜純度、封孔適度這四個方面入手。


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