在壓鑄件加工的過程中,鋁合金可進行各種形式的澆鑄,其中包括砂型鑄造(黏土砂、水泥沙、化學硬化砂型等)、金屬型鑄造、殼型鑄造、石膏型鑄造、離心鑄造、連續鑄造以及壓力鑄造等,在其中以砂型鑄造 為普遍。
在砂型鑄造中,澆注系統的設計 為重要, 先應將潔凈的金屬液由澆勺或澆包引入型腔內,這樣才能較高的出品率。澆注系統尺寸的設計也尤為重要,可采用查表法,計算法或直接采用經驗數據,但 后還是要采用實際的實驗進行檢驗和修改。一般來說查表發用的比較普遍。要根據壓鑄件的重量和尺寸來確定澆鑄的速度及流量。其次在壓鑄件加工的過程中還要注意壓鑄件所留冒口的尺寸和形狀。確定冒口尺寸的方法用很多,有計算法熱節圓法和圖標法等。對于形狀來說,一般采用弧形或其他形狀,也可根據經驗求出所用冒口的體積。再有就是壓鑄件澆鑄的溫度了,一般的壓鑄件在600度到700度之間,對于特種壓鑄件也可溫度調整。
澆鑄系統完成后,要經過長時間的自然冷卻后將壓鑄件取出,這樣的壓鑄件不會因溫度過高產生變形,也不容易產生微觀縮孔和晶內偏析,從而減少針孔率的大量產生。
壓鑄件其結構較為復雜,有多個孔和凹槽,生產難度較大。該閥體在現有的工藝條件下生產,出現了較為嚴重的縮氣孔,氣密性試驗不合格,鑄件質量不過關等現象。以該閥體為例,就如何減少鑄件缺陷和提高產品合格率為出發點,開展了壓鑄件剖析、數值模擬及試驗應用等方面的研究,主要工作和結論如下:
1、對閥體壓鑄件進行了詳細剖析,分析了整套質量檢驗流程,統計了缺陷類型及其位置分布,確定了缺陷多發區域,同時闡述缺陷形成機理并提出初步解決方案。
2、建立合金充型和凝固過程的數學模型,利用ProCAST軟件對閥體鑄件進行數值模擬,分析鑄件的充型和凝固過程,預測了可能產生缺陷的區域,其結果與生產實際基本吻合。
3、根據澆注和排溢系統的設計原則,針對實際壓鑄缺陷,對澆注排溢系統進行優化設計,提出了兩種設計方案,根據數值模擬結果,對兩種方案的優缺點進行比較分析,得出 佳優化方案。
4、根據正交試驗法,設計了九組數值模擬方案,對鑄件的充型過程、凝固過程以及缺陷預測進行綜合分析,確定了 佳工藝參數組合(6.2m/s的壓射速度,650℃的澆注溫度和220℃的模具預熱溫度)。
5、通過修改澆注排溢系統結構和工藝參數進行壓鑄試驗,的壓鑄件缺陷少,尺寸 ,滿足實際使用要求。