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      鑄件精確鑄造成形技術及鑄件在汽車上的應用概況

      發布日期:2020-05-14 發布者:潤恒壓鑄

      【一】、鑄件鑄造成形技術

      通常所說的汽車鑄件鑄造成形主要是指消失模和熔模鑄造技術。隨著汽車鑄件成形技術的發展,鑄造成形是指一類鑄造成形方法。通過這一類成形方法生產出的鑄件無需經過切削或是少切削即可直接使用。隨著對鑄件尺寸精度要求的提高,鑄鋁件成形技術近年來了發展,出現了砂型鑄造,消失模鑄造、可控壓力鑄造、壓力鑄造等一系列新的鑄造成形方法。

      Cosworth鑄造方法是由英國的一種采用錯砂砂芯組合并用電磁泵控制澆注的方法,已經成功用于鋁合金缸體的批量生產,并已經出現了許多工藝變種,如采用低壓澆注取代電磁泵澆注等工藝。采用該類鑄造方法可以生產壁厚為3.5~4.0mm的鋁合金缸體,是目前砂型鑄造的代表工藝。

      壓鑄件的使用量隨著社會經濟的發展而不斷的攀升,而壓鑄件本身是一種壓力鑄造的零件。壓鑄件質量包括外觀質量、內在質量和使用質量,外觀質量是指鑄件表面的粗糙度、表面質量、尺寸公差、形位公差和質量偏差等;內在質量是指鑄件的化學成分、物理和力學性能、金相組織以及在鑄件內部存在的孔涮、夾雜物和裂紋等;使用質量是指鑄件能滿足各種使用要求和工作性能,如、耐蝕性、和切削性、焊接性等。

      壓鑄件由于壓鑄方法固有的充型造成的噴射以及金屬模具冷卻和高的生產效率對模具的損害,使壓鑄件不可避免的產生很多缺陷,一些缺陷是與壓鑄方法與之俱來的,一些則是可以避免的,一些缺陷不會影響壓鑄件的性能,所以不會造成鑄件廢品,而另外一些缺陷則可能會影響鑄件的性能而成為廢品。質量是企業的生命線,是提高企業競爭能力的重要支柱,是提高企業經濟效益的重要條件,因此,提高壓鑄件質量,無論對于壓鑄企業的經濟利益,還是減少資源浪費的社會效益,都是非常有利的。

      壓鑄件質量包括外觀質量、內在質量和使用質量,外觀質量是指鑄件表面的粗糙度、表面質量、尺寸公差、形位公差和質量偏差等;內在質量是指鑄件的化學成分、物理和力學性能、金相組織以及在鑄件內部存在的孔涮、夾雜物和裂紋等;使用質量是指鑄件能滿足各種使用要求和工作性能,如、耐蝕性、和切削性、焊接性等。

      熔模鑄造技術成型工藝的發展趨勢是鑄件離然后產品的距離越來越近,產品的復雜程度和質量檔次越來越高,CAD,CAM和CAE的應用成為產品主要技術,協作開始顯現。

      在高壓鑄造工藝基礎上的真空鑄造、充氧壓鑄、半固態金屬流變或觸變壓鑄等工藝方法,旨在鑄件缺陷,提高內部質量,并擴大壓鑄件的應用范圍。擠壓鑄造過程中,熔體在壓力下充型和凝固,具有平穩、無金屬噴濺、金屬液氧化損失少、節能、操作和減少鑄件孔洞類缺陷等優點,在鋁合金副車架等鋁合金鑄件的與應用方面獲得了廣泛的應用。

      汽車產量的不斷增長迫切要求鑄造生產向、優性能、近凈形、多品種、低消耗、低成本的方向發展。由于一輛整車約15%~20%的零件是鑄件。這就要求鑄造行業要不斷應用各種、新材料來提升鑄造整體水平。鑄件鑄造成形技術能夠滿足汽車鑄件的上述要求,其應用也將涵蓋汽車鑄件的不同鑄造生產過程中。

      【二】、鑄件在汽車上的應用概況

      汽車行業在我國經歷了的迅猛發展,而汽車產品恰恰是鑄件的較大用戶,我國汽車的龐大市場,會使汽車鑄鋁件的需求大幅增加。鑄件是汽車產品零部件的重要構成之一,平均每輛汽車上約有10~20%重量的零部件為鑄件產品,同樣大約每年有20%左右的鑄件是為汽車行業生產的,即目前我國每年約500~600萬噸鑄件流向汽車制造與服務行業。

      汽車零部件中有很多零件也是由鑄件來制造的,一些結構復雜的汽車零部件如發動機缸體、缸蓋等,鑄造優異的成型工藝是其它制造方法難以實現的,同時鑄件的材料性能又可以滿足這些零部件的使用性能要求,且廉,這是鑄件在汽車零部件上應用并在相當長的時問內也能夠得以延續的重要原因。

      但是鑄件在汽車上的應用也面臨各方面的考驗。汽車輕量化、節能環保的要求,不僅是采用鋁鎂合金來代替鑄鐵材料,一些塑料件、陶瓷件等更輕的汽車鑄件產品正在蠶食鑄件產品陣地;同樣,隨著汽車性能提高與性能的要求,一些產品如曲軸等采用鍛件制造也越來越多。再次,鑄造是耗能與污染的重要行業,由于節能環保的要求,如同發達一樣,社會對鑄造行業的排斥將越來越強,鑄造行業面臨著巨大壓力,而清潔化鑄造的生產方式并不是一朝一夕能夠實現的,并會帶來成本增加,這是我們更需要關注的。氣孔、氣泡

      缺陷特征:鑄件壁內氣孔一般呈圓形或橢圓形,具有光滑的表面,一般是發亮的氧化皮,有時呈油黃色。

      產生原因:澆注合金不平穩,卷入氣體,型砂中混入雜質,鑄型和砂芯通氣不良,冷鐵表面有縮孔。

      3、縮松

      缺陷特征:壓鑄件縮松一般產生在內澆道附近飛冒口根部厚大部位、壁的厚薄轉接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態時斷口為灰色,淺黃色經熱處理后為灰白淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀嚴重的呈絲狀縮松可通過X光、熒光低倍斷口等檢查方法發現。

      產生原因:冒口補縮作用差,爐料含氣量太多。

      4、裂紋

      產生原因:鑄件結構設計不合理,有尖角,壁的厚薄變化過于懸殊,砂型退讓性不良,鑄型局部過熱。

      壓鑄件缺陷的防止方法

      1、爐料應經過吹砂,回爐料的使用量適當降低,改進澆注系統設計,提高其擋渣能力,采用適當的熔劑去渣,澆注時應當平穩并應注意擋渣。

      2、正確掌握澆注速度,避免卷入氣體,型砂中不得混入雜質以減少造型材料的發氣量,砂的排氣能力,正確選用及處理冷鐵,改進澆注系統設計。

      3、從冒口補澆金屬液,改進冒口設計,爐料應清潔無腐蝕,鑄件縮松處設置冒口,安放冷鐵或冷鐵與冒口聯用,控制型砂水分,和砂芯干燥,采取細化品粒的措施,改進鑄件在鑄型中的位置降低澆注溫度和澆注速度。

      4、改進鑄件結構設計,避免尖角,壁厚力求均勻,圓滑過渡,采取增大砂型退讓性的措施,鑄件各部分同時凝固或順序凝固,改進澆注系統設計。


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