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      鑄件氣孔形成同鑄造成形技術

      發布日期:2020-07-06 發布者:潤恒壓鑄

      【一】、鑄件氣孔形成

      1氫氣氣孔

      氫氣氣孔微小,形如針狀,且均勻分布,零件表面加工后才能觀察到。由于壓鑄件壁薄,金屬液凝固,有時氫氣氣孔肉眼難以觀察到。

      水蒸氣是氫氣較主要的來源,可能來自爐氣、熔煉工具、鋁錠/回收件、油污染機加工屑和濕精煉劑等。

      通常鋁合金壓鑄采用旋轉除氣裝置。氣體源一般使用氫氣、氮氣或氯氣。在金屬液中通入氣體,通過轉子切成大量微小氣泡,由于氣泡內外的濃度差,將氫氣吸入氣泡內,一起排出金屬液外。

      除氣效果受設備、氣體選擇、除氣轉子速度和除氣時間等因素的影響,壓鋁鑄件通過檢測除氣后金屬液密度來衡量。采集量的鋁液倒入小柑鍋內,放入減壓室,在減壓條件下凝固,分別在空氣和水中稱量,再按下式求得試樣相對密度。

      2.2卷氣氣孔

      卷氣氣孔呈圓形,內部干凈,表面比較光滑且具有光澤,卷氣有時單獨存在,有時簇集在一起。分別為宏觀和掃描電鏡下卷氣氣孔特征。卷氣一般發生在沖頭系統、澆道系統和型腔內。

      2.2.1沖頭系統卷氣

      在金屬液從壓室或鵝頸流到內澆口的過程中,很多空氣會卷入。一般壓鑄工藝不可能改變紊流液體流動模式,但是可以通過改進給料系統,減少金屬液到達內澆口的卷氣量。

      對于冷室壓鑄,應該考慮充滿度,即澆入冷室壓鑄機的液態金屬量占壓室容量的比率。在設計過程參數時,充滿度要大于5U%,以70%~80%為宜。

      在壓鑄機選擇和模具設計過程中,選擇合適的壓室尺寸和充滿度。在射筒尺寸確定后,要考慮從澆包到射筒的澆注速度。如果充滿度小于50%,壓室的上部空間大,金屬液將會產生波浪,在沖頭和模具之間往復運動。當沖頭開始向前運動,形成沖頭前面和射筒中部的反射波浪匯合,就會發生紊流和卷氣。這樣,使鑄件氣孔增加,同時還會引起壓室內的液態金屬激冷,對填充不利。

      較佳解決辦法是在金屬波反射之前,沖頭已開始運動,也就是說,沖頭和初始波的方向相同,這可以減少卷氣。

      在產品和設計過程中,還應該考慮下面過程因素:①對于冷室壓鑄來講,包括澆注速度、壓射延遲時間、低壓射加速、澆口速度、澆口至低速壓射的切換點、低壓射速度和壓射起始點;②對于熱室壓鑄來講,包括低壓射加速、低壓射速度至壓射的切換點。對上述參數適當調整和監控,盡量減少卷氣程度。

      2.2.2澆道系統卷氣與排氣

      金屬液在64~160km/h速度下,一旦遇到澆道形狀發生變化,沖力會使金屬液產生漩渦,導致產生卷氣氣孔缺陷。

      通過合理設計澆道形狀來解決這種卷氣,應金屬液在整個充型過程中平穩,需要對澆道的曲線和尺寸合理選擇。

      2.2.3型腔卷氣

      減少型腔卷氣氣孔缺陷,要排溢系統和排氣通暢。

      【二】、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。


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