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谈对铝合金件金属型铸造

日期:2018-09-10 09:51

  工 业 技 术 2 01 2年4N( I -) I科技创新与应用 谈对铝合金件金属型铸造 王长 君 (哈 尔滨市龙哈泵业有限责任公司, 黑龙江 哈尔滨 150056) 摘我国许多厂家也引进先进金属型设备或 自 制设备生产汽车发动机缸盖、 进气管和活塞等铝铸件。金属型铸铝技术也广泛应用于 航空、 航天、 高压电器、 电力机械以及仪器仪表等行业。 铝合金的应用得以广泛的发展, 这就要求我们在工艺和设备上有较高的要 求 , 本文针对这项需求分析 了铝合金铸造 的工艺及其设计原理 , 同时还 阐述 了铝合金铸造的设备 自动化问题。 关键词 : 铝合金 ; 铸造工艺; 设备 要: 铝合金件金...

  工 业 技 术 2 01 2年4N( I -) I科技创新与应用 谈对铝合金件金属型铸造 王长 君 (哈 尔滨市龙哈泵业有限责任公司, 黑龙江 哈尔滨 150056) 摘我国许多厂家也引进先进金属型设备或 自 制设备生产汽车发动机缸盖、 进气管和活塞等铝铸件。金属型铸铝技术也广泛应用于 航空、 航天、 高压电器、 电力机械以及仪器仪表等行业。 铝合金的应用得以广泛的发展, 这就要求我们在工艺和设备上有较高的要 求 , 本文针对这项需求分析 了铝合金铸造 的工艺及其设计原理 , 同时还 阐述 了铝合金铸造的设备 自动化问题。 关键词 : 铝合金 ; 铸造工艺; 设备 要: 铝合金件金属型铸造方法由于其生产率高、 劳动环境清洁、 铸件表面光洁和内部组织致密等优点. ~ g f- 泛应用。 近几年, 1 铝合金件金属型铸造的优势 铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法(压铸 、 低压铸造和 砂型铸造等 )相 比主要具有如下几方面的优势 : 几何尺寸和金相组 织等综合质量好 ; 较低压及高压铸造工艺灵活 , 可生产较复杂铸件 ; 更有利于大批量生产, 实现高度自动化和简化维修; 在同等生产规 模下, 与高、 低压铸造相比, 铸造设备和金属型等工装的一次性投资 更低。 2 铝合金金属型铸造工艺性能 2. 1 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力 。 流动性 的大小决定合金 能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 实际生产中, 在合金已确定的情况下, 除了强化熔炼工艺(精炼 与除渣 )外 , 还必须改善铸型工艺性 (砂模透气性 、 金属型模具排气 及温度), 并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度, 保证合金的 流动性。 2. 2 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一 。一般讲 , 合金从液体浇 注到凝 固, 直至冷到室温 , 共分为三个 阶段 , 分别为液态收缩 、 凝 固 收缩和固态收缩。合金 的收缩性对铸件质量有决定性的影 响, 它影 响着铸件的缩孑 L大小 、 应力 的产生 、 裂纹的形成及尺寸的变化。 通常 铸件收缩又分为体收缩和线收缩 , 在实际生产 中一般应用线收缩来 衡量合金的收缩性 。 2_3 热裂性 铝铸件热裂纹的产生 , 主要是由于铸件收缩应力超过 了金属 晶 粒 间的结合力 , 大多沿晶界产生从裂纹断 口观察可见裂纹处金属往 往被氧化, 失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸 , 形状呈锯齿形 , 表面较 宽, 内部较窄, 有的则穿透整个铸件的端面。 2. 4 气密性 铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体 或液体 的作用 下不渗漏程度 , 气密性实际上表征了铸件 内部组织致密与纯净的程 度。 铸铝合金的气密性与合金的性质有关 ,合金凝固范围越小, 产 生疏松倾向也越小, 同时产生析出性气孑 L越小, 则合金的气密性就 越高。 同一种铸铝合金的气密性好坏, 还与铸造工艺有关, 如降低铸 铝合金浇注温度 、 放置冷铁 以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶 等 , 均可使铝铸件的气密性提高 。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提 高铸件的气密性。 2. 5 吸气性 铝合金易吸收气体 , 是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合 金的组分与炉料 、 有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产 生的氢气被铝液体吸收所致。 3 铝合金件金属型铸造工艺技术 3. 1 铝合金件金属型铸造工艺设计 金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定 、 浇 冒系统 的 设计和模具工作温度的控制和调节。 铸件浇注位置。它直接关 系到金属型型芯和分型面的数量 、 金 属液导人位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等, 从 而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布, 进而 影响铸件的生产效率, 尺寸精度等内、 外质量。因此, 铸件浇注位置 是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 浇冒系统。 铸件浇冒系统设计决定铸件内、 外质量。 浇冒系统应 具有撇渣 、 排气和补缩功能 , 同时应保证铸件合理的凝 固、 冷却温度 场。 正确 、 合理的浇 冒系统除凭经验估算外 , 附算机数值模拟可直观 地预测铸件凝固过程温度场, 显示铸件可能产生缩松(孔)的危险部 位 , 从而指导工艺设计 , 并通过调整浇 冒系统结构和尺寸 、 金属型结 万方数据构、 控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、 消除铸造 缺陷 , 如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖 的毛坯 , 尽管采取在 上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺 措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场 , 难 以消除底部内浇口周 围过热而造成的缩松缺陷。 当然, 浇冒系统 的开设位置、 结构和尺寸 大小除考虑铸件凝固温度场外 , 还需兼顾型复杂程度 , 金属液充型 是否平稳 , 是否具有撇渣和排气等功能。 金属型工作温度。同样 , 金属型工作温度 和各部分 的温差对铸 件的冷却温度场有着重要的作用。 对金属型局部过热区域强制水冷 和风冷是为了保证该区域保持正常的工作 温度 ,提高生产效率 , 同 时消除过热 , 保证正常的冷却温度场。金属型工作温度控制比较先 进和有效手段是控制冷却水出口温度, 出口温度靠冷却循环水循环 速度调节。 3. 2 铝合金金属型设计及材料 金属型设计及制造 。 好 的金属型设计和制造技术是满足工艺设 计 、 适应大批量 、 高质量铸件生产 的关键。 金属型设计主要包括金属 型结构、 排气系统 、 锁紧机构 , 冷却 系统 、 连接机构以及铸 件顶 出机 构。 合理 的铸造工艺和金属型设计 只有通过先进的金属型加工制造 技术来体现。 金属型材料。适宜制造金属型的材料应具有足够 的高温强度 、 定的热稳定性和热疲劳强度 以及足够 的强韧性 。国内一般用铸 铁 、铸钢和铜合金作为铝合金金属型模具材料 ,平均寿命 10000~ 50000 次左右 ; 发达国家普遍采用美 国钢铁 学会(AISI)分类 的 H一 13, 相当于国内 4CrMoVSi 钢 。这种钢具有较高 的热强度和硬度 , 还 具有较高的耐磨性和韧性, 用它作模具, 其铸件尺寸稳定、 模具寿命 长 , 一般大于 100000次 。 当然 , 模具的寿命除与材质有关外 , 还与模 具结构、 铸造合金的材料、 操作和管理等因素有关。 4 铝合金金属型铸造设备及 自动化 4. 1 金属型铸造设备 金属型铸造机按用途可分为专用金属型铸造机和通用金属型 铸造机 ; 按动力可分为手动 、 气动 、 电动和液压金属 型铸造机 。国外 些铸造设备厂按产品和用户 的要求研制 出许多专用金属型铸造 机, 如铝缸盖、 铝缸体、 铝活塞、 铝进气歧管等金属型铸造机。 制造铝 合金金属型铸造机著名的有意大利的 Fata 公 司,法国的 Sifa 公司 等。 4. 2 金属型铸造 自动化生产线 金属型铸造 自动化生产线包括 : 金属液熔化及传送设备 、 浇注 机 、 金属型铸造机 、 下芯和取件机械手 、 金属型涂料涂敷机 、 铸件传 输及浇 冒口切除机、 热处理设备和炉前快速检测仪器等 。自动化生 产线适用于专业化生产 , 可高效清洁地生产大批量优质铸件。 一一47 谈对铝合金件金属型铸造谈对铝合金件金属型铸造作者:王长君作者单位:哈尔滨市龙哈泵业有限责任公司,黑龙江哈尔滨,150056刊名:科技创新与应用英文刊名:年,卷(期): 引用本文格式:王长君 谈对铝合金件金属型铸造[期刊论文]-科技创新与应用 2012(7)2012(7)

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