低壓鑄鋁件產(chǎn)生變形的原因及其裂紋防止方法
是便液體金屬在壓力效果下充填型腔,以構(gòu)成鑄件的一種辦法。其技術(shù)進(jìn)程是:在密封的坩堝中,通入干燥的壓縮空氣,金屬液2在氣體壓力的效果下,沿升液管4上升,經(jīng)過澆口5平穩(wěn)地進(jìn)入型腔8,并堅持坩堝內(nèi)液面上的氣體壓力,一直到鑄件徹底凝結(jié)停止。然后免除液面上的氣體壓力,使開液管中未凝結(jié)的金屬液流坩堝,再由氣缸12開型并推出鑄件。低壓鑄鋁件與現(xiàn)在遍及運用的金屬型鍛造、壓力鍛造、熔模精細(xì)鍛造等技術(shù)比較,是一種新的特種鍛造技術(shù)。近些年來,它能立于諸傳統(tǒng)特種鍛造技術(shù)之列,并且發(fā)展迅速,闡明低壓鍛造技術(shù)具有優(yōu)于別的鍛造技術(shù)的獨特的地方。
低壓鑄鋁件的基本原理為:在一密封的容器內(nèi),通入枯燥的壓縮空氣,液體金屬在氣體壓力的作用下沿升液管上升經(jīng)過澆口進(jìn)入型腔,并在堅持氣體壓力的條件下完結(jié)鑄件凝結(jié),然后卸除容器內(nèi)的氣體壓力,使升液管和澆口中未凝結(jié)的金屬液回到容器中,已凝結(jié)的金屬在鑄型中構(gòu)成所需的鑄件。低壓鑄鋁件具有優(yōu)秀的耐腐蝕性及低的熱膨脹系數(shù)和良好的抗熱沖擊性能,不掉渣,不炸裂,使用壽命長等優(yōu)良性能。其優(yōu)異的抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性以及與鋁熔液等金屬溶液不浸潤的特性,使其成為冶金低壓鑄造行業(yè)的理想材料。氮化硅升液管熱膨脹系數(shù)為3.2×10-6/℃,抗折強(qiáng)度為700~800Mpa。使用后,在提高鑄件質(zhì)量的同時,顯著降低了低壓鑄造的運行成本。其使用壽命是傳統(tǒng)升液管的10倍以上,大大減少了升液管的更換次數(shù),充分保證了生產(chǎn)的連續(xù)化和自動化,廣泛適用于煉鋁行業(yè)、石油化工行業(yè)、金屬冶煉行業(yè)等領(lǐng)域。 針孔形成的主要因素針孔是鋁合金鑄件中容易出現(xiàn)的且對鑄件品質(zhì)造成一定影響的一種鑄造缺陷,氫是造成針孔的主要原因,而氫的主要來源是水蒸氣分解所產(chǎn)生的。
低壓鑄鋁件產(chǎn)生變形的原因是:
對于形狀復(fù)雜的鑄鋁件,雖然變形較為復(fù)雜,但也可應(yīng)用基本原理分析出它的變形方向。如車床床身,其導(dǎo)軌部分較厚,側(cè)壁部分較薄。鑄造后,其厚部存在拉應(yīng)力,薄部存在壓應(yīng)力。導(dǎo)軌經(jīng)切削加工后,斷面縮小,減少了對側(cè)壁產(chǎn)生的壓應(yīng)力作用,于是使床身產(chǎn)生下凹變形。為了防止鑄鋁件產(chǎn)生變形,首先結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理,其次在鑄造工藝上采取措施,如采用反變形法以抵消鑄造時所產(chǎn)生的變形,控制鑄件的凝固,盡童使各部分同時凝固,對于重要的、要求尺寸穩(wěn)定的鑄鋁件,可采用自然時效或人工時效的方法消除其中的殘留應(yīng)力。
低壓鑄鋁件結(jié)構(gòu)設(shè)計:
在整個鑄造過程中,金屬經(jīng)受了由固態(tài),液態(tài),固態(tài)這一過程,也就是說金屬經(jīng)歷了兩次狀態(tài)的變化。伴隨著這兩次狀態(tài)的變化產(chǎn)生了一些與鑄鋁件質(zhì)量密切有關(guān)的現(xiàn)象:固態(tài)爐料熔化成液態(tài)金屬后,使金屬具有流動性;由于在熔化澆注過程中,金屬液與爐渣、爐氣、大氣及鑄型等接觸,而使其含有氣體及非金屬夾雜物,金屬液澆入鑄型后,在冷卻凝固形成鑄件的過程中,其體積要縮小,同時還常常會出現(xiàn)鑄件各部分化學(xué)成分不一致的現(xiàn)象。不同的鑄造合金在這幾方面表現(xiàn)出的性能不同,如鑄鐵比鑄鋼的流動性要好,體收縮要小。在鑄造生產(chǎn)中,分別將這些性能稱為合金的流動性、吸氣傾向、收縮和偏析傾向,總稱為合金的鑄造性能。顯然,流動性好、吸氣傾向小、雜質(zhì)少、收縮小、偏析傾向小的鑄造合金,其鑄造性能好,也就不容易產(chǎn)生各種鑄造缺陷。 最大的優(yōu)點就是模具可以反復(fù)使用,而不是每一個鑄件鑄造前先造型。還有就是鋁合金重力鑄造的尺寸精度高,機(jī)械性能非常好,質(zhì)量也非常穩(wěn)定。由于不需要單件造型,所以作業(yè)面積減少很多,環(huán)境整潔。
低壓鑄鋁件裂紋防止方法:
1、添加鑄型及型芯中阻止縮短有些的退讓性,添加涂料厚度。
2、添加對發(fā)生熱裂有些的補(bǔ)縮。由于熱裂部位大有些是終究凝聚處,加強(qiáng)對這一有些的補(bǔ)縮,自然會減少熱裂。
3、增大熾熱部位鑄型的散熱才華,或許使熱裂部位轉(zhuǎn)移或不發(fā)生熱裂。
4、在與裂紋處相對應(yīng)的金屬型的兩邊上開設(shè)與裂紋方向平行的淺溝道以松散凝聚時的縮短應(yīng)力,到達(dá)打敗熱裂的目的。
5、盡早開模取出鑄件可有用地減少熱裂。
6、前進(jìn)型溫和澆注溫度,有利于一同凝聚,對減少熱裂有出色的作用。對于冷裂可以從結(jié)構(gòu)計劃上加以考慮,也可以將出產(chǎn)出得鑄件當(dāng)即進(jìn)行緩冷或退火處理,這有利于減少剩下熱應(yīng)力,可有用地減少冷裂,也可以在零件上增設(shè)拉筋去防裂。
低壓鑄鋁件是一種壓力鍛造的零件,是運用裝好鑄件模具的壓力鍛造機(jī)械壓鑄機(jī),將加熱為液態(tài)的鋁或鋁合金澆入壓鑄機(jī)的入料口,經(jīng)壓鑄機(jī)壓鑄,鍛造出模具約束的形狀和尺度的鋁零件或鋁合金零件,這么的零件一般就被叫做鋁壓鑄件。因為金屬鋁及鋁合金具有極好的流動性和可塑性,并且鍛造加工是在有壓力的壓鑄機(jī)中鍛造,因而低壓鑄鋁件能夠做出各種較雜亂的形狀,也可作出較高的精度和光潔度,然后很大程度的減少了鑄件的機(jī)械加工量和金屬鋁或鋁合金的鍛造余量,不只節(jié)省了電力、金屬材料、還大大節(jié)省了勞作成本;而鋁及鋁合金具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性,較小的比重和高可加工性。
低壓鑄鋁件鑄造的不同之處有:低壓鑄造的澆注工藝參數(shù)可在工藝范圍內(nèi)任意設(shè)置調(diào)整,可保證液體金屬充型平穩(wěn),提高了鑄件質(zhì)量;金屬液在壓力作用下充型,可以提高金屬液的流動性,鑄件成形性好,有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件,對于大型薄壁鑄件的成形更為有利;鑄件在壓力作用下結(jié)晶凝固,并能得到充分地補(bǔ)縮,故鑄件組織致密,機(jī)械性能高;提高了金屬液的工藝收得率,一般情況下不需要冒口,使金屬液的收得率大大提高,收得率一般可達(dá)90%。勞動條件好;生產(chǎn)效率高,易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化,也是低壓鑄造的突出優(yōu)點;低壓鑄造對合金牌號的適用范圍較寬,基本上可用于各種鑄造合金。不僅用于鑄造有色合金,而且可用于鑄鐵、鑄鋼;低壓鑄造對鑄型材料沒有特殊要求,凡可作為鑄型的各種材料,都可以用作低壓鑄造的鑄型材料。
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