- 收藏
- 加入书签
铝合金铸件低压铸造工艺分析
摘要:对于铝合金铸件其为了迎合设计标准,内部的筋条众多,结构繁琐,其制造模式主要是选取调压铸造,但受到设备,工艺的制约,其生产的效率不是很理想。基于此点,本篇文章就来详细的分析铝合金铸件工艺,以此能够使得设计的图样符合标准,进行对整体的铝合金铸件合格率进行提高。本篇文章先对低压铸造进行阐述,之后再对工艺试验进行分析,最后对试验结果进行解剖。
关键词:低压铸造;铝合金;荧光检测;X光检测
在工业生产当中铝合金因为抗腐蚀性以及铸造性都比较强,所以其应用时非常广泛的,而铝合金低压铸造指的是在低压压力下实施铝合金溶液低压底注,顺着升液管让铝合金容易上升到浇口,之后进行平稳恒速充型,充型完成在进行保压处理,随后对缩孔进行控制,再冷却凝固,卸压,最后完全把铸件顶出。在生产薄壁材料以及繁琐形状时比较适合应用低压铸造技术,该技术的特点有利用金属比较合理,优良的力学性能,经济高效以及成型稳定等。
1低压铸造简析
1.1工艺原理
低压铸造是在压力的作用之下把液体金属进行充型,以此形成铸件。因为是采用的低压,所以又称为低压铸造。基本的流程就是在密封的坩埚内通入压缩空气,在气体压力的作用之下,金属液体顺着液管不断的上升到浇口,与此同时,要对坩埚中的压力进行保证,铸件凝固完全之后在把内部的气体压力进行解除,而没有凝固完全的金属液体引流到坩埚中,把铸件通过气缸进行推出。
1.2工艺规范
1.2.1充型与增压
而金属液体上升到浇口处附带的压力就是升液压力。需要保证金属液在升液管中以缓慢速度进行上升,这样能够对型腔内部气体外排起到促进的作用,还可以保证在浇口时不会出现金属液喷溅的情况。
1.2.2充型压力与速度
金属液充型上升到铸型顶端所需要的压力就是充型压力。这个过程充型速度就是金属液面升压的速度。
1.2.3增压与增压速度
在型腔中充满金属液,持续增加压力,在特定的压力大小下让铸件进行结晶凝固,而这个压力就是结晶压力。压力越大补缩越理想,最后铸件就会越紧密。但是通过结晶加大压力来对铸件的质量进行改进并不能适用所有情形。
1.2.4保压时间
型腔压力上升到结晶压力之后,保持一定的时间,等到铸件凝固之后,这期间所用的时间就是保压时间。如果保压时间不够的话,没能够等到铸件凝固完全就进行卸压,那么型腔内的金属液就会流回,从而就会使得铸件放空报废。如果保压的时间太长,就会导致浇口残留偏长,除了对工艺收得率进行影响之外,还会出现浇口冻结的情况,从而使得铸件很难出型,因此,对于保压时间在生产当中一定要合理的进行控制。
1.2.5铸型温度和浇筑温度
在低压铸造工艺当中,对铸型可以有不同的选择,其中没有特殊标准,并且是室温的是非金属型,而金属性又与之不同。比如,在进行铝合金低压铸造时,通常需要金属性温度在220℃左右,在对薄壁繁琐部件进行浇筑时,其温度能到320℃左右。在进行合金浇筑时可以发现,以铸件成型为前提,其温度条件是越低越好。
1.2.6涂料
选择金属型进行低压铸造时,一定要均匀的刷涂料,这样能够对铸件的品质进行改善,以此来提高铸件的寿命,而刷的涂料其厚度主要是根据铸件结构以及表面的光洁性来决定的。
2工艺试验
2.1试验方案
对铝合金低压铸件效果进行检测,选择的试验件要综合考察铸件本身的性能,材料性能,表层品质以及内部品质。主要的检测有:对特殊部位进行X光检测,开展试验件自身的力学性能检测,以及开展试验件荧光检测。
2.2试验件铸型
造型处理是按照铸件工艺方案来进行实施,尽可能的保证型腔表面没有任何破损存在,满足浇筑工艺标准。
在铸型型腔和砂芯表面合理的涂抹醇基涂料,以此来对保证任何树脂砂面不存在各个砂型表面和铸型型腔中。
浇道箱和芯头箱按照造型做出的标识进行装配,之后通过螺栓连接由盖板装配处理的铸型砂箱,使其是一个整体,这样方便开展后期的工作。
2.3试验件浇筑
试验件开始浇筑之前,在低压铸造机保温炉中把熔炼达标的铸造铝合金溶液放置其中进行保温,用盖板密封好,把准备好的铸型装配固定在低压铸造设备平台中,准备工作主要有以下四点:
第一,保温炉与升液灌内部采用石棉板来密封,防止出现漏气的情况,阻止其内部传热。第二,要合理的摆放升液管与直浇道对应内径。第三,在低压铸造机浇筑平台上用螺栓把铸型进行固定,以此维持好工作平台内部与铸型底面之间不低于0.3毫米的间隙。
3试验结果
3.1X光检测
按照试验件图样标准以及特定规范进行验收,上述投入十件试验件,通过实施X光进行检测,最后表明选取的试验件都是合格的。
3.2材料性能
3.2.1力学性能
上述试验件都满足自身力学性能标准。
3.2.2硬度结果
为了对铸件本身硬度指标进行检测,需要检测筒壁试片,3.5毫米的试片厚度。在试片中硬度检测随机选取三个点来进行,最后根据数据进行分析发现,铝合金铸件经过低压铸造形成的都能满足硬度要求,符合标准。
3.2.3强度结果
试验件经过机械加工达标之后进行静力试压,低压铸造形成的铸件百分百负荷条件最大位移以及最大应力都能够满足标准,其安全裕度是10.8,满足不低于0.33铝合金铸件实际安全裕度的标准,基于此,铸件由低压铸造形成的其强度符合设计标准。
3.3荧光检测
十件试验件通过X光检测达标之后再进行机械加工,其中八件荧光达标,两件经过机械加工之后,有孔洞在表面,按照相关标准进行补焊处理,之后在进行X光与荧光检测,最后只有一件试验件不达标。基于此,通过荧光进行检测,九件达标,一件不达标,有百分之九十的合格率。
4结语
最近几年,对于节能减排工作很多国家都开始进行重视,同样的汽车行业在往轻量化合金方面进行发展。全面研究铝合金低压铸造,对其关注的也比较多。对于铝合金低压铸造充型过程和冷却过程,随着数值模拟技术的发展,其与低压铸造进行融合是能够还原这两个过程,而对于铸造缺陷要及时的进行改进,以此对铸件的品质进行提高,这才是低压铸造的发展方向。
参考文献
[1] 刘国庆, 隋大山, 解国宏,等. 大型铝合金薄壁筒形件低压铸造工艺的数值模拟[J]. 热加工工艺, 2019, v.48;No.511(09):82-86.
[2] 徐文治, 程永奇, 陈宇航,等. ZL102低压铸造电池包箱体组织与力学性能研究[J]. 铸造技术, 2019, v.40;No.329(08):11-14+23.
[3] 张雅晴, 谭建波. C5M4铝合金端盖低压铸造工艺模拟及优化[J]. 特种铸造及有色合金, 2019, v.39;No.317(08):54-57.
[4] 符继麟、苏小平、陈川川、李智. 铝合金制动器安装底板低压铸造冷却工艺优化[J]. 热加工工艺, 2020, v.49;No.547(21):67-70.
[5] 孙晶莹, 乐启炽, 赵旭,等. 基于Flow-3D的铝合金铸件低压铸造卷气行为[J]. 特种铸造及有色合金, 2019, 39(007):739-741.
[6] 陈川川, 苏小平, 符继麟. 铝合金转向节低压铸造数值模拟与工艺优化[J]. 热加工工艺, 2020, v.49;No.527(01):68-71+74.
[7] 王勇, 闫亮亮, 杨峰,等. 铝合金薄壁筒体铸件的低压铸造工艺优化[J]. 热加工工艺, 2019, v.48;No.511(09):119-121.
[8] 蒋清, 孟祥炜, 王建,等. 航天大型铝合金壳体树脂砂铸型快速制造单元设计研究[J]. 铸造, 2019, v.68;No.513(08):103-107.
京公网安备 11011302003690号