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    保温冒口在金属型铸造小型铝铸件上应用

    发布日期:2022-07-11 发布者:润恒压铸厂

    传统的保温冒口基本上是一次性保温冒口,其优点是:制造方便、周期短、成本低、保温效果好,多用于黑色金属。但用于金属型铸造成批生产的中小件,却存在如下缺点:所需冒口数量多,总成本高,污染生产现场。为适应金属型生产需要,我们研究了一种微型保温冒口,用来生产象压缩机连杆、活塞等小型铝铸件

    压缩机连杆其材质为ZL105铝合金。采取垂直分型,从连杆顶部引入金属液,浇道和冒口合二为一。双点画线为普通冒口的形状和尺寸,冒口和连杆为一整体型。有关参数为:浇注温度720~740℃;金属型预热温度200一300℃。但浇注5, 6件后,整个金属型温度上升到300℃以上,从上到下的温度梯度很小,不能形成顺序凝固和补缩,常在连杆头部的A处形成缩松或缩孔,为解决此问题需将整个金属型淬水以降温。但组成金属型的冒口和连杆为一整体,淬水的结果,使整个金属型都降温,达不到下半型低温、上半型高温这一工艺要求,其结果是废品率高达30%一40%。

    上述普通冒口形状上大下小,高60mm,总重量(铝合金)170g,连杆的总重量(铝合金)4 00g,经计算工艺出品率为70%。

    为了提高冒口补缩效率和降低废品率增大温度梯度,为此把金属型的冒口部分分离出来,单独做成的保温冒口套。此冒口套用2 ~3mm厚的钢板先焊成有夹层的上小下大的壳体,然后把具有良好保温性能的材料(如陶瓷棉等)填入夹层中,这就做成了简易型保温冒口套。在使用时,先预热并在内壁刷涂料。

    铝铸件的使用量随着社会经济的发展而不断的攀升,而铝铸件本身是一种压力铸造的零件。铝铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量,外观质量是指铸件表面的粗糙度、表面质量、尺寸公差、形位公差和质量偏差等;内在质量是指铸件的化学成分、物理和力学性能、金相组织以及在铸件内部存在的孔涮、夹杂物和裂纹等;使用质量是指铸件能满足各种使用要求和工作性能,如性、耐蚀性、和切削性、焊接性等。

    铝铸件由于压铸方法固有的充型造成的喷射以及金属模具冷却和高的生产效率对模具的损害,使铝铸件不可避免的产生很多缺陷,一些缺陷是与压铸方法与之俱来的,一些则是可以避免的,一些缺陷不会影响铝铸件的性能,所以不会造成铸件废品,而另外一些缺陷则可能会影响铸件的性能而成为废品。质量是企业的生命线,是提高企业竞争能力的重要支柱,是提高企业经济效益的重要条件,因此,提高铝铸件质量,无论对于压铸企业的经济利益,还是减少资源浪费的社会效益,都是非常有利的。铸件设计的壁厚要求:

    铝铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸模具工艺中一个具有意义的因素,壁厚与整个工艺规范有着密切关系,如填充时间的计算、内浇口速度的选择、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力(终比压)的作用、留模时间的长短、铸件顶出温度的高低及操作效率;

    a、零件壁厚偏厚会使铝铸件的力学性能明显下降,薄壁铸件致密性好,相对提高了铸件强度及耐压性;

    b、铸件壁厚不能太薄,太薄会造成铝液填充不良,成型困难,使铝合金熔接不好,铸件表面易产生冷隔等缺陷,并给压铸工艺带来困难;铝铸件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷增加,故在铸件有足够强度和刚度的前提下,应尽量减小铸件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致,为了避免缩松等缺陷,对铸件的厚壁处应减厚(减料),增加筋;对于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚;

    铝铸件具有较好的强度,可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和性能,因此在机械制造中广泛的运用。那么铝铸件在焊接时应注意什么呢?

    (1)铝在空气中及焊接时极易氧化,且氧化铝的熔点高、非常稳定,不易,阻碍了母材的熔化和熔合。铝材的表面氧化膜和吸附的大量水分,易使焊缝产生气孔。铝铸件焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,其表面氧化膜。

    (2)铝及铝合金在焊接过程中,大量的热量能被传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量多的消耗于金属其他部位,为了获得焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源或采用预热等工艺措施。

    (3)铝凝固时的体积收缩率较大,焊接铝铸件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。母材基体金属如为变形或固溶时效时,焊接热会使热影响区的强度下降。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。

    (4)铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的光彩变化,焊接操纵时判定难,合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降。

    (5)铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。严格控制氢的来源,可以防止气孔的形成。