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    汽车铸件的要求以及气孔形成

    发布日期:2021-01-17 发布者:润恒压铸

    <一>、汽车铸件的要求
    对汽车压铸件的轻量化薄壁化、强韧化的要求,给我国汽车铸件的铸造工业水平、设备与模具的水平和铸造原、辅材料的水平的提高,形成了巨大的压力。而我国汽车铝铸造,只是近几年随著轿车工业的兴起才刚刚开始,汽车镁铸件几乎从零开始。足见我国汽车铸造业压力之大。另一方面,社会已经再不能原谅铸造业这个能源消耗大户和污染大户的放任自流。对资源的保护,对环境的保护已是大家的共识。
    零部件工业从结构上来看也不尽合理。例如为汽车提供有色铸造的企业大部分集中在南部和东北地区,而中西部地区分布较少。而利用铝镁合金等新材料铸造汽车配件的企业就少,目前汽车有色铸件已不能满足国产汽车日益增长的轻量化的需要,成为制约国内整车厂家快速发展的一大瓶颈。
    由于汽车工业本身就是我国的新兴幼稚产业,全社会能为汽车工业协作供货的能力、水平,在当时极为有限。因此,汽车铸造厂当年的大而全,小而全,亦属不得已而为之。汽车铸件比传统产业的铸件复杂,质量要求较高,供货节拍较快,因此,须采用具有一定水平的较高生产率的铸造设备、设施,资金的投入也较高。但由于隶属主机厂,又不是主机厂的主体,所以,所能安排的实际投入又是很有限的。即使引进了某些国外设备,也因资金有限只能引进部分主要设备,而无能力引进全套设备,从而导致了铸造厂比同样隶属于主机厂的机械加工、装配等厂的技术水平要落后,生产效率要低,往往成为制约主机的发展瓶颈。在艰难的渡过了起步阶段之后,我国汽车铸造业面临其用户一汽车业对铸件的越来越高的要求,面临社会对铸造业越来越严的要求。为了实现可持续发展战略,使汽车达到节能、环保的目标。
    因此,汽车要努力提高燃料的经济性,要严格控制排放。为达到这样的目标,减轻汽车自重是重要措施,为使汽车减轻自重.便要求汽车铸件轻量化、化。对汽车铸件的轻量化、化的要求,给我国汽车铸铁件的铸造工艺水平、设备与模具的水平和铸造原、辅材料的水平的提高,形成了巨大的压力。而我国汽车铝铸造.只是近几年随着轿车工业的兴起才刚刚开始,汽车镁铸造几乎要从零开始。足见我国汽车铸造业压力之大。另一方面,社会已经再不能原谅铸造业这个能源消耗大户和污染大户的放任自流。对资源的保护.对环境的保护已是大家的共识。我国汽车铸造业走节能、节材、环保之路,走绿色铸造之路,别无选择。年轻的我国汽车铸造业任重道远。
    <二>、铸件气孔形成
    1氢气气孔
    氢气气孔微小,形如针状,且均匀分布,零件表面加工后才能观察到。由于压铸件壁薄,金属液凝固速度快,有时氢气气孔肉眼难以观察到。
    水蒸气是氢气较主要的来源,可能来自炉气、熔炼工具、铝锭/回收件、油污染机加工屑和湿精炼剂等。
    通常铝合金压铸采用旋转除气装置。气体源一般使用氢气、氮气或氯气。在金属液中通入气体,通过转子切成大量微小气泡,由于气泡内外的浓度差,将氢气吸入气泡内,一起排出金属液外。
    除气效果受设备、气体选择、除气转子速度和除气时间等因素的影响,压铝铸件通过检测除气后金属液密度来衡量。采集一定量的铝液倒入小柑锅内,放入减压室,在减压条件下凝固,分别在空气和水中称量,再按下式求得试样相对密度。
    2.2卷气气孔
    卷气气孔呈圆形,内部干净,表面比较光滑且具有光泽,卷气有时单独存在,有时簇集在一起。分别为宏观和扫描电镜下卷气气孔特征。卷气一般发生在冲头系统、浇道系统和型腔内。
    2.2.1冲头系统卷气
    在金属液从压室或鹅颈流到内浇口的过程中,很多空气会卷入。一般压铸工艺不可能改变紊流液体流动模式,但是可以通过改进给料系统,减少金属液到达内浇口的卷气量。
    对于冷室压铸,应该考虑充满度,即浇入冷室压铸机的液态金属量占压室容量的比率。在设计过程参数时,充满度要大于5U%,以70%~80%为宜。
    在压铸机选择和模具设计过程中,选择合适的压室尺寸和充满度。在射筒尺寸确定后,要考虑从浇包到射筒的浇注速度。如果充满度小于50%,压室的上部空间大,金属液将会产生波浪,在冲头和模具之间往复运动。当冲头开始向前运动,形成冲头前面和射筒中部的反射波浪汇合,就会发生紊流和卷气。这样,使铸件气孔增加,同时还会引起压室内的液态金属激冷,对填充不利。
    较佳解决办法是在金属波反射之前,冲头已开始运动,也就是说,冲头和初始波的方向相同,这可以大大减少卷气。
    在产品开发和设计过程中,还应该考虑下面过程因素:①对于冷室压铸来讲,包括浇注速度、压射延迟时间、低压射加速、浇口速度、浇口至低速压射的切换点、低压射速度和快速压射起始点;②对于热室压铸来讲,包括低压射加速、低压射速度至快速压射的切换点。对上述参数适当调整和监控,尽量减少卷气程度。
    2.2.2浇道系统卷气与排气
    金属液在64~160km/h速度下,一旦遇到浇道形状发生变化,冲力会使金属液产生漩涡,导致产生卷气气孔缺陷。
    通过合理设计浇道形状来解决这种卷气,应金属液在整个充型过程中平稳,需要对浇道的曲线和尺寸合理选择。
    2.2.3型腔卷气
    减少型腔卷气气孔缺陷,要确保排溢系统设计合理和排气通畅。