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    铸件精确铸造成形技术及铸件在汽车上的应用概况

    发布日期:2020-05-14 发布者:润恒压铸

    【一】、铸件精确铸造成形技术

    通常所说的汽车铸件精确铸造成形主要是指消失模和熔模铸造技术。随着汽车铸件成形技术的发展,铸造精确成形是指一类铸造成形方法。通过这一类成形方法生产出的铸件无需经过切削或是少切削即可直接使用。随着对铸件尺寸精度要求的提高,铸铝件精确成形技术近年来得到了迅速发展,出现了精确砂型铸造,消失模铸造、可控压力铸造、压力铸造等一系列新的铸造成形方法。

    Cosworth铸造方法是由英国开发的一种采用错砂砂芯组合并用电磁泵控制浇注的方法,已经成功用于铝合金缸体的批量生产,并已经出现了许多工艺变种,如采用低压浇注取代电磁泵浇注等工艺。采用该类铸造方法可以生产壁厚为3.5~4.0mm的铝合金缸体,是目前精确砂型铸造的代表工艺。

    压铸件的使用量随着社会经济的发展而不断的攀升,而压铸件本身是一种压力铸造的零件。压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,如耐磨性、耐蚀性、和切削性、焊接性等。

    压铸件由于压铸方法固有的充型造成的喷射以及金属模具快速冷却和高的生产效率对模具的损害,使压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,一些缺陷不会影响压铸件的性能,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,提高压铸件质量,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。

    压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,如耐磨性、耐蚀性、和切削性、焊接性等。

    熔模精密铸造技术成型工艺的发展趋势是铸件离然后产品的距离越来越近,产品的复杂程度和质量档次越来越高,CAD,CAM和CAE的应用成为产品开发主要技术,协作开始显现。

    在高压铸造工艺基础上开发的真空铸造、充氧压铸、半固态金属流变或触变压铸等工艺方法,旨在消除铸件缺陷,提高内部质量,并扩大压铸件的应用范围。挤压铸造过程中,熔体在压力下充型和凝固,具有平稳、无金属喷溅、金属液氧化损失少、节能、操作安全和减少铸件孔洞类缺陷等优点,在铝合金副车架等高性能铝合金铸件的开发与应用方面获得了广泛的应用。

    汽车产量的不断增长迫切要求铸造生产向高质量、优性能、近净形、多品种、低消耗、低成本的方向发展。由于一辆整车约15%~20%的零件是铸件。这就要求铸造行业要不断应用各种新技术、新材料来提升铸造整体水平。铸件精确铸造成形技术能够满足汽车铸件的上述要求,其应用也将涵盖汽车铸件的不同铸造生产过程中。

    【二】、铸件在汽车上的应用概况

    汽车行业在我国经历了的迅猛发展,而汽车产品恰恰是铸件的较大用户,我国汽车的庞大市场,会使汽车铸铝件的需求大幅增加。铸件是汽车产品零部件的重要构成之一,平均每辆汽车上约有10~20%重量的零部件为铸件产品,同样大约每年有20%左右的铸件是为汽车行业生产的,即目前我国每年约500~600万吨铸件流向汽车制造与服务行业。

    汽车零部件中有很多重点零件也是由铸件来制造的,一些结构复杂的汽车零部件如发动机缸体、缸盖等,铸造优异的成型工艺是其它制造方法难以实现的,同时铸件的材料性能又可以满足这些零部件的使用性能要求,且价格低廉,这是铸件在汽车零部件上应用并在相当长的时问内也能够得以延续的重要原因。

    但是铸件在汽车上的应用也面临各方面的考验。汽车轻量化、节能环保的要求,不仅是采用铝镁合金来代替铸铁材料,一些塑料件、陶瓷件等更轻的汽车铸件产品正在蚕食铸件产品阵地;同样,随着汽车性能提高与安全性能的要求,一些产品如曲轴等采用锻件制造也越来越多。再次,铸造是耗能与污染的重要行业,由于节能环保的要求,如同发达国家一样,社会对铸造行业的排斥将越来越强,铸造行业面临着巨大压力,而清洁化铸造的生产方式并不是一朝一夕能够实现的,并会带来成本增加,这是我们更需要关注的。气孔、气泡

    缺陷特征:铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形,具有光滑的表面,一般是发亮的氧化皮,有时呈油黄色。

    产生原因:浇注合金不平稳,卷入气体,型砂中混入有机杂质,铸型和砂芯通气不良,冷铁表面有缩孔。

    3、缩松

    缺陷特征:压铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色,浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现。

    产生原因:冒口补缩作用差,炉料含气量太多。

    4、裂纹

    产生原因:铸件结构设计不合理,有尖角,壁的厚薄变化过于悬殊,砂型退让性不良,铸型局部过热。

    压铸件缺陷的防止方法

    1、炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低,改进浇注系统设计,提高其挡渣能力,采用适当的熔剂去渣,浇注时应当平稳并应注意挡渣。

    2、正确掌握浇注速度,避免卷入气体,型砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量,改善砂的排气能力,正确选用及处理冷铁,改进浇注系统设计。

    3、从冒口补浇金属液,改进冒口设计,炉料应清洁无腐蚀,铸件缩松处设置冒口,安放冷铁或冷铁与冒口联用,控制型砂水分,和砂芯干燥,采取细化品粒的措施,改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度。

    4、改进铸件结构设计,避免尖角,壁厚力求均匀,圆滑过渡,采取增大砂型退让性的措施,保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固,改进浇注系统设计。