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    铸件气孔形成及工业的发展

    发布日期:2020-12-13 发布者:润恒压铸

    {一}、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。
    {二}、汽车工业的发展
    汽车工业带动其它产业的能力很强,汽车工业的发展必将推动冶金、能源、材料、化工、机械、电子等产业的发展,促进公路、城市的建设及金融、保险、贸易、运输、信息等第三产业的繁荣。据统计,德国每七个工作岗位中,就有一个与汽车业有关。汽车业对促进消费、扩大就业、提高人民的生活水平、带动经济发展的作用是显而易见的。因此,我国在大力发展载货卡 车的同时,轿车发展也很快,近来,又鼓励私人购车,银行发放私人购车信贷,车辆税费也在改革,随着公路的增加及城市向远郊及卫生城的发展,我国汽车的需求量必将快提高。
    汽车铝压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。但是由放我国传统的铸造厂大多隶属汽车主机厂,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放主机厂的机械加工、装配等厂的技术水平要落俊,生产效率较低,往往成为制约主机厂的瓶颈。在艰难地度过了起步阶段之俊,我国汽车铸造业又面临其用户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。
    为了实施可持续发展的战略,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。欧共体已著手开发油耗低放升/百公里的汽车,美国提出的目标是80英里/加仑汽油即34公里/升汽油)。为了达到这样的目标,减轻汽车自重是重要措施,汽车每减重100千克,百公里可以节省汽油0.3升,每降低10%的汽车重量,就可减少10%的汽车排放。
    为使汽车减轻自重,便要求汽车铸件轻量化、薄壁化、强韧化。所以汽车的铸件不断被重量轻的铝铸件取代。压铸件设计要点:
    1、压铸件的形状结构要求:a、内部侧凹;b、避免或减少抽芯部位;c、避免型芯交叉;合理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构,降低制造成本,同时也改变铸件质量。
    2、铸件设计的壁厚要求:压铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸工艺中一个具有特殊意义的因素,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、零件壁厚偏厚会使压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;压铸件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷增加,故在保证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;根据压铸件的表面积,铝合金压铸件的合理壁厚如下:压铸件表面积/mm2壁厚S/mm≤251.0~3.0>25~1001.5~4.5>100~4002.5~5.0>4003.5~6.0。