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    汽车铝合金轮毅重力加压铸造过程跟脉纹缺陷的产生原因

    发布日期:2020-12-25 发布者:润恒压铸

    一、汽车铝合金轮毅重力加压铸造过程
    将重力加压铸造模具的顶模板、底模板、边模、顶出机构分别与重力加压铸造设备的活动台板、底板、边模油缸、顶出机构连接板连接,将模具安装在设备上。将模具上的顶、底模冷却系统、加压气缸与压缩空气管道连接。
    模具及管道安装连接好后,边模油缸将边模推进,活动台板连同顶模下移,底模、边模、顶模围成型腔。按照铝压铸件设计重量将铝液通过模具中心浇注,当浇注完成后加压气缸按工艺设定的压力、速度、限位及保压时间进行加压。加压后按工艺时间及流量开启顶、底模冷却气系统,使轮毅毛坯铸件在压力作用下顺序凝固。当轮毅毛坯铸件完全凝固后,边模油缸将边模拉开,活动台板连同顶模上移,顶出机构连同加压气缸一起将轮毅毛坯铸件顶出,完成一个铸造循环。当然该铸造过程也是在工控机及PLC程序控制下自动完成的。一、化学成分
    1、铝合金化学成分的检验方法,检验规则和复检应符合GB/T15115的规定。
    2、化学成分的试样也可取自压铸件,但符合GB/T15115的规定。
    二、力学性能
    1、力学性能的检验方法,检验频率和检验规则应符合GB/T15115的规定。
    2、采用压铸件本体为试样时,切取部位的尺寸、测试形式由供需双方商定。
    3、压铸件几何尺寸的检验可按检验批量抽检或按GB2828、GB2829的规定进行,检验结果应符合本标准3.3的规定。
    4、压铸件表面质量的出厂检验应逐件检查,检验结果应符合本标准的规定。
    5、压铸件表面粗糙度按GB/T6060.1的规定执行。
    6、压铸件需抛光加工的表面按GB/T6060.4的规定执行。
    7、压铸件需喷丸、喷沙加工的表面按GB/T6060.5的规定执行。
    8、压铸件内部质量的试验方法及检验规则可以包括:X射线照片、无损探伤试验、金相图片和压铸件剖面等,其检验结果应符合本标准3.4.6的规定。
    9、其它试验方法及检验规则按GB/T15114的规定执行。
    压铸件缩孔和缩松的形成:
    浇入铸型中的液态合金,在随后的冷却和凝固过程中,若其液态收缩和凝固收缩引起的容积缩减得不到补充,则在铸件上后凝固的部位形成一些孔洞。其中容积较大的孔洞叫缩孔,细小且分散的孔叫缩松。
    1、缩孔
    一般出现在铸件上部或后凝固的部位,形状多呈倒圆锥形,内表面粗糙,通常隐藏在铸件的内层。
    结晶温度范围愈窄的铸造合金,愈倾向于逐层凝固,也就愈容易形成缩孔。先液态合金充满铸型,由于铸型的冷却作用,使靠近铸型表面的一层液态合金很快凝固,而内部仍然处于液态;随着铸件温度的继续下降,外壳的厚度不断加厚,内部的液态合金因自身的液态收缩和补充外壳的凝固收缩,使其体积减小,从而引起液面下降,使铸件内部出现空隙。如此下去,铸件逐层凝固,直到完全凝固,在其上部形成缩孔;继续冷却至室温,固态收缩会使铸件的外形尺寸略有缩小。
    2、缩松
    缩松是铸件后凝固的区域没能得到液态合金的补造成的分散、细小的缩孔。
    根据的分布形态,缩松分为宏观缩松和微观缩松两类:
    (1)宏观缩松指用肉眼或放大镜可以看到的细小孔洞。通常出现在缩孔的下方。
    (2)微缩缩松是指分布在枝晶间的微小孔洞,在显微镜下才能看到。这种缩松的分布面大,甚至遍及铸件整个截面,也很难完全避免。对于一般铸件也不作为缺陷对待,除非一些对致密性和机械性能要求很高的铸件。
    总之,倾向于逐层凝固的合金,如纯金属、共晶成分的合金或结晶温度范围窄的合金,形成缩孔的倾向大,不易形成缩松;而另一些倾向于糊状凝固的合金如结晶温度范围宽的合金,产生缩孔的倾向小,却极易产生缩松。因此缩孔和缩松可在一定范围内互相转化。
    3、缩孔和缩松的防止
    采用适当的工艺措施,使铸件实现“顺序凝固”,即可获得无缩孔的铸件。
    所谓顺序凝固是指,采用一些适当的工艺措施,使铸件远离冒口或浇口的部位先凝固。这样,铸件先凝固部位I的由冷却和凝固引起的体积缩减,可由较后凝固的部位II的液态合金补充;部位II的收缩由部位III的液态合金补充;后部位III的收缩由冒口中的液态合金来补充,使铸件各部位的收缩均能得到补充,将缩孔转移至冒口中。去除冒口,获得致密的铸件。
    二、脉纹缺陷的产生原因
    生产汽车缸体、缸盖时,进排气道、水套内腔及热节内角部位经常出现较薄的毛刺即脉纹缺陷,因毛刺位置在内腔很难清理,水套腔内脉纹缺陷会阻碍冷却水的正常流动,严重时造成发动机烧缸;进排气道内的脉纹会影响气道涡流特性,铸铝件严重影响发动机的性能,因此解决脉纹缺陷对于缸体、缸盖等汽车铸件来说至关重要。
    在573℃温度下,石英砂发生晶型转变,从R石英变为。石英,相变膨胀引起的热应力导致砂芯表层开裂,铁液渗入裂纹中形成脉纹。脉纹产生的基本条件,一是相变膨胀产生的热应力大于砂芯表面强度;二是铁液呈液态且具足够流动性。脉纹缺陷就是一种膨胀类的铸造缺陷。一般认为:①原砂Si02含量越高,脉纹缺陷越严重。②原砂粒度集中度越高,脉纹缺陷越严重。
    ③浇注温度越高,脉纹缺陷越严重。但浇注温度是根据铸件结构、壁厚确定的,不能随意改变。
    压铸件的加工步骤
    (1)什么事退火处理?压铸件加热到通常在300℃上下,保温一段时间后,随炉冷却到室温的工艺称为退火。退火的时候,固溶体会出现分解,相质点出现聚集,能够去除铸件的内应力,让铸件的尺寸保持稳定,避免变形,增强铸件的塑性。
    (2)什么是固溶处理?将铸件加热到差不多在共晶体的熔点,然后在这样的温度下持续久一点,然后迅速冷却,让强化组元能够好地溶解,保存这个高温状态一直到室温,这一工序就叫做固溶处理。固溶处理能够增强铸件的强度和塑性,提高合金的抗腐蚀能力。固溶处理的作用通常和固溶处理温度、固溶处理保温时间、冷却速度三个方面有关。
    (3)什么是时效处理?把固溶处理后的铸件加热到设定温度,持续一段时间后出炉,放在空气里下慢慢冷却的方法叫做时效。要是时效强化是在室温下完成的那就叫自然时效,要是时效强化是在比室温高的环境里并保温一段时间后完成的称为人工时效。时效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程,可以让合金基体的点阵恢复到相对稳定的状态。
    压铸件的精加工车间在选择或使用切削液中遇到有哪些主要问题?
    1、光洁度要求高的铝合金压铸件,易出现断刀及丝锥现象;
    2、切削液使用寿命及周期短、易发臭,影响作业环境;
    3、压铸行业精加工车间,用油量大、综合成本降不下来;
    4、较难找到一款适用于各种铝合金压铸件加工工艺要求的切削液;
    5、加工ADC12等压铸件极易出现腐蚀、发霉的问题。
    压铸件的使用注意事项:
    1、抗蚀性差
    当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。
    2、时效作用
    锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件地形状和尺寸略起变化。
    3、不宜在高温和低温下
    压铸件不宜在高温和低温(0℃以下)的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。  凡能减少热应力的因素,提高砂芯高温强度及韧性的因素,以及加速铁液凝固的因素,均会减少脉纹产生。实践证明,树脂砂产生脉纹缺陷的倾向大小顺序依次为:冷芯盒树脂砂~PEPSET树脂砂~覆膜砂~呋喃树脂砂~碱性酚醛树脂砂。