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    铝镁合金大型结构件的制造技术同加压铸造的探讨

    发布日期:2021-01-09 发布者:润恒压铸

    <一>、铝镁合金大型结构件的制造技术
    随着节能、环保以及降低部件成本的要求不断增加,铝镁合金大型结构铸件已经成为重要的发展趋势,其制造技术也成为目前的开发热点。目前铝镁合金大型结构件的主要生产技术有高压铸造、挤压铸造和低压铸造。由于高压铸造生产效率高,铸铝件产品质量好已经成为目前主要的生产工艺,其制造技术的开发主要集中在对高压铸造过程中容易卷气,铸件内部容易形成气孔,不能进行热处理问题的改进。
    德国富来公司开发了真空负压吸铸工艺,其工作原理,整个压铸过程都在高真空状态下抵于30mbar进行。金属液通过真空状态下的模具、压室和吸管在无氧化情况下由吸管从熔炉中吸入,脱模剂的蒸汽也由真空系统排出。上述真空负压吸铸工艺的主要特点是:在开始定量浇注时,整个系统就处于高真空状态下;在定量浇注过程中,可地排出型腔和金属熔体中的气体;浇注过程中金属熔体无氧化;浇注过程中无热损失,可以采用低的浇注温度进行浇注,并在实时监控下进行无扰动层流充填。上述工艺已经成功地应用于汽车结构铸件的批量生产,为轻合金铸件的应用提供了先进的成形方法与工艺。那么压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。压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,大量的热量能被迅速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,焊接压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强化或固溶时效强化时,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。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,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。
    压铸件生产设备操作需求
    1、开机前
    (1)查看门应灵活,查看前后门限位开关(吉制、应正常:接通机器电源开关,关上前后门,观察电气箱内PLC相应的输出信号灯,灯亮表示正常,灯不亮应停机查看相应线路。
    (2)查看紧迫停机按钮应正常,查看油压系统总压力、各种功用参数的设定应符合工作需求。
    2、开机中
    (1)禁止将手伸入压铸件生产设备型(模)具内或徒手从中取物料。
    (2)未经许可,禁绝任意调整机器设定参数,应由人员调整。
    (3)机器发生毛病或警报信号响起时应立即停机,切断电源,打开防护门,再对机器进行检修。
    (4)应选用的压铸合金锭,避免将含有潮气及油渍的合金料投入熔炉中。
    (5)合金锭的回收料需作特别处理以承认其化学成分符合需求后才能重新使用。不允许将料渣直接投入熔炉中。
    <二>、汽车铝合金轮毅重力加压铸造的探讨
    汽车铝合金轮毅的铸造较早可追溯至20世纪20年代,当时欧洲的一些赛车手为了减轻车重,用砂型铸造的方法生产铝合金轮毅,用于运动赛车上。经过几十年的发展,铝合金轮毅已得到广泛应用。其铸造方法也有多种,就铸造铝合金轮毅而言,国外报到过的制造方法有:重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、真空压铸、半固态铸造等。其中应用较为普遍的主要有金属型重力铸造、低压铸造、差压铸造以及挤压铸造。重力铸造的约占40%;低压铸造的约占40%;其他方法占20%;我国汽车铝合金轮毅的研究开发始于20世纪80年代末、90年代初期。当时,开始生产汽车铝合金轮毅。我国的汽车铝合金轮毅铸造方法大都是结合企业自身人力、财力来决定的,汽车铝合金国货中60%用低压铸造,特殊场合也有用反压铸造(但比例极少),38%用重力铸造,也有少数企业用高比压(约100MPa的液态挤压铸造法。当前汽车铝合金轮毅成型技术主要采用低压铸造工艺,低压铸造汽车铝轮毅占总量的80%以上。由上可见,目前铝合金轮毅铸造国内外较为普遍的是低压铸造和金属型重力铸造。
    低压铸造一般不单独设冒口,浇注系统小,铝液金属利用率高,铸铝件力学性能好。但以前国内铝合金生产厂使用的低压铸造机以进口为主,由于低压铸造设备结构复杂,需用自动控制技术对加压过程进行控制,价格较为昂贵。结合多年低压铸造实践丰富经验,自行设计制造了新型低压铸造设备,使其造价有所降低,但相比重力铸造设备来说,其造价还是高不少。金属型重力铸造由于没有外加压力,为了获得致密的铸件,需要利用冒口来补缩。因此,与低压铸造相比,金属型重力铸造的浇冒口较重,铝液利用率低。笔者利用低压铸造和金属型重力铸造各自的优点,取其优点弃其糟粕,结合自身多年铝合金轮毅生产经验,来探讨汽车铝合金轮毅的重力加压铸造的可行性进行探讨与论述。