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    铸件在汽车上的应用概况以及解决脉纹缺陷的措施

    发布日期:2021-02-17 发布者:润恒压铸

    <一>、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,改变砂的排气能力,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。
    <二>、解决脉纹缺陷的措施
    针对脉纹缺陷所采取的措施,具体可归结为以下几方面。
    1)降低砂芯的膨胀原砂膨胀是脉纹产生的根本原因,因此降低原砂膨胀是解决脉纹缺陷先考虑的因素,原砂在高温下存在晶相转变,同时伴随体积的膨胀,如果石英砂经过900℃以上高温焙烧冷却后晶相转变将不可逆,所以原砂再生或焙烧使用会显著改变脉纹缺陷;生产铸铁件时不需要原砂有过高的SiO2含量,达到92%即可,因SiO2含量越高,其热膨胀率越大,一般生产时可尽量使用再生砂。
    2)调整原砂粒度分布如果原砂粒度过于集中,整体膨胀将体现得明显,一般采用三筛或四筛砂,汽车缸体、缸盖推荐用粒度为0.355~0.154mm(50/100目)擦洗砂,尽量避免采用粒度为0.224~0.106mm(70/140目)及细原砂。
    3)提高砂芯的常温、高温强度在原砂相同的情况下,砂芯强度取决于粘结剂类型及砂芯紧实度,由于冷芯盒是高压射砂,砂芯紧实度高,高温下砂粒的膨胀空间小,所以容易产生脉纹缺陷。
    4)采用特种砂①铬铁矿砂主要靠激冷效果防止脉纹,可与石英砂按一定比例混合使用。
    ②错砂耐火度高,膨胀系数小,但价格较高,很少使用。③焙烧砂是将擦洗砂加热到870℃以上,并保温一定时间,使硅砂充分膨胀实现相变,因此焙烧砂又称相变砂。经相变处理后,不仅使膨胀率大幅下降,而且砂粒中的结晶水、有机污染物、碳酸盐及氧化物等经高温焙烧后被大量,因此焙烧砂与擦洗砂相比不仅酸耗值低,灼减量和发气量低,含泥量少,主要的是膨胀率低。不仅能够减少粘结剂加入量,能防止铸铝件产生脉纹、热裂、粘砂等缺陷,提高铸件精度。④宝珠砂呈球状粒形,表面光滑,无凹凸脉纹。其流动性及填充性好,能得到良好的成型性和铸模强度,溃散性好,易于清砂作业,粘结剂使用量较其他同类型砂有较大的节省,热膨胀率之低与铬矿砂等特殊砂相同,因此生产铸件的尺寸精度高,破裂及表面缺陷少,铸件成品率高。宝珠砂的致密性好,强度高,即使重复再生使用也很少破碎,可减少铸造生产过程中的粉尘对生产环境的污染,再生性好,可减少产生的废物排放,利于环境保护。由于其主要成分是氧化铝,耐火度)1790℃,能满足铸造各种金属及合金,易于回收,因此对解决内腔烧结和脉纹缺陷是不错的选择。
    5)特种涂料的作用激冷涂料可以加快铁液冷却凝固,一般适用于汽车铸件,简便易行;对于厚大件来说效果不明显。
    6)防脉纹添加剂目前,市场上防脉纹添加剂种类繁多,按成分分主要是有机物和无机物,一是硅酸盐与金属氧化物的混合物,其熔点低,在高温下可与硅砂形成玻璃体填补砂芯裂纹,防止铁液进入裂缝,这种添加剂可做成圆整的粒状,对砂芯强度影响较小,加入量一般为1.0%~5.0%;二种是有机添加剂,加入量一般为0.3%~1.5%,强度影响比无机物明显,但发气量大。