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    铝铸件铸造成形技术及工业发展

    发布日期:2021-05-14 发布者:润恒压铸

    【一】、铝铸件铸造成形技术
    通常所说的汽车铝铸件铸造成形主要是指消失模和熔模铸造技术。随着汽车铝铸件成形技术的发展,铸造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铝铸件无需经过切削或是少切削即可直接使用。随着对铝铸件尺寸精度要求的提高,铝铸件成形技术近年来得到了迅速发展,出现了砂型铸造,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,是目前砂型铸造的代表工艺。
    铝铸件的使用量随着社会经济的发展而不断的攀升,而铸铝件本身是一种压力铸造的零件。铝铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量,外观质量是指铝铸件表面的粗糙度、表面质量、尺寸公差、形位公差和质量偏差等;内在质量是指铝铸件的化学成分、物理和力学性能、金相组织以及在铝铸件内部存在的孔涮、夹杂物和裂纹等;使用质量是指铝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。
    铝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,使铝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,一些缺陷不会影响铝铸件的性能,所以不会造成铝铸件废品,而另外一些缺陷则可能会影响铝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,提高铝铸件质量,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。
    铝铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量,外观质量是指铝铸件表面的粗糙度、表面质量、尺寸公差、形位公差和质量偏差等;内在质量是指铝铸件的化学成分、物理和力学性能、金相组织以及在铝铸件内部存在的孔涮、夹杂物和裂纹等;使用质量是指铝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铝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,旨在铝铸件缺陷,提高内部质量,并扩大铝铸件的应用范围。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、金属液损失少、节能、操作和减少铝铸件孔洞类缺陷等优点,在铝合金副车架等高性能铝合金铝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%的零件是铝铸件。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。铝铸件铸造成形技术能够满足汽车铝铸件的上述要求,其应用也将涵盖汽车铝铸件的不同铸造生产过程中。
    【二】、汽车压铸铝件工业的发展
    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。
    汽车铝压铸铝件比传统产业的压铸铝件复杂,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压铸铝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,便要求汽车压铸铝件轻量化、薄壁化、强韧化。所以汽车的压铸铝件不断被重量轻的压铸铝件取代。压铸铝件设计要点:
    1、压铸铝件的形状结构要求:a、内部侧凹;b、避免或减少抽芯部位;c、避免型芯交叉;合理的压铸铝件结构不仅能简化压铸型的结构,降低制造成本,同时也改变压铸铝件质量。
    2、压铸铝件设计的壁厚要求:压铸铝件壁厚度(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、压铸铝件顶出温度的高低及操作效率;a、零件壁厚偏厚会使压铸铝件的力学性能明显下降,薄壁压铸件致密性好,相对提高了压铸铝件强度及耐压性;b、压铸铝件壁厚不能太薄,太薄会造成铝液填充不良,成型困难,使铝合金熔接不好,压铸铝件表面易产生冷隔等缺陷,并给压铸工艺带来困难;压铸铝件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷增加,故在保证压铸铝件有足够强度和刚度的前提下,应尽量减小压铸铝件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致,为了避免缩松等缺陷,对压铸铝件的厚壁处应减厚(减料),增加筋;对于大面积的平板类厚壁压铸铝件,设置筋以减少压铸铝件壁厚;根据压铸铝件的表面积,铝合金压铸铝件的合理壁厚如下:压铸铝件表面积/mm2壁厚S/mm≤251.0~3.0>25~1001.5~4.5>100~4002.5~5.0>4003.5~6.0。