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铝压铸件铸造工艺方法原则及补缩效果-新闻中心-泊头市 润恒压铸有限公司
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泊头市 润恒压铸有限公司
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    铝压铸件铸造工艺方法原则及补缩效果
    发布时间:2018-04-28        浏览次数:15        返回列表


    异形铝压铸件其工艺个性较强,需根据其形状结构及使用要求来进行工艺设计。由于形状较为复杂,异形铝铸件在进行工艺设计时,一是要确定铸件的浇注位置,考虑如何起模、泥芯如何设置;二是要观察铸件的补缩通道是否足够、冒口大小及位置是否合适;三是确定浇注系统的设置,要使铝液能较平稳地充型,又要有较快的充型速度以使较薄且方向急拐的隔板能够浇到,还要使直浇道中不带入裹携性气孔;四是要确保铸件壁厚尺寸和预防变形。
    铝铸件的重量和尺寸范围都很宽,重量最轻的只有几克,最重的可达到400吨,壁厚最薄的只有0.5毫米,最厚可超过1米,长度可由几毫米到十几米,可满足不同工业部门的使用要求。一般对铝铸件的外观质量,可用比较样块来判断铝铸件表面粗糙度;表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对铝铸件的内部质量,可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。
    铝铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床铝铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作效率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铝铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。
    铝铸件铸造方法选择的原则:铝铸件优先采用砂型铸造,主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。铝铸件铸造方法应和生产批量相适应,低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产,铝铸件可以单件铸造也可批量生产。
    大型异形铝铸件通常采用砂型铸造工艺方法,在有特殊要求时,有时也采用半金属型铸造工艺方法,这时浇注系统的设置会受到-,有时还容易出现铝液紊流现象,这需要采取-方法加以补救。对于厚壁铸件,在工艺确定后,最好采用计算机凝固模拟分析对工艺设计加以验证及优化。由此可见,对于大型异形铝铸件,难以找到稳定的工艺模式来进行快捷的铸造工艺设计。我们以大型异形铝铸件—管体、轮毅、支腿垫块、螺旋桨等典型产品的铸造工艺在此作介绍。
    该类铸件一般采用砂型铸造。铸件高度一般高于1m,体身分段间隔开孔,而两端面难以设置泥芯芯头。压铸铝件在工艺设计时要注意以下因素:一是由于管体两端面难以设置芯头,故一般采用砂型铸造立浇工艺,壁厚较厚的一端朝上,以便于冒口补缩。二是由于无法在底部设置芯头,可在管体侧面做出间隔的悬臂芯头,对分段泥芯进行定位和支撑。三是该铸件宜采用底注,使铝液平稳上升,切忌顶注,以防铝水充型产生飞溅。四是外模在中段分模及分型,一方面便于分段下芯,另一方面在造型中可检查型腔壁厚。此外,若管体壁厚过薄,导致补缩通道过窄时,还可在分型面处设置补缩包进行分段补缩。
    用于测量装置上的量规管体,材质为ZL104,该铸件高为1260mm,筒体长为890mm,筒体壁厚为40mm。考虑到花头上4格花瓣上孔外壁厚为60~100mm,故在砂型铸造立浇工艺中,把花头放在上端,在其上设置4个冒口。由于花头壁厚较大,补缩通道没有问题,故只需观察下端的筒体,其高度/壁厚=21.8,补缩通道尚可,不需进行分段补缩。铸件两端面均为十字筋结构,不能设置芯头。现将主体泥芯分为3段,且每段均在侧面做出悬臂芯头。用一组直浇道进行底注,并在筒体上分型面处接入,以改善铸件的温度梯度和铝液的流程,干型干芯。该产品毛坯质量为350kg,工艺出品率为72%。
    该类铸件一般采用砂型铸造。轮毅形状像一个底部凸起,带有隔板的分格果盘。此类铸件在工艺设计时要注意以下因素:一是大平面容易产生氧化夹杂及气孔,应采用底注方式,使铝液尽可能地平稳充型。二是铝铸件浇注时,过粗的(大于φ30mm)直浇道极易产生裹携性气孔,故对于大型铝铸件可采用一组或两组直浇道进行浇注,每组直浇道由几根较细的直浇道组成。三是由于铸件上隔板较多且薄,浇注系统的设置应尽量保证隔板的充型。四是如果铸件壁厚较厚,最好采用计算机凝固模拟技术,对冒口及冷铁的设置进行优化设计。
    用于大型特种风机的轮毅,材质为ZL104,该铸件外径为φ1676mm,高度为320mm,盘底凸起平面厚度为30mm,外圆壁厚为63mm,隔板壁厚为20mm,盘内等分为13格空腔,中间部位镶铸铸
    铁轴套。采用盘底朝上的砂型铸造底注工艺,每格空腔都由1个泥芯形成(包括隔板圆孔和盘底圆孔)。浇注系统采用底注形式,且沿圆周均匀分布,以使铝液能平稳均衡地上升,尽量减少氧化夹杂,并较快地充满隔板。
    由于外圆周壁厚达63mm,因此是厚壁铝铸件。在铸件外圆顶部圆周上,均匀地设置8个腰圆冒口,经计算机凝固模拟分析,可以不设置冷铁。需镶铸的铸铁轴套要烘干后下入型腔,轴套工作温度为90℃-120℃,铝液浇入型腔后将轴套镶铸,干型干芯。该产品毛坯质量为510kg,工艺出品率为78%。
    该类铸件一般要承受很大的载荷,且质量不能太大以便搬运,故产品一般要求采用金属型铸造工艺,但在实际生产中,浇、冒系统仍在砂型中形成。由于浇、冒系统一般设置在铝合金压铸件上方面垫块类铸件由于要承受载荷,内部有较多的隔板,结构较为复杂,这样金属液在顶注的情况下,型腔内会产生严重的紊流现象,氧化夹杂较为严重。该类铸件在工艺设计中要注意以下因素:一是铸件上平面要留有较大的加工余量以便尽可能去除浮在顶部的氧化夹杂。二是对于隔板较多的大型铝铸件,要避免产生浇不足缺陷,铸件本身的排气是十分重要的。三是在采用金属型铸造顶注工艺时,在不便于设置足够冒口的情况下,可以在关键部位设置漏斗形浇道,随着浇道中液面不断下陷,进行多次补浇以达到充分补缩的效果。
    用于铁路起重机的支腿垫块,材质为ZL104。该铸件大端外径为φ850mm,小端外径为φ540mm,高度为208mm,小端平面厚度为15mm,隔板壁厚为12mm。在刚开始试生产时,按照通常情况,采用砂型铸造工艺,大端朝下,外层泥芯形成16个扇形空腔,内层泥芯形成含十字筋板的圆柱形空腔。小端上设置腰圆冒口3个。一组直浇道浇注,湿型干芯,产品首制成功,无铸造缺陷。该产品毛坯质量为87kg,工艺出品率为73%。
    铝铸件浇注时,过粗的直浇道极易产生裹携性气孔,故对于大型铝铸件可采用一组或两组直浇道进行浇注,每组直浇道由几根较细的直浇道组成。
    对于隔板较多的大型铝铸件,要避免产生浇不足缺陷,铸件本身的排气也是十分重要的。
    在采用半金属型铸造顶注工艺时,在不便于设置足够冒口的情况下,可以在关键部位设置漏斗形浇道,随着浇道液面不断下陷,进行多次补浇,以达到充分补缩的效果。
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