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  • 铝合金压铸件气孔气孔、缩松缺陷的原因,压铸工艺必知

    2020-06-06 09:32:26 佛山市彼岸五金制品有限公司 阅读

    关于铝合金压铸厂来讲,铝合金压铸件废品率不断是限制消费效率及本钱的关键要素之一,关于某些特殊构造的压铸件,铸造废品比例有时高达40%~50%。鉴于此,有针对性地采取一些改良措施,降低铸造废品率,不断是铝合金压铸厂的工作重点之一。


    1.主要铸造缺陷类型

    现今的铝合金压铸厂中,铝合金压铸件普通采用金属型重力铸形成形。铝液在充型过程中由于遭到某些要素影响,最终铸造出的铝合金压铸件经常会呈现各种宏观或微观缺陷。经过统计,有两种铸造缺陷的比例最高,其值以至能占到综合废品率的50%,这两种常见的铸造缺陷就是气孔、缩松(缩孔),下面将对这两种缺陷停止简单引见。

    (1)气孔是铝合金压铸件最常见的一种铸造缺陷,外观主要表现为两种方式:

    一种是位于铸件内表面面的大小不同的球状气泡,单独或集聚在一同,孔的内壁较润滑;

    另一种是分散在铸件内部,以蜂窝状存在的细小针孔,这种针孔普通在1mm以下,大多集中在铸件的厚大截面或冷却速度较慢的部位,针孔四周比拟光整。

    气孔缺陷主要产生在销孔下方、铸件顶部,这是由于销芯和镶圈障碍了气体的上浮,而顶部气孔是由于气体上浮到铝合金压铸件顶部时,气体不能从顶部顺利排出,特别是冒口不在中间的铝合金压铸件更容易产生该缺陷。

    (2)缩松、缩孔是铝合金压铸件另一种常见的铸造缺陷方式,外观表现为铸件表面面结晶组织不严密,铸件剖面有许多细小的孔洞。这种缺陷主要存在于铸件壁的厚薄接壤处或内浇道左近。缩松形成的孔洞几何外形极不规则,孔的外表粗糙不平,特别是内部缩松处的断面十分疏松,晶粒粗大,成海绵状。

    2.成因剖析及改善途径

    (1)气孔从成因上主要分为两种:析出性气孔和侵入性气孔。析出性气孔主要指铝液精炼不彻底或浇注时间过长重新吸气,铸件凝固过程中过量的气体(主要是氢)从铝液中析出后无法顺利排出铸件而形成的气孔。侵入性气孔主要是由于浇注系统构造不合理,铝液在充型过程中卷入大量的气体,凝固时没有顺利排出型腔形成的。

    关于析出性气孔,首先我们应该关注原资料的贮存环境。由于浇注用铝合金停止配制时会用到多种金属及非金属资料,如硅、铜、镁、蜕变剂、清渣剂及细化剂等,这些资料的贮存环境假如湿渡过高,吸湿后会加大熔炼精炼工序氢含量超标的风险,在浇注时,过量的氢若无法及时排出金属型则会在某些部位呈现气孔。因而原资料的贮存环境一定要阴凉、枯燥,依照活塞行业的以往经历数据,金属资料的贮存湿度最高不应大于80%,非金属资料的贮存湿度普通不超越60%。

    精炼也是形成气孔的关键工序。精炼的目的是对熔炼完成后的铝合金液停止净化,除去铝液中的氢和氧化夹杂物,假如精炼效果较差,最后极易形成氢含量较高的铝液转序,浇注出气孔废品。关于不同的压铸厂,由于精炼工艺过程不尽相同,在此不再对详细的精炼参数停止论述。但是不管如何精炼,最后普通都会把氢含量作为权衡铝液精炼效果的主要量化指标,精炼完成后的铝液氢含量控制在0.15mL/100g以内为佳。

    精炼合格的铝液转入浇注工序后应立刻停止浇注消费,不能长时间放置。由于高温铝液与空气接触时会与空气中的水蒸气反响产生氢气及游离氢,产生的氢会不时溶解到高温铝液中,所以浇注消费的过程也是坩埚炉内铝液不时吸气的过程。同时由于氢在高温铝液中的溶解度约为铸件时的19倍,假如铝液放置时间过长会形成铝液中氢含质变多,铝液在型腔中凝固时释放的氢就会增加。当铝液中的氢含量到达某个极限状态后,铝合金压铸件凝固时析出的氢将无法全部排出,剩余的氢在铝合金压铸件内表面面就会构成气孔。因而,精炼合格的铝液在空气中的放置时间不宜过长,普通以少于4h为宜。当铝液放置时间超越4h后必需重新停止精炼处置。

    关于侵入性气孔,处理方法主要有增加金属型的排气功用、开设排气槽和排气塞,倾斜浇注,改良浇注系统比例尺寸,以及对冒口位置停止合理设置等。在浇注开端前,普通会把金属型倾斜一定的角度,浇注到一定时间后金属型逐步复位;同时关于首先与铝液接触的直浇道,在设计时也会设定一定的垂直斜度,普通不小于5°。

    这两种工艺斜度主要有两个目的:

    一是为了减小铝液浇注时的垂直落差,避免铝液活动过程中翻腾卷气,保证铝液平缓进入横浇道;

    二是倾斜浇注能够对镶环下方的悬浮气泡停止冲刷,使之经过镶环与金属型的空隙上浮到顶部。横浇道进入金属型型腔的阶段尺寸应逐步收窄,在横浇道与毛坯的接壤处到达最小,这样铝液进入型腔时能够坚持稳定的流速,同时能够避免铝液在横浇道产生卷气现象。铝液进入型腔后,为了让铝液中裹带的气体在充型过程中可以顺利排出型腔,普通会在浇道对侧的分型面及销芯与外模的配合面开设深度不超越0.2mm的排气槽停止排气。当铝液在型腔中上升到顶部极限位置后,为了使气体可以顺利排出金属型,普通会在顶模上加设排气塞并开设顶冒口。顶冒口应开设在铝合金压铸件顶部最为厚大的部位,由于厚大部位不只最后冷却,排出的气体量也最多,极易呈现气孔缺陷。

    (2)缩松、缩孔活塞缩松、缩孔缺陷主要是在铝合金压铸件凝固过程中,由于壁厚差形成铝合金压铸件凝固速度不分歧惹起,常产生在壁厚处或厚薄壁接壤处,缺陷产生部位较集中且有规律。铝合金压铸件目前普通采用“顶朝上”压铸工艺方式消费,合金凝固方式尽量树立次第凝固准绳。但由于铝合金压铸件构造的缘由,实践上一个铝合金压铸件上常常既有同时凝固,也有次第凝固,因而要处理该问题,常采用改动铝合金压铸件截面厚度、调理金属型冷却、改动浇道或冒口位置和外形等措施予以处理。

    增强过热部位的冷却是保证铝合金压铸件完成次第凝固的必要条件。关于手工铸造金属型,普通在铝合金压铸件的厚大部位增设一定厚度的冷铁或镶嵌导热性能极好的金属资料如纯铜。据实验,相同条件下,纯铜的热导率是铸铁及钢的8倍左右。关于机械铸造金属型,普通会开设串水系统,实行强迫冷却,合理地设置串水参数及各部件的串水次第是保证铸件完成次第冷却的关键。从铸件整体来看,我们的冷却次第普通是由内到外。从金属型各部件来讲,冷却次第普通是销芯、内芯、外模、顶模。由于活塞直径及构造各不相同,串水参数的详细数值普通经过屡次实验停止肯定。

    另外,为了加速过热部位的冷却效果,普通还会在过热部位开设1~1.5mm深的V形槽,以增强铝合金压铸件过热处的散热效果。

    除了对过热部位增强冷却外,还可对过热部位加大或开设一定的补缩冒口,增强该部位的补缩效果。如活塞呈现顶面缩松时,普通会加大顶面补缩冒口的体积;假如顶部偏离中心的部位容易呈现缩松,也能够设置偏心冒口。关于裙部存在增强筋的活塞,当增强筋厚度较厚无法及时补缩时,能够在不利于补缩的部位增设暗冒口停止强迫补缩。关于某些构造比拟复杂的活塞,在同一横截面受骗远离浇道的部位比拟厚大而距过桥较近的部位壁厚较薄时,为便于厚大部位的补缩,能够人为加大薄壁部位的外圆壁厚,使铝液能顺利经过。

    3.结语

    以上只是对铝合金压铸件的两种常见缺陷停止了剖析、讨论,在铝合金压铸件的实践消费过程中,由于铸件的构造多种多样,铸造缺陷品种还要愈加复杂。但只需从铝合金压铸的根本原理动身,立足于工艺流程、金属型构造、过程控制这几个根本动身点,不难找出铸造缺陷的主要成因,进而经过实验改良,降低铸造废品率。关于压铸厂来讲,深化细致地剖析铸造缺陷并施行降低铸造废品率的过程,就是降低消费本钱、技术创新的过程,意义十分严重。

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