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    铝铸件气孔检查以及壳型铸造法

    发布日期:2021-11-14 发布者:润恒压铸


    <一>、铸铝件气孔检查
    随着汽车工业的迅速发展和汽车轻量化的要求,铝、镁等合金压铸零件明显增加,为压铸业进一步发展提供了广阔前景。由于零件的轻量化需求,对合金材料性能、产品结构和过程设计和控制的要求加严格。
    各汽车厂对铸铝件的要求越来越严格,对铸铝件孔隙率的要求,一般为5%~10%,对某些零件的要求甚至到了3%。针对铸铝件缺陷的检测方法和检测位置,可以在压铸机选择、模具设计和过程设计时,借助计算机模拟分析,进行试验研究,采用软件等进行优化。
    铸铝件气孔、缩孔和渣孔缺陷发生在铸铝件内部,产生缺陷的原因不尽相同。为了缺陷,识别缺陷种类并分析其原因尤为关键,而检查零件的工具和方法将影响然后的判断。以下,笔者只讨论如何解决铝、镁合金压铸气孔问题。
    对于铝铸件气孔检查,须着重考虑几个位置:①有限元分析较大应力位置;②零件模拟分析卷气位置;③零件工作关键部位(如密封面等)。
    一般铸铝件可采用X光检查;发现缺陷后,切开零件进一步检查。在过程控制时,按ASTME505等级2控制,关键部位应按ASTME505等级1控制。
    气孔一般表面比较光滑,呈圆形或椭圆形,有时孤立存在,有时簇集在一起。图1为铸铝件气孔表面。而缩孔和缩松形状不规则,表面色暗而不光滑,在显微镜和电镜下,可以发现缺陷位置存在枝晶结构。
    有时气孔和缩孔同时存在于同一个缺陷位置,要仔细观察。铸铝件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分,设计时考虑以下问题:模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸铝件的收缩、铸铝件的尺寸精度保证、铸铝件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面;
    二、铸铝件的设计原则是:1、正确选择铸铝件的材料,2、合理确定铸铝件的尺寸精度;3、尽量使壁厚分布均匀;4、各转角处增加工艺园角,避免尖角。
    三、铸铝件按使用要求可分为两大类,一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件,检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能(抗拉强度、伸长率、硬度);另一类为其它零件,检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。
    在设计铸铝件时,还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。合理确定压铸面的分型面,不但能简化压铸型的结构,还能保证铸铝件的质量。
    <二>、压铸件壳型铸造法
    考虑到壳型铸造法所生产的压铸件有较高的尺寸精度、表面光洁,以及用作高压铸造的型芯时,在80MPa的压力之下其变形量和收缩量较小,在铸铝的生产过程中,壳型(芯)的使用较为普遍但在对所有用于压铸件生产的砂型、型芯作溃散性评价时,壳型覆膜砂的溃散性仅优于水玻璃砂,因而人们在改变其溃散性方面作了大量的研究工作。
    开发和使用溃散性优良的压铸件生产专用酚醛树脂在壳型法中广泛使用的酚醛树脂由于其自身具有耐热性好的特点,在其基础上添加溃散剂是改变其溃散性的主要方法。虽然已有较多的实验结果表明:添加金属卤化物、磷酸醋化物、热塑性树脂、碳酸盐氢物、过物糖类、硫酸醋等溃散剂可以降低树脂的热温度,添加金属(如铜合金)粉末或金属物(如三二铝淞末在高温下自身不会发生热,却能提高砂芯的热传导率,从而促进酚醛树脂的热,但现在已具有商业价值的溃散剂主要有3类:金属卤化椒碳酸盐或有机酸盐磷酸醋或磷酸盐这些溃散剂也可用于改变水套芯等实心型芯的溃散性现在的工作仍然是降低采用溃散性的覆膜砂生产成本,以进一步推广应用。国内某厂也试用在水溶性覆膜砂中添加食盐以解决铝制叶轮铸造生产中既要求足够的强度,又要求有良好的溃散性的问题,取得了令人满意的结果。在工业生产铸造件时,出现进行二次加工的情况不多。但是,为何要避免机械加工?原因是:压铸件达到外观和尺寸的标准质量,设计时,可以给出宽松和表面质量的值,其实这是一个误差,这是从成本上看。压铸件的表面致密无孔,机械性能较好,机械加工可能降低性能。机械加工后表面气孔与空气接触,影响铸造件的应用。
    如果担心要机械加工,那么可以提前把压铸件设计成便于加工和加工面积少,从而降低成本。还有选择的加工步骤,尽量不要繁琐,好一步到位。加工量多,对于压铸件的外面层是致密,但内部刚好相反,这样做,也是减少破坏致密层的机率。
    压铸件加工中的要求
    一、压铸件的形状结构要求: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,同时也改变压铸件质量,
    二、压铸件设计的壁厚要求:压铸件壁厚度(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(比压)的作用、留模时间的长短、压铸件顶出温度的高低及操作效率。