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    铸件气孔检查同高性能化

    发布日期:2020-08-14 发布者:润恒压铸

    一、铸件气孔检查

    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。

    各汽车厂对压铸件的要求越来越严格,对压铸件孔隙率的要求,一般为5%~10%,对某些零件的要求甚至到了3%。针对压铸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。

    压铸件气孔、缩孔和渣孔缺陷发生在铸件内部,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。

    对于压铝铸件气孔检查,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)。

    一般压铸件可采用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为压铸件气孔表面。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。压铸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、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、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、压铸件的设计原则是:1、正确选择压铸件的材料,2、合理确定压铸件的尺寸精度;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、压铸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。

    在设计压铸件时,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,还能保证铸件的质量。

    二、汽车铸件材料的高性能化

    提高材料的性能,使得单位重量的零件能够承受高的载荷,是降低铝铸件重量的方法之一。支架类结构铸件占汽车铸件相当大的比例,因而其铸件的开发也成为关注的之一。通过热处理等措施,使材料显微组织改变,从而提高零件的强度、刚度或韧性,可以地降低零件重量。

    等温淬火球墨铸铁,不仅强度比普通铸钢材料有所提高,而且密度比钢要低,其密度为7.1g/cm3,而铸钢的密度为7.8g/cm3,是近年来广泛推荐采用的材料。采用等温淬火球墨铸铁,在铸件尺寸相同的条件下,比铸钢件轻10%。东风汽车公司在某型商用车进行了采用等温淬火球墨铸铁替代铸钢件。的轻量化验证工作,并针对等温淬火球墨铸铁件高强度特点,对14个悬架类零件进行重新设计。表1为采用等温淬火球墨铸铁材料替代后的轻量化效果,总重量减轻近40%。需要说明的是的轻量化效果不仅仅是材料替代产生的,还包括轻量化设计的贡献。一般来说,汽车铸铝件的材料替换往往伴随着零件的轻量化设计。

    在铝合金和镁合金铸件方面也采用了高强、高韧的材料进行替代,在原有轻合金减重的基础上,应用高性能材料进行进一步减重,采用高性能的AE44合金取代原有的铝合金,采用高压铸造的方法生产副车架,在铝合金减重的基础上进一步减重6kg。

    压铸件是先进的金属成型方法之一,是实现少切屑,无切屑的途径,应用很广,发展很快。目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、鎂和铜,而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。压铸件的尺寸和重量,取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大,铸件形尺寸可以从几毫米到1~2m;重量可以从几克到数十公斤。国外可压铸直径为2m,重量为50kg的压铸件。

    压铸件也不再局限于汽车工业和仪表工业,逐步扩大到其它各个工业部门,如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、钟表、照相机和日用五金等几十个行业,具体有:汽车零配件,家具配件,浴室配件(卫浴),灯饰零件,玩具,须刨,领带夹,电气一电子零件,皮带扣,表壳,金属饰扣,锁具,拉链等。在压铸技术方面又出现了真空压铸、加氧压铸、精速密压铸以及可溶型芯的应用等新工艺。

    压铸件应用范围广泛,实际上就在压铸行业内形成了多个细分市场领域。目前,大部分中小压铸厂主要生产五金、家电及灯具等普通压铸产品,企业规模小,设备水平较低,价格竞争激烈,企业效益较低。而少数规模较大的压铸企业拥有较先进的设备与技术,能够生产符合汽车产业、通讯等产业对于高精密压铸产品的要求。这类厂商能够与下游客户建立稳定的长期合作关系,在市场竞争中处于较有利的地位,企业效益较好。