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    汽车铸铝件用材质的发展趋势同加入量途径

    发布日期:2021-05-18 发布者:润恒压铸

    <一>、汽车铸铝件用材质的发展趋势
    以铸铁件为代表的铸铝件目前是汽车用铸铝件的主体部分,尤其是球墨铸铁件的应用后取代了很多铸钢和灰铸铁件,并导致可锻铸铁在汽车零部件应用上基本接近消失,其优异的强韧性能和易控的生产方式使其应用比重逐步增加,高强高韧性球墨铸铁的生产将成为球铁持续应用的重要基础。
    另一种优异的工程材料一一等温淬火球墨铸铁近年来受到汽车行业普遍关注,在国外取得迅速发展并应用良好,国内一些汽车厂家也大力开展相关应用研究,在曲轴、齿轮、支架等方面的应用研究取得可喜成果,并得到实际应用。
    高硅铝球铁、蠕铁是上世纪90年代发现并取得大力应用的另一种具有优异的高温性能的工程材料,具有很好的高温疲劳强度、抗蠕变性能,其工作温度可达到880℃,是发动机排气管理想的使用材料。
    传统的灰铸铁材料在汽车缸体、变速箱壳体、制动盘(毅)上依然应用,但随着汽车性能的不断提升,传统的HT250牌号应用将会越来越少,提高灰铸铁性能与牌号成为其得以应用的重要方式。
    蠕墨铸铁1948年就被发明,由于稳定的生产范围较窄,且性能未引起人们的关注,一直应用较少。直至先进的生产控制技术研究成功并地投入使用,蠕墨铸铁用于复杂铸铝件的生产才有了可能。蠕墨铸铁材料由于具有比灰铸铁和铝高的抗拉强度(高75%)、弹性模量(高40%)疲劳强度,成为目前发动机缸体缸盖设计的理想材料。
    汽车轻量化的要求是采用镁铝合金来制造汽车铸铝件的重要前提。有资料报道,汽车每减重10%,油耗降低5.5%,排放减低10%左右,而铝合金密度仅有铁的的1/3,而强度与灰铸铁相当,成为取代灰铸铁制造发动机缸体缸盖的理想材料。铝铸件在世界范围内近年来取得快速增长,而具有轻密度的镁合金伴随研究应用的深入,在汽车方向盘、座椅骨架、仪表盘、罩盖等零件上也得到快速应用。铸铝件夹渣陷特征:夹渣多分布在铸铝件的上表面,在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色,经x光透视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现。
    传统压铸工艺主要由四个步骤组成,或者称做高压压铸。这四个步骤包括模具准备、填充、注射以及落砂,它们也是各种改良版压铸工艺的基础。在准备过程中需要向模腔内喷上润滑剂,润滑剂除了可以帮助控制模具的温度之外还可以有助于铸铝件脱模。然后就可以关闭模具,用高压将熔融金属注射进模具内,这个压力范围大约在10到175兆帕之间。当熔融金属填充完毕后,压力就会一直保持直到铸铝件凝固。然后推杆就会推出所有的铸铝件,由于一个模具内可能会有多个模腔,所以每次铸造过程中可能会产生多个铸铝件。落纱的过程则需要分离残渣,包括造模口、流道、浇口以及飞边。这个过程通常是通过一个特别的修整模具挤铸铝件来完成的。其它的落纱方法包括锯和打磨。如果浇口比较易碎,可以直接摔打铸铝件,这样可以节省人力。多余的造模口可以在熔化后重复使用。通常的产量大约为67%。
    压铸作为一一种特殊铸造方法,与其他铸造方法相比,其基本的特征是将液态金属以高速高压对模具进行填充充型,但是,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,使铸铝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,一些缺陷不会影响铸铝件的性能,所以不会造成铸铝件废品,而另外一些缺陷则可能会影响铸铝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,提高铸铝件质量,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。
    <二>、压铸铝件减低酚醛树脂加入量途径
    采用高强度的树脂,以降低树脂用量实践证明,这是提高覆膜砂的溃散性的一个的方法,收效十分显著。要使其强度达到5MPa的指标,树脂添加量应为2.1%(砂重),而采用高强度型酚醛树脂时,树脂的添加量仅需1.55%即满足要求,对覆膜砂的溃散性进行评定时,高强度型酚醛树脂覆膜砂的溃散性比普通树脂覆膜砂大约提高了一倍途径之二是采用原砂,提高树脂的粘接效率,以减少树脂加入量日本某铸造厂对本国所产原砂与从美国进口的球状石英砂的粘结效率和溃散性进行了对比,发现纯度较高的圆形进口砂在同等强度要求情况下,所需加入的树脂量明显低于本地砂,溃散性的改变效果为令人满意但是使厂商感到遗憾的是进口砂成本太高而难以承受,不能实现大规模生产。人造莫来石球用作耐火骨料也有较好的效果,但同样存在成本问题,目前仍处于试验阶段。
    减薄型、芯的厚度及扩大壳芯的应用范围当壳型、芯的壁厚减小时,浇铸后壳型芯内部温度上升较快,树脂也易于同周围的空气接触,热反应进行比较完全,压铸铝件浇铸后型芯有很高的溃散性该观点被生厂商所广泛接受,现在日本的铸铝生产厂家中普遍趋于扩大壳芯的应用范围,除在低压铸造重力铸造中采用水套芯的情况之外,在考虑到型芯的变形等刚度问题时,有时在工艺上不允许减薄壁厚,此时可在厚壁部位造型、制芯时放置低树脂量的砂块来满足其对溃散性的要求。