大型低壓鑄造鑄件壁厚不均縮松解決方法
低壓鑄造是一種特種鑄造方法,它是在一定的大氣壓力下將金屬液壓入鑄型,使金屬液在一定壓力下結(jié)晶凝固,特別適用于大型薄壁鋁合金件的生產(chǎn)。
美國(guó)已用低壓鑄造方法生產(chǎn)出A357鋁合金巡航導(dǎo)彈艙體,直徑為800mm,長(zhǎng)5m,壁厚為6~8mm.我國(guó)也成功研制了壁厚為6mm的鋁合金大型鑄件,直徑為600mm左右,高度為3m. 1產(chǎn)品概況我公司采用低壓鑄造方法生產(chǎn)一種大型鋁合金鑄件,材料為ZL101A鋁合金,合金成分見表1.鑄件總體質(zhì)量為26kg,尺寸為600壁厚薄處為6mm,最厚處為20mm.產(chǎn)品形狀見,結(jié)構(gòu)見。
由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,壁厚不一,存在多處熱節(jié),在試生產(chǎn)過程中合格率極低,鑄件縮松問題一直得不到解決,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
采取的鑄造工藝鑄造方法采用金屬型,鑄型左右兩開。砂芯采用酚醛樹脂砂,鑄型和砂芯表面須上涂料。涂料烘干后增加型腔砂芯表面強(qiáng)度,能夠防止鑄液進(jìn)入型腔造成鋁夾砂,同時(shí)保證型腔的濕氣不會(huì)滲透到鋁液中,提高型腔表面光潔度。
金屬型見,a為左半型,b為右半型;生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的縮松生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的主要問題是縮松,為在鑄件的多個(gè)部位都出現(xiàn)了不同程度的縮松問題,部位1、2、3、4、5、6分別見a~d.這幾個(gè)部位都出現(xiàn)了明顯的縮松現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用性能,所以必須解決這些問題才能提高產(chǎn)品合格率,更好地批量生產(chǎn)。
縮松原因以及解決辦法面對(duì)存在的問題,我們大體分析了出現(xiàn)問題的原因,主要有:
①此鑄件屬大型鑄件,壁厚平均在6mm左右,某些厚重部位達(dá)到20mm左右,壁厚不均是該鑄件的一大特點(diǎn),在凝固過程中,厚重部位冷卻較慢,最后凝固,從而不能得到充分補(bǔ)縮,形成縮松;
②工藝系統(tǒng)存在問題,使合金凝固不能實(shí)現(xiàn)順序凝固,從而導(dǎo)致了縮松現(xiàn)象。
為了解決這些問題我們采取了4條措施,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證:
①改進(jìn)澆注系統(tǒng),通過改進(jìn)澆冒口系統(tǒng),促進(jìn)整個(gè)鑄件凝固時(shí)實(shí)現(xiàn)順序凝固;
②在鑄件易出現(xiàn)縮松的厚大部位增加激冷噴水措施,如鑄件拐角處,見中的2部位;
③厚壁部分中5、6部位的型芯上增加冷鐵,
④在鑄件壁特別厚的部位還增加冷銅,以得到更大的冷卻速度,避免這些部位縮松的出現(xiàn),如在中缺陷4部位,增加了銅釘。
多次人工時(shí)效對(duì)低壓鑄造A356.2鋁合金輪轂力學(xué)性能的影響梁勇劉宏磊劉智峰于寶滿(秦皇島戴卡興龍輪轂制造有限公司)2鋁合金輪轂力學(xué)性能的影響。
結(jié)果表明,通過多級(jí)人工時(shí)效使合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度有所提高;伸長(zhǎng)率有所下降;并隨時(shí)人工效次數(shù)的增多變化幅度在下降,組織結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定;A356. 2鋁合金晶粒的粗大,經(jīng)T6熱處理后對(duì)屈服強(qiáng)度和硬度沒有影響,而抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率有所下降。
研究認(rèn)為,多次時(shí)效能使A356. 2鋁合金輪轂的強(qiáng)度和硬度提高,而伸長(zhǎng)率下降,并且使性能更加穩(wěn)定。A356. 2鋁合金鑄造過程中晶粒粗大其伸長(zhǎng)率越差。
鋁合金;輪轂;多次時(shí)效;力學(xué)性能5標(biāo)志碼A汽車業(yè)的迅猛發(fā)展和汽車零件的輕量化是鋁合金鑄件應(yīng)用的主要推動(dòng)力,其中鋁輪轂市場(chǎng)是一個(gè)重要的市場(chǎng)。與此同時(shí),輕量化技術(shù)對(duì)鋁合金輪轂品質(zhì)提出更高要求。

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