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        鋁合金鑄造工藝優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

        2021-03-19 03:37:36王景浩李宏新凱斯曼秦皇島汽車零部件制造有限公司
        環(huán)球市場 2021年4期
        關(guān)鍵詞:熱節(jié)鋁液縮孔

        王景浩 李宏新 凱斯曼秦皇島汽車零部件制造有限公司

        一、縮孔和縮松

        1.縮孔和縮松通常發(fā)生在鑄件的熱節(jié)處。這些熱節(jié)有的是由結(jié)構(gòu)設(shè)計造成的,針對這種熱節(jié),可以通過加強冷卻強度或者降低對應(yīng)位置模具溫度的方式減小熱節(jié),但是通常會涉及模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的更改,在模具結(jié)構(gòu)定型的情況下,更改的費用較高。比較簡單的方式是將熱節(jié)附近的保溫涂料清理掉,或者直接在噴涂料的時候用擋板擋住模具上對應(yīng)著鑄件熱節(jié)的部位,沒有涂料的部位就起到了相當(dāng)于冷鐵的作用,可使熱節(jié)處提前凝固。

        圖1 在易發(fā)生縮松處使用擋板遮擋涂料

        2.鑄件內(nèi)腔的縮孔和縮松通常是因為冒口或者內(nèi)澆口的溫度過低,導(dǎo)致其補縮能力不足造成的。筆者曾嘗試將冒口芯放到干冰中冷卻1分鐘后,立即用于生產(chǎn),結(jié)果在鑄件中臨近冒口的小熱節(jié)處發(fā)現(xiàn)了縮孔。將模具底模保溫溫度降低到500℃以下后,同樣在鑄件內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了縮孔。在生產(chǎn)中,可以先在模具中擺放冒口芯,利用模具本身的溫度來預(yù)熱冒口芯,提高其補縮效率。底模溫度應(yīng)控制在600℃-700℃之間,根據(jù)生產(chǎn)條件進行調(diào)整,及時補噴澆道和澆口的保溫涂料。

        3.靠近內(nèi)澆口附近的縮孔和縮松,通常是由于內(nèi)澆口處過早凝固所致。長時間停機導(dǎo)致的底模溫度偏低,或者澆口內(nèi)粘鋁未在澆注前及時清理,或者坩堝和升液盆里氧化夾雜過多在過濾網(wǎng)處集結(jié),都會引起內(nèi)澆口處過早凝固,堵住補縮通道。在生產(chǎn)過程中保持生產(chǎn)節(jié)拍的連續(xù)性,減少非必要的停機,或者在長時間開模后進行合模保溫,每次澆注前,檢查并清理澆口內(nèi)壁,定期清理升液管和升液盆,能有效避免此類缺陷。

        二、宏觀氣孔

        1.如果砂芯受潮,水分會在澆注過程中變成水蒸氣,若沒有及時排出型腔,就會在鑄件內(nèi)部形成氣孔。將不同砂芯的表面均勻噴上少許水,分別生產(chǎn)一模鑄件,目視檢查鑄件表面,用X光檢查鑄件內(nèi)部,確認不同砂芯受潮后形成氣孔的位置,和日常生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣孔位置對比,就可以有針對性地采取措施。

        在砂芯和模具的接觸面附近的氣孔,可以采取在模具上設(shè)置排氣塞的方法,將氣體排出。

        若氣孔存在于鋁液和模具的接觸面,設(shè)置排氣塞很容易被鋁液堵住,從而失去排氣功能。這種情況下,就需要從控制砂芯內(nèi)部水分入手。主要措施有:1)將砂芯存放于恒溫且低濕度的環(huán)境中;2)當(dāng)生產(chǎn)車間環(huán)境濕度較大時,控制砂芯存放在現(xiàn)場的時間小于1小時;3)采用預(yù)熱的方式烘烤出砂芯中的水分。

        2.在低壓鑄造過程中,還有一種特殊的氣孔,通常發(fā)生在鑄件的底部。出現(xiàn)氣孔的同時,鑄件表面伴隨著褶皺和氣痕。這種氣孔通常是由于升液管在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)裂紋,從而使外部氣體進入鑄件型腔所致。出現(xiàn)此類氣孔,需要立即更換坩堝,檢查升液管是否有裂紋。為了預(yù)防升液管開裂,坩堝安裝和轉(zhuǎn)運的過程中,需要盡量減少振動。

        三、冷隔

        1.冷隔最容易發(fā)生的位置是呈水平設(shè)置的薄壁肋條。由于肋條是由模具上的狹窄的空隙形成,如果空隙很深,噴保溫涂料的時候很難以90°角噴到模具表面,達到和模具的緊密貼合。而且在脫模過程中,因鑄件和模具的摩擦,保溫涂料很容易脫落。在鋁液流入空隙的過程中,鋁液被模具表面迅速冷卻,最后凝固的區(qū)域,即鋁液最后交匯的地方,特別容易出現(xiàn)冷隔。針對這種冷隔,除了保證模具的涂料狀態(tài),針對模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化更加有效:增加肋條的厚度或加大從模具外側(cè)到最內(nèi)側(cè)的角度,都有利于噴涂和保持涂料與模具的貼合,并且有利于鋁液流入。

        2.在鑄造生產(chǎn)過程中,側(cè)模頂部排氣通道附近的涂料經(jīng)過氣體的不斷“沖刷”,特別容易脫落,相對其周邊區(qū)域,模具此處會局部過冷,導(dǎo)致鋁液過早凝固,氣體未能及時排出,從而憋在鑄件表面形成凹坑。通過及時補涂料,可以利用涂料形成的粗糙表面進行排氣,減少此類缺陷。更有效的方式是在出現(xiàn)凹坑的部位開設(shè)排氣塞,協(xié)助排氣。

        3.模具重新噴干冰、涂料,保溫后生產(chǎn)的首件,側(cè)模頂部排氣通道附近或模具凹陷處容易出現(xiàn)因“憋氣”形成的冷隔,這時出現(xiàn)“憋氣”的原因主要是在模具溫度過低或者保溫時間不夠,涂料中的結(jié)晶水沒有完全蒸發(fā)掉,在生產(chǎn)首件的過程中,鋁液的溫度將其分解蒸發(fā)出來,但是沒有來得及排出模具型腔,就形成了冷隔。這種情況下,對憋氣處噴涂料過多只能加重冷隔的發(fā)生。提高保溫溫度和保溫時間,可以一定程度上避免此缺陷發(fā)生,但是會消耗過多的能源和浪費生產(chǎn)時間。對于這種情況,可以采取對上部涂料局部烘烤的措施,在模具上增加排氣塞或者使用網(wǎng)格面代替平面,將氣體引到鑄件以外。

        圖2 網(wǎng)格狀排氣花槽

        四、結(jié)論

        低壓鑄造設(shè)備和模具的冷卻系統(tǒng),加熱系統(tǒng),排氣系統(tǒng)的設(shè)計受到模具結(jié)構(gòu)和空間的限制常常難以滿足工藝需求,同時,工人的噴涂等操作也會對鑄件的質(zhì)量造成一定影響。

        生產(chǎn)實踐中,針對每個缺陷,根據(jù)其發(fā)生位置,結(jié)合設(shè)備、模具當(dāng)時的具體狀況,分析其產(chǎn)生原因,采取合理、經(jīng)濟而又穩(wěn)定的應(yīng)對措施,是鑄造工作者的重要任務(wù)。

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