影响低压铸造铸件质量的几种因素

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1、影响低压铸造铸件质量的几种因素影响低压铸造铸件质量的几种因素邬京利,毕维生(1.首都航天机械公司,北京100076;2.哈尔滨工业大学,哈尔滨市150001)摘要:分析了低压铸造中合金质量,铸型用材料,工艺设计及充型工艺参数等对铝合金铸件成形的影响,认为通过改进合金熔炼工艺和铸造工艺设计以及改善凝固过程中的充型压力可减少铸件缩孔,疏松及其他铸造缺陷发生的倾向关键词:低压铸造;铝合金;铸造缺陷中图分类号:TG249.3;文献标识码:A;文章编号:1006—9658(2004)06—0052—021前言重力铸

2、造的铸件其缩孔,疏松及其他缺陷要比采用差压,低压铸造I艺严重得多:在重力铸造出现缩孔,疏松,冷隔及浇不足等缺陷时,只能通过改善浇注工艺或提高液体温度,增加铸件壁厚,加大冒口等被动工艺措施进行改进,这些都降低了材料利用率,增加了劳动强度.而低压铸造可以通过改变升液速度,加大充型压力等调节充型工艺参数的方法进行解决:为了保证铝液充型平稳和排气顺利,铝合金重力铸造通常采用底注式浇注系统,冒口放在顶部,用于铸件的补缩～但由于浇注系统设计的限制,铸件初期的纵向分布为反顺序凝固rI.温度较低的液体在铸型顶部,温度较高

3、的液体在铸型底部,在重力铸造情况下不可能对铸件进行有效补缩.而低压铸造时液体是由铸型底部向铸型顶部流动,通过调整充型参数,可保证液体平稳上升和气体顺畅外排.此外,低压铸造的补缩方向又与重力铸造补缩相反,压力由下向上,底部压力大于顶部压力,合金温度上低下高,铸件从最远部分开始凝固,逐步向下到底部浇注系统,最后到升液管,符合顺序凝固收稿日期:2004—08一文章编号:2004一I27次序,非常有利于铸件补缩,可生产出优质铝合金铸件一.同时,加压凝固能够强化铝合金结晶期间补缩能力,从而提高铸件致密度.2合金质量

4、的影响要保证合金质量,首先要保证合金用原材料符合技术要求,其次是合金的熔炼工艺,熔炼过程.铝合金在大气熔炼过程中易与空气中的氧,蒸汽接触形成A10,和H2?Al0.夹杂物熔入液体,Hz则以气态形式熔入液体,增加了液体中气体的含量.由于Al:0的密度与铝接近,颗粒细,比表面积大,混入液体中不易与液体分离,因而造成铸件夹杂等缺陷;H:则引起铸件产生针孔缺陷.合金中的这些缺陷很难通过X透视发现,不仅影响产品外观,对力学性能中的抗拉强度和伸长率亦产生影响.为了保证铸件质量就必须采取相应措施对合金液体进行处理,如对

5、合金进行除气,除渣和晶粒细化及铝硅系合金的变质处理等.2.1合金除气首先要求精练剂本身杂质要少,干燥.根据试验,在精练剂成分相同情况下,采用旋转喷粉法除气要比传统手工除气液体中的杂质,气体含量要低50%左右,精练剂用量可比手工除气减少1/3,这是因为旋转喷粉除气时,精练剂通过专门设计的转杆—"—"+"+一—一—?一—?"+"—"—一++"十一+一—一十一+一—"+--+"—_卜一+一—一+一+一41.-"+一—"++一+一——一—一+一十一+一十一—"+一十一十一—?一+一+一—?位的定位块.其侧面与砂芯

6、的间隙为0.15mm,由于起吊板长度方向与轴座6的装配间隙为0.05ram,起吊板纵向位移非常小,可以不计,而起吊板装在浮动框9上,只要浮动框能保证在吊具中的准确位置,那么就能确保整个芯组在吊具中不会因为吊具在运转过程中晃动而产生位移.第二,为了保证浮动框在吊具中的准确位置,在设计浮动框的上下运动中,上采用直线轴承,下采用导套的配合.过去上下全部用导套浮动框作上下运动容易产生咬死现52象.而全部采用直线轴承,则其尺寸精度很难保证(轴在直线轴承中同心度偏差为0.3至0.4mm),现在采用上述设计一方面保证浮

7、动框上下运动流畅,另一方面轴与套采用H8/f-I的间隙配合,轴在套中的最大偏移量不大于0.075mm,就保证了浮动框的位置,从而保证了整个芯组在吊具中的位置,解决了前述的柴油机的大型零件缸体的铸造过程中产生的缺陷,保证了产品质量.装备技术和叶片通到液体内,利用喷头的旋转和叶片的剪切作用,使惰性气体气泡均匀弥散在坩埚内液体的各个部位,这样提高了精练剂与铝液的接触面积,除气精练剂与铝液中的杂质发生物理,化学反应充分,使渣与铝分离,并由气体带到铝液表面,从而为有效地去除氢和渣创造条件.2.2合金的细化和变质为了

8、改善铸造铝合金力学性能,合金的细化和变质工艺是必不可少的.在亚共晶铝硅系合金中较多采用Al—Ti和Al—Ti—B中间合金作为晶粒细化剂,Al一5%Ti—l%B和Al一3%Ti一3%B均能细化亚共晶铝硅合金,但A1—3%Ti一3%B的细化效果优于A1-5%Ti一1%B.另外通过对铝硅系合金进行变质处理可以改变共晶硅的形貌和尺寸,使共晶硅由粗大的针片状转变为细小的纤维状共晶硅,从而提高合金的力学性能.3铸型材料及工艺设计3.1铸型