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1、铝合金铸件移动磁场铸造的铸造缺陷及防止林小瑛,翁薇,卢月美,李树江(福州大学机械工程与自动化学院,福建福州350002)摘要:在研究移动磁场对铝合金铸件充型能力的影响基础上,对铸件中出现的几种铸造缺陷产生原因进行了分析,并提出了防止这些铸造缺陷的措施.关键词:铝合金;铸件;移动磁场;铸造缺陷中图分类号:TG249.9文献标识码:ACastingdefectsanalyzingandpreventionofaluminumalloycastbytravelingmagneticfieldLINXiao-ying,WENGW
2、ei,LUYue-mei,LIShu-jiang(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation,FuzhouUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:Reasonsofcastingdefectsoccurringinfoundryprocesshavebeenanalyzedbasedonthestudiesofeffectsoftravelingmagneticfieldonthealuminumalloycastingmol
3、d-fillingcapacity.Somepreventivemeasurestoeliminatethemwerealsosuggested.Keywords:aluminumalloy;cast;travelingmagneticfield;castingdefect80年代以来,大型薄壁整体铸件的发展和应用极为迅速,而移动磁场铸造法可以解决生产大型薄壁整体铸件的一个关键性问题———成形,为生产高质量的大型薄壁铸件并扩大其应用范围开辟了新的途经.国内外在移动磁场铸造的充型、凝固工艺方面进行了一些探索性研究工作,研究
4、了改变工艺参数对铝合金充型能力及凝固组织的影响[1-3].由于这是一项新开发的技术,因而铸造过程中还易产生如气孔、跑火及铸型夹紧力等问题,需要认真研究解决[4].本文在研究移动磁场对铝合金铸件充型能力的影响过程中,同时对铝合金铸件中出现的铸造缺陷进行分析和研究,并提出一些防止措施.1试验条件1.1试验模拟铸件针对大型电器散热片,设计出试验模拟E型铸件(图1).该零件轮廓尺寸为400mm×100mm×50mm,铸件底面厚为3mm,侧壁厚为2mm.试验材料为6063,其化学成分(质量分数)为:0.20%～0.6%Si,0.3
5、5%Fe,0.10%Cu,0.10%Mn,0.45%～0.9%Mg,≤0.10%Cr,≤0.10%Zn,余量为Al.1.2试验设备≤0.10%Ti,≤0.15%杂质,图1实验模拟件图(单位:mm)Fig.1Simulatedspecimenoftheexperiment(unit:mm)试验设备主要是由直线电机和调压器组成(图2).接触调压器和电流表用于控制移动磁场发生器的电流强度.试验采用以不锈钢板为底模的石膏型铸造,不锈钢底板和石膏模同炉烘干后冷却至室温,合箱准备浇注;熔炼设备主要是SX2-5-12型电阻炉、KSY-
6、6D-16型电阻炉温控制器、坩锅和热电偶等.收稿日期:2008-5-05作者简介:林小瑛(1956-),女,副教授.基金项目:福建省教育厅科研资助项目(JB04026)·238·福州大学学报(自然科学版)第37卷图2移动磁场铸造装置原理图Fig.2Principlefigureoftravelingmagneticfieldequipment1.3熔炼工艺①将坩锅置于电阻炉中加热,清除坩锅内上次熔化留下的炉渣,并将坩锅和工具均匀刷上涂料;预热坩锅及工具至200～300℃,烘干表面涂料;②放入适量的铝锭,温度升到800℃后
7、保温;③加入适量的2S-AJ2精炼剂进行精炼,并加入2S-AZ打渣剂进行除渣;④关闭电阻炉的电源,用热电偶测得铝液温度,待铝液温度降至(740±10)℃即可浇注.1.4浇注工艺接通接触调压器的电源并将电压调到预定值后进行浇注,待铸件完全凝固后切断电源,并取出E形铸件.2试验中铸件出现的铸造缺陷及其控制措施从试验结果中可以看出,由于移动磁场增大了金属液的充型速度,提高了金属液的充型压头,6063铝合金的充型能力得到很大的提高(图3(b)).但是,铸件也出现了一些铸造缺陷,如跑火、冷隔、呛火、披缝、裂纹、表面粗糙等.图3移动
8、磁场铸造对6063铝合金充型能力的影响Fig.3Effectsoftravelingmagneticfieldonthe6063aluminumalloycastingmold-fillingcapacity2.1跑火移动磁场铸造下的跑火缺陷要比一般重力铸造严重.是由于移动磁场对金属液压头的提高非常明显,使得充填压力
