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1、讲座SEMINAR本栏目主持:叶升平,吴志超消失模铸造生产技术第六讲:汽车用铝合金进气管的消失模铸造工艺FullMoldCastTechnology,PartⅥ:Full-MoldCastingofAlAlloyIntakeManifold曹博海刘祖仁(常州市虹江消失模辅助材料厂,常州市213002)关键词:消失模铸造,汽车铸件,铝合金中图分类号:TG249.6(文献标识码:A;文章编号:1006-9658(2007)06-3进气管是汽车发动机的重要零部件之一。若进气1模样管内壁光滑,可减少气体的流动阻力,提高发动机功模样的材质率。用砂型铸造方法生产的进气管不仅管道内壁粗选用了ST
2、MMA,糙,而且容易出现偏芯现象,使管道壁厚不均匀,因密度为0.0169g/3此,国外早就应用EPC-V工艺生产进气管。我国一cm,单个模样重汽是最早应用消失模生产进气管的工厂。量为30g。STMMA用EPC-V法生产铝合金进气管存在一些技术是EPS与EPMMA难题,它们包括:图1铝合金进气管的共聚物。之所以(1)铝合金在熔炼过程中及其在液态状态下,容选用它作为模样材料,是因为在ZL104的浇注温度易吸收气体,尤其是氢气;而在固态时,几乎不溶解范围内,模样解聚时产生的液化物比EPS的少,而产气体。含有气体的铝液在凝固过程中因溶解度下降生的气化物又比EPMMA的少。而析出,如不能排出
3、熔体,铸件将产生气孔或针孔。由于铝的浇注温度比黑色金属的低,且铝液前(2)EPC-V工艺引起的缺陷表现在:沿的模样加热不充分,气化时的解聚、裂解等过程几■消失模气化时需吸收大量的热量,导致铝液乎同时进行,解聚及裂解时液态、气态产物也同时存降温快,流动性下降,为此需提高浇注温度和熔炼温在。但不同材质的解聚、裂解产物明显不同,见表1。度。铝液温度的增加使吸气量进一步增多,加重了产生针孔的倾向。解聚产物裂解产物■模样在不同温度下所产生的液化物数量不576～700℃时发生的裂解产物是以苯乙396～576℃时解烯为主的气化物及少量小分子气体,等,大于700℃时模样液化物比1400℃时的多,这
4、些EPS聚,产物是以聚乙700℃以上开始发生完全裂解,产物中小液化物被铝液卷入后,若不能浮出铸件表面,仍会形烯为主的液化物分子气体增加成气孔或夹渣缺陷。以MMA为主的气体700℃以后小分子气体量明显增EPMMA■由于干砂的冷却速度较慢,铸件仍出现晶粒气化物加,800℃时可达90%以上粗大和收缩缺陷。裂解介于EPS和EPMMA之间,600～有部分液化物,■铸件表面珠粒印痕明显,外观不漂亮。STMMA但比EPS的少,也650℃时液化物占5.37%～1.76%,>700℃时,液化物微量,<700℃时,小分子气体但是,以上技术问题是可以设法解决的。我们从有气化物量是EPMMA的一半工艺着手
5、,注重每个操作细节,并采取切实有效的措表中“小分子气体”指常温下呈气态的物质,包施,获得了内在质量好、外观漂亮的产品。该进气管括H2、CO、CO2等。由表可知,若选用EPS作模样材如图1所示,材质为ZL104,重量4.8kg,外形尺寸料,浇注后,液态聚乙烯很易被铝液卷入,铸件中容90mm×200mm×430mm,壁厚4～14mm。易出现夹渣等缺陷;选用EPMMA,由于裂解产物中收稿日期:2007-09-10小分子气体含量高,其中,富含易被铝液吸收的H2,文章编号:2007-139而H2正是铝液铸件针孔缺陷的根源。STMMA在铝68CFMT中国铸造装备与技术6/2007讲座SEMIN
6、AR本栏目主持:叶升平,吴志超合金的浇注温度范围内的裂解产物中液化物很少,4浇注系统设计小分子气体含量又比EPMMA的低得多,所以工艺铝合金的特点是熔点低、密度小、导热快、流动中选用STMMA作模样材料。过程中温降速度大,且铝液极易氧化和吸收气体,氧化物的密度与铝液的密度相近,混入铝液中的氧化2涂料物难以浮起,所以易形成冷隔、针孔、非金属夹杂等模样上用两层性能不同、作用不同的涂料涂挂。缺陷。根据以上特点,要求浇注系统要保证铝液充型第一层涂料是表面光泽涂料。这种涂料实质上平稳,充型时间尽量快,同时挡渣能力要强。是模样表面的修补剂,将它施涂在模样表面后,能覆在砂型铸造时,浇注铝合金体常
7、用开放式浇注盖、填补模样表面的珠粒印痕或缺陷;浇注后,它与系统。消失模铸造时,不能用开放式,因为用开放式模样一同气化。所以光泽涂料的第一个作用是提高时铝液易反喷。我们设计时使用半开放式浇注系统,铸件表面的粗糙度。该涂料的第二个功能是减少铸保证系统各部分都能充满铝液。件的非金属夹杂缺陷。当用EPMMA或STMMA作模4.1各浇道设计样时,模样表面存在微观的凹凸起伏,涂料干燥后,(1)直浇道有效高度H一些耐火骨料镶嵌在这些凹坑内,在模样气化后,由它由砂箱内直浇道高度H砂与
