汽車鑄鋁件的低壓鑄造技術
壓力鑄造簡稱壓鑄,在一定壓力作用下使熔體填充型腔,鑄鋁件組織致密、力學性能高、尺寸精密、加工余量小等。根據壓力高低可大體分為低壓鑄造與高壓鑄造兩類,后者的模具費用
壓力鑄造簡稱壓鑄,在一定壓力作用下使熔體填充型腔,鑄鋁件組織致密、力學性能高、尺寸精密、加工余量小等。根據壓力高低可大體分為低壓鑄造與高壓鑄造兩類,后者的模具費用較高,特別適合于汽車鑄造品的大批量生產,效率高,總的費用相當低。目前幾乎全部轎車變速器殼、離合器殼、水泵殼、化油器殼、轉向機殼等都為鋁合金壓鑄鋁件。
壓鑄工藝的主要參數是壓射力、比壓、熔體填充速度、填充時間、保壓時間、熔體溫度和模具溫度。由于熔體在高溫、高速、高壓下填充型腔,不可避免地會卷人氣體,所以研發(fā)出了一批新的工藝,如真空壓鑄法、充氧壓鑄法、低速充填壓鑄法“精速密”壓鑄法(又稱Acurad法即acurate,rapid,dense)、低速中壓填充(NDC)鑄造法等,它們都是無孔隙壓鑄新工藝。因此,應根據壓鑄鋁件特點科學地控制工藝參數,合理地設計和制造鑄型(包括澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)、鑄型冷卻系統(tǒng)、模具加熱及平衡控制系統(tǒng)),選用合適的涂料及噴涂技術。壓鑄時鋁熔體溫度比合金熔點高40℃~100℃;模具溫度和熱平衡是實現(xiàn)優(yōu)質鑄造至關重要的條件,對于一般壓鑄鋁件,以取出鑄鋁件鑄型型腔表面溫度為合金熔點的40%左右。
真空壓鑄法抽氣管的真空度為22kN/㎡一27kN/㎡,在0.15s內達到4kN/㎡的負壓。真空壓鑄鋁件品質取決于真空度高低,通常壓鑄鋁件經T6處理后含氣量在0.1mL/(100gAl)以下。充氧法生產的壓鑄鋁件的含氣量約0.05mL/(100gAl),僅為普通壓鑄法的1/10,而其氧化鋁含量約為普通壓鑄鋁件的3倍,但是以微細的(1μm)氧化鋁粒存在,產品僅有少量的微孔隙,耐壓性能良好。
低速充填壓鑄法鋁熔體的澆注速度為1m/s左右,為常規(guī)壓鑄速度的1/20、1/60。壓鑄鋁件的壁厚必須大于6mm,形狀也不宜復雜。Acarad法的基本原理可歸結為:控制壓型冷卻,大截面澆口,慢填充速度,雙沖頭壓射活塞。NDC法采用螺旋澆注法,鋁熔體沿壓射壁的螺旋澆道注人,空氣不易混人熔體中,填充速度低,時間是傳統(tǒng)壓鑄法的20倍;由于在加壓下凝固,組織致密,輔以適當熱處理,可以大大提高鑄鋁件的力學性能;可以生產需要砂芯成型的工件,鑄鋁件耐壓,氣密性好,日本廣泛采用此法生產轎車空壓機機體、摩托車氣缸蓋、車輪、排氣21的發(fā)動機缸體。
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